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KR102110760B1 - 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치 및 이의 동작 방법 - Google Patents

멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치 및 이의 동작 방법 Download PDF

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KR102110760B1
KR102110760B1 KR1020180091844A KR20180091844A KR102110760B1 KR 102110760 B1 KR102110760 B1 KR 102110760B1 KR 1020180091844 A KR1020180091844 A KR 1020180091844A KR 20180091844 A KR20180091844 A KR 20180091844A KR 102110760 B1 KR102110760 B1 KR 102110760B1
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South Korea
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skeleton
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vertex
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허윤주
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매트릭스테크 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치 및 이의 동작 방법은 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보가 입력되면, 메쉬(mesh) 구조를 갖는 모델링 데이터를 구성하는 다수의 다각형 엘리먼트(element)들의 꼭짓점에 해당되는 다수의 정점(vertex)들의 뼈대 정보에 기초하여 상기 다수의 정점들 각각을 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당하고, 상기 다수의 쓰레드들 각각이 상기 다수의 정점들 각각의 뼈대 정보에 상응하는 뼈대의 움직임 정보에 따른 정점 보정 정보를 이용하여, 상기 메인 쓰레드로부터 상기 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당된 상기 다수의 정점들 각각의 데이터를 보정함으로써, 3차원 모델링 데이터에 보다 많은 정점을 포함하여, 3차원 환경에서 캐릭터를 보다 세밀하게 표현하면서도 FPS 수치가 떨어지지 않는다.

Description

멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치 및 이의 동작 방법{APPARATUS FOR PROCESSING 3 DIMENSION MODELLING DATA BASED ON MULTI THREAD AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치 및 이의 동작 방법에 대한 것이다.
3차원 캐릭터 애니메이션은 캐릭터의 골격에 해당하는 뼈대 구조와 캐릭터의 표면을 이루는 메쉬(mesh) 구조의 모델링 데이터를 서로 연결하여, 뼈대 구조의 움직임에 따라 메쉬 구조의 모델링 데이터를 수정함으로써 캐릭터의 움직임을 나타내는 스키닝 알고리즘을 이용하여 주로 제작된다.
그러나, 3차원 환경에서 캐릭터를 보다 세밀하게 표현하려고 하면, 뼈대의 개수와 메쉬를 구성하는 정점들의 개수를 증가시켜야 하므로, 연산량이 증가하게 되고, 이에 따라, FPS(Frames Per Second) 수치가 떨어진다는 문제점이 있다.
따라서, 3차원 환경에서 캐릭터를 보다 세밀하게 표현하면서도, FPS 수치가 떨어지지 않게 하는 알고리즘에 대한 연구가 필요하다.
본 발명에 따른 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치 및 이의 동작 방법은 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보가 입력되면, 메쉬(mesh) 구조를 갖는 모델링 데이터를 구성하는 다수의 다각형 엘리먼트(element)들의 꼭짓점에 해당되는 다수의 정점(vertex)들의 뼈대 정보에 기초하여 상기 다수의 정점들 각각을 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당하고, 상기 다수의 쓰레드들 각각이 상기 다수의 정점들 각각의 뼈대 정보에 상응하는 뼈대의 움직임 정보에 따른 정점 보정 정보를 이용하여, 상기 메인 쓰레드로부터 상기 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당된 상기 다수의 정점들 각각의 데이터를 보정함으로써, 3차원 모델링 데이터에 보다 많은 정점을 포함하여, 3차원 환경에서 캐릭터를 보다 세밀하게 표현하면서도 FPS 수치가 떨어지지 않게 하고자 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치는 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보에 따른 정점 보정 정보를 저장하고 있는 저장부, 상기 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보가 입력되면, 메쉬(mesh) 구조를 갖는 모델링 데이터를 구성하는 다수의 다각형 엘리먼트(element)들의 꼭짓점에 해당되는 다수의 