This thesis includes several acceleration schemes of computer graphics consisting of three parts. The first part introduces a new hardware architecture for 2-D geometry generation and processing applicable to image processing (noise suppression, notch elimination, and contour extraction), graphics processing (polygon scan conversion and multiwindowing with nonrectangular window), and VLSI layout verification (design rule checking). In the second part, Shading Engine, a special purpose hardware architecture for fast image rendering is described. The Shading Engine performs, in a pipeline fashion, the linear interpolation of the Z-depth values as well as the intensities, given those values at the extreme points of each span in the scanline command. It consists of a binary tree interpolator being fed by the two function values at the extreme points of the scanline produced by the two extrapolators connected in cascade. Finally, in the third part, a software algorithm for the fast shadow testing during ray tracing, called Hybrid Shadow Testing scheme (HST), is introduced. In the HST scheme, one of the four subschemes such as Sustain', 'Self-shadow', 'Shadow volume scheme', and 'Conventional scheme' is selected such that the shadow testing cost is minimized with the result of approximately 50% reduction of the shadow testing time compared to that of the conventional scheme.
본 논문은 컴퓨터 그래픽의 가속화를 위한 몇가지 하드웨어 구조와 소프트웨어 알고리즘을 제시하고 있으며 세가지 부분으로 구성되 어 있다. 첫번째 부분은 2차원 영상의 생성과 처리를 위한 새로운 하드웨어 구조로서 Ringtree를 소개한다 Ringtree는 잡음감퇴, 경계선 도출등의 영상처리 기능과 다각형의 스캔 컨버젼, 선 그리기등의 그래픽 기능 및 VLSI 도면 확인을 위한 설계규칙검사등을 수행할 수 있다. 두번째 부분에서는 고속 영상화를 위한 전용 하드웨어 구조로서 Shading Engine이 소개된다. Shading Engine은 scanline command의 양끝점에서의 Z-depth나 밝기의 값을 주면 그사이 에서의 값을 내섭(interpolation)을 이용하여 파이프라인 방식으로 계산해 준다. 두개의 외섭기(extrapolator)와 한개의 내섭기(interpolator)로 구성되어 있다. 본 논문의 마지막 부분은 광선추적수행중 음영검사의 소프트웨어 가속화 방안을 설명하고 있다. 유지, 자영, 음영입체법 및 종래의 방법등을 상황에 따라 유리하게 적용하는 혼합음영검사 (Hybrid Shadow Testing, HST) 를 제안하며 실험을 통하여 종래의 방법에의해 소모되는 시간을 반으로 단축시킬 수 있음을 보였고 전체묘화시간은 30 퍼센트 정도 단축시켰다.