정점(vertex)들의 뼈대 정보에 기초하여 상기 다수의 정점들 각각을 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당하는 쓰레드 할당부, 상기 다수의 정점들 각각의 뼈대 정보에 상응하는 뼈대의 움직임 정보에 따른 정점 보정 정보를 이용하여, 상기 메인 쓰레드로부터 상기 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당된 상기 다수의 정점들 각각의 데이터를 보정하는 다수의 쓰레드들 및 상기 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보에 따라 데이터의 보정이 완료된 상기 다수의 정점들로 구성된 모델링 데이터를 렌더링하는 렌더링부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치의 동작 방법은 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보에 따른 정점 보정 정보를 저장하고 있는 저장부를 유지하는 단계, 상기 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보가 입력되면, 메쉬(mesh) 구조를 갖는 모델링 데이터를 구성하는 다수의 다각형 엘리먼트(element)들의 꼭짓점에 해당되는 다수의 정점(vertex)들의 뼈대 정보에 기초하여 상기 다수의 정점들 각각을 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당하는 단계, 상기 다수의 쓰레드들 각각이 상기 다수의 정점들 각각의 뼈대 정보에 상응하는 뼈대의 움직임 정보에 따른 정점 보정 정보를 이용하여, 상기 메인 쓰레드로부터 상기 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당된 상기 다수의 정점들 각각의 데이터를 보정하는 단계 및 상기 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보에 따라 데이터의 보정이 완료된 상기 다수의 정점들로 구성된 모델링 데이터를 렌더링하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치 및 이의 동작 방법은 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보가 입력되면, 메쉬(mesh) 구조를 갖는 모델링 데이터를 구성하는 다수의 다각형 엘리먼트(element)들의 꼭짓점에 해당되는 다수의 정점(vertex)들의 뼈대 정보에 기초하여 상기 다수의 정점들 각각을 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당하고, 상기 다수의 쓰레드들 각각이 상기 다수의 정점들 각각의 뼈대 정보에 상응하는 뼈대의 움직임 정보에 따른 정점 보정 정보를 이용하여, 상기 메인 쓰레드로부터 상기 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당된 상기 다수의 정점들 각각의 데이터를 보정함으로써, 3차원 모델링 데이터에 보다 많은 정점을 포함하여, 3차원 환경에서 캐릭터를 보다 세밀하게 표현하면서도 FPS 수치가 떨어지지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 이러한 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였으며, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본 명세서 상에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치(100)의 구성을 도시한 도면이다. 여기에서, 3차원 모델링 데이터 처리 장치(100)는 예컨대, 범용 그래픽 처리 장치(GPGPU : General Purpose Graphic Processing Unit) 등과 같은 그래픽 처리 장치, 성능 가속 처리 장치(APU : Accelerated Processing Unit), 중앙 처리 장치(CPU : Central Processing Unit) 등과 같이 정점 연산이 가능한 처리 장치로 구현될 수 있다. 또한, 3차원 모델링 데이터 처리 장치(100)는 하나의 메인보드에 적어도 2 이상의 그래픽 처리 장치를 연결하여 구성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치(100)는 저장부(110), 쓰레드 할당부(120), 다수의 쓰레드들(121 내지 127), 움직임 정보 생성부(130), 렌더링부(140) 및 디스플레이부(150)를 포함할 수 있다.
먼저, 저장부(110)에는 메쉬(mesh) 구조를 갖는 모델링 데이터에 대한 정보가 저장되어 있으며, 다수의 뼈대들 각각의 움직임에 따른 정점 보정 정보가 저장되어 있을 수 있다.
여기에서, 모델링 데이터는 다수의 다각형 엘리먼트(element)들의 꼭짓점에 해당되는 다수의 정점(vertex)들에 대한 정보일 수 있으며, 다수의 정점(vertex)들에 대한 정보는 정점 위치 정보(예: 3차원 좌표 정보), 정점 UV 정보(예: U축 및 V축에 대한 좌표 정보), 정점 노말 벡터 정보(예: 정점이 이루는 다각형 엘리먼트에 대한 노말 벡터) 및 정점 관련 뼈대 정보(예: 골반, 허리, 좌측 어깨, 좌측 팔꿈치 등)를 포함할 수 있다.
또한, 정점 보정 정보는 상기 다수의 뼈대들 각각의 관련 정점들에 대한 가중치 값 및 상기 다수의 뼈대들 각각의 움직임에 따른 정점의 위치를 변환시키는 정점 변환 행렬을 포함할 수 있다.
예컨대, 저장부(110)에는 하기 표 1과 같이 메쉬 구조를 갖는 모델링 데이터에 대한 정보가 저장되어 있을 수 있다.
정점 인덱스 정점 정보 관련 뼈대 인덱스 엘리먼트 인덱스
정점 위치 정점 UV 정점 노말 벡터
정점 1 (x1, y1, z1) (u1, v1) (a1, b1, c1) 뼈대 1 엘리먼트 1
(a2, b2, c2) 엘리먼트 2
(a3, b3, c3) 엘리먼트 3
정점 2 (x2, y2, z2) (u2, v2) (a2, b2, c2) 뼈대 1 엘리먼트 2
(a4, b4, c4) 뼈대 2 엘리먼트 4
정점 3 (x3, y3, z3) (u3, v3) (a4, b4, c4) 뼈대 2 엘리먼트 4
(a5, b5, c5) 뼈대 3 엘리먼트 5
정점 4 (x4, y4, z4) (u4, v4) (a4, b4, c4) 뼈대 2 엘리먼트 4
(a5, b5, c5) 뼈대 3 엘리먼트 5
정점 5 (x5, y5, z5) (u5, v5) (a6, b6, c6) 뼈대 4 엘리먼트 6
(a7, b7, c7) 뼈대 5 엘리먼트 7
정점 6 (x6, y6, z6) (u6, v6) (a8, b8, c8) 뼈대 5 엘리먼트 8
(a9, b9, c9) 뼈대 6 엘리먼트 9
... ... ... ... ... ...
여기에서, 뼈대 1은 좌측 어깨, 뼈대 2는 좌측 팔꿈치, 뼈대 3은 좌측 손목일 수 있으며, 예컨대, 엘리먼트 4는 정점 2, 3 및 4로 이루어지는 삼각형일 수 있으며, 정점 2, 3 및 4로 이루어지는 엘리먼트 4의 3차원 공간에서의 정점 노말 벡터(즉, (a4, b4, c4))가 정점 2, 3 및 4의 엘리먼트 4에 대한 정점 노말 벡터일 수 있다. 한편, 다수의 엘리먼트들을 구성하는 정점의 경우(예: 정점 1, 2 및 3), 구성하는 엘리먼트들의 개수에 상응하는 정점 노말 벡터를 가질 수 있다.또한, 저장부(110)에는 하기 표 2와 같이 가중치 값이 저장되어 있을 수 있다.
뼈대 1 뼈대 2 뼈대 3 뼈대 4 ...
정점 1 가중치 1-1 - - - ...
정점 2 가중치 2-1 가중치 2-2 - - ...
정점 3 - 가중치 3-2 가중치 3-3 - ...
정점 4 - 가중치 4-2 - - ...
... ... ... ... ... ...
여기에서, 상기 다수의 뼈대들 각각의 관련 정점들에 대한 가중치 값은 서로 관련된 뼈대-정점들에 대해서만 설정되어 있을 수 있다. 이에 따라, 정점 1 및 뼈대 1 간의 정점 1에 대한 가중치 1-1은 설정되어 있지만, 정점 1 및 뼈대 2 간의 정점 1에 대한 가중치 1-2는 설정되어 있지 않을 수 있다. 또한, 임의 정점에 대한 가중치들의 합은 1이다. 이에 따라, 정점 1에 대한 가중치 1-1은 1이며, 정점 2에 대한 가중치 2-1(예컨대, 0.7) 및 2-2(예컨대, 0.3)의 합은 1일 수 있다.다음으로, 저장부(110)에는 하기 표 3 및 4와 같이 정점 변환 행렬이 저장되어 있을 수 있다. 여기에서, 뼈대 움직임 정보는 좌표 상의 뼈대 이동 정보와 좌표 상의 뼈대 회전 정보로 구분될 수 있으며, 이에 따라, 정점 변환 행렬은 뼈대 이동 정보에 상응하는 뼈대 이동 행렬 및 뼈대 회전 정보에 상응하는 뼈대 회전 행렬의 곱으로 획득될 수 있다.
뼈대 이동 1 뼈대 이동 2 뼈대 이동 3 뼈대 이동 4 ...
뼈대 1 뼈대 이동 행렬 1-1 뼈대 이동 행렬 1-2 뼈대 이동 행렬 1-3 뼈대 이동 행렬 1-4 ...
뼈대 2 뼈대 이동 행렬 2-1 뼈대 이동 행렬 2-2 뼈대 이동 행렬 2-3 뼈대 이동 행렬 2-4 ...
뼈대 3 뼈대 이동 행렬 3-1 뼈대 이동 행렬 3-2 뼈대 이동 행렬 3-3 뼈대 이동 행렬 3-4 ...
뼈대 4 뼈대 이동 행렬 4-1 뼈대 이동 행렬 4-2 뼈대 이동 행렬 4-3 뼈대 이동 행렬 4-4 ...
... ... ... ... ... ...
뼈대 회전 1 뼈대 회전 2 뼈대 회전 3 뼈대 회전 4 ...
뼈대 1 뼈대 회전 행렬 1-1 뼈대 회전 행렬 1-2 뼈대 회전 행렬 1-3 뼈대 회전 행렬 1-4 ...
뼈대 2 뼈대 회전 행렬 2-1 뼈대 회전 행렬 2-2 뼈대 회전 행렬 2-3 뼈대 회전 행렬 2-4 ...
뼈대 3 뼈대 회전 행렬 3-1 뼈대 회전 행렬 3-2 뼈대 회전 행렬 3-3 뼈대 회전 행렬 3-4 ...
뼈대 4 뼈대 회전 행렬 4-1 뼈대 회전 행렬 4-2 뼈대 회전 행렬 4-3 뼈대 회전 행렬 4-4 ...
... ... ... ... ... ...
다음으로, 쓰레드 할당부(120)는 움직임 정보 생성부(130)로부터 상기 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보(즉, 뼈대 이동 정보 및 뼈대 회전 정보)가 입력되면, 메쉬(mesh) 구조를 갖는 모델링 데이터를 구성하는 다수의 다각형 엘리먼트(element)들의 꼭짓점에 해당되는 다수의 정점(vertex)들의 뼈대 정보(즉, 관련 뼈대 인덱스)에 기초하여 상기 다수의 정점들 각각을 다수의 쓰레드들(121 내지 127) 각각에 순차적으로 할당할 수 있다. 여기에서, 움직임 정보 생성부(130)는 사용자 입력부(131)를 통해 사용자가 입력한 캐릭터의 움직임 제어 신호에 상응하는 상기 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보를 생성할 수 있다.이때, 쓰레드 할당부(120)는 동일한 뼈대 정보를 가지는 정점들을 동일한 쓰레드에 할당할 수 있다. 구체적으로, 쓰레드 할당부(120)는 상기 다수의 쓰레드들(121 내지 127) 중 제1 쓰레드에 상기 다수의 정점들 중 제1 뼈대 정보를 가지는 정점들이 할당되고, 상기 제1 뼈대 정보를 가지는 정점들 중 제1 정점이 제2 뼈대 정보를 가지는 경우, 상기 제2 뼈대 정보에 따른 뼈대가 상기 제1 뼈대 정보에 따른 뼈대의 하위 뼈대이면, 상기 다수의 정점들 중 제2 뼈대 정보를 가지는 정점들 상기 제1 쓰레드에 할당할 수 있다. 여기에서, 예를 들어, 최상위 뼈대는 골반 및 좌우 어깨일 수 있으며, 차상위 뼈대, 즉, 최상위 뼈대의 하위 뼈대는 골반 및 좌우 어깨에 직접 연결되는 뼈대일 수 있으며, 차상위 뼈대의 하위 뼈대는 골반 및 좌우 어깨에 차상위 뼈대를 사이에 둔 뼈대일 수 있다. 이와 같이, 최상위 뼈대에 인접한 순서대로 뼈대들의 상위 및 하위 여부가 결정될 수 있다.
예를 들어, 뼈대 1이 최상위 뼈대이고, 뼈대 2가 뼈대 1의 차상위 뼈대이며, 뼈대 3이 뼈대 2의 하위 뼈대인 경우, 쓰레드 할당부(120)는 상기 다수의 쓰레드들(121 내지 127) 중 쓰레드 1(121)에 상기 다수의 정점들 중 뼈대 1을 관련 뼈대 인덱스로 가지는 정점 1 및 정점 2를 할당하고, 정점 2가 뼈대 2를 관련 뼈대 인덱스로 가지고, 뼈대 2가 뼈대 1의 하위 뼈대이므로, 상기 다수의 정점들 중 뼈대 2를 관련 뼈대 인덱스로 가지는 정점 3 및 정점 4를 상기 쓰레드 1(121)에 할당할 수 있다. 마찬가지의 방식으로, 쓰레드 할당부(120)는 뼈대 4가 최상위 뼈대이고, 뼈대 5가 뼈대 4의 차상위 뼈대이며, 뼈대 6이 뼈대 4의 하위 뼈대인 경우, 쓰레드 할당부(120)는 상기 다수의 쓰레드들(121 내지 127) 중 쓰레드 2(123)에 상기 다수의 정점들 중 뼈대 4를 관련 뼈대 인덱스로 가지는 정점 5를 할당하고, 정점 5가 뼈대 5를 관련 뼈대 인덱스로 가지고, 뼈대 5가 뼈대 4의 하위 뼈대이므로, 상기 다수의 정점들 중 뼈대 5를 관련 뼈대 인덱스로 가지는 정점 6을 상기 쓰레드 2(123)에 할당할 수 있다.
또한, 쓰레드 할당부(120)는 상기 다수의 쓰레드들(121 내지 127) 중 제2 쓰레드로부터 상기 제2 쓰레드에 할당된 정점들의 데이터 보정이 완료되었다는 보정 완료 신호를 수신하면, 상기 다수의 쓰레드들(121 내지 127) 중 보정 완료 신호를 송신하지 않은 제3 쓰레드에 할당된 정점들 중 데이터 보정이 완료되지 않은 정점들을 선별한 후 선별된 정점들 중 뼈대 정보가 동일한 일부 정점들을 상기 제2 쓰레드에 할당할 수 있다. 이때, 쓰레드 할당부(120)는 상기 제2 쓰레드에 할당되는 뼈대 정보가 동일한 일부 정점들의 개수가 데이터 보정이 완료되지 않은 정점들의 절반 이하가되도록 뼈대 정보가 동일한 일부 정점들을 상기 제2 쓰레드에 할당할 수 있다.
예를 들어, 정점 1 내지 4가 쓰레드 1(121)에 할당되고, 정점 5 및 6이 쓰레드 2(123)에 할당된 후, 쓰레드 2(123)가 정점 5 및 6에 대한 데이터 보정을 완료하였다는 보정 완료 신호를 쓰레드 할당부(120)에 송신하면, 쓰레드 할당부(120)는 보정 완료 신호를 송신하지 않은 쓰레드 1(121)에 할당된 정점들 중 데이터 보정이 완료되지 않은 정점들(예컨대, 정점 1, 2, 3 및 4)을 선별한 후 선별된 정점들 중 뼈대 정보가 동일한 일부 정점들(예컨대, 정점 3 및 4)을 상기 쓰레드 2(123)에 할당할 수 있다.
마지막으로, 쓰레드 할당부(120)는 상기 다수의 정점들 중 일부 뼈대 정보를 가지는 정점들을 상기 다수의 쓰레드들(121 내지 127) 각각에 순차적으로 할당한 후 상기 다수의 쓰레드들(121 내지 127) 중 제4 쓰레드로부터 상기 제4 쓰레드에 할당된 정점들의 데이터 보정이 완료되었다는 보정 완료 신호를 수신하면, 상기 일부 뼈대 정보 이외의 잔여 뼈대 정보를 가지는 정점들을 중 일부 정점들을 뼈대 정보에 기초하여 상기 제4 쓰레드에 할당할 수 있다. 여기에서, 일부 뼈대 정보는 최상위 뼈대로부터 사전 설정된 거리 이내로 인접하는 뼈대들에 대한 관련 뼈대 인덱스일 수 있다.
상기 다수의 쓰레드들(121 내지 127) 각각은 상기 다수의 정점들 각각의 뼈대 정보에 상응하는 뼈대의 움직임 정보에 따른 정점 보정 정보를 이용하여, 상기 메인 쓰레드로부터 상기 다수의 쓰레드들(121 내지 127) 각각에 순차적으로 할당된 상기 다수의 정점들 각각의 데이터를 보정할 수 있다. 이후, 상기 다수의 쓰레드들(121 내지 127) 각각은 자신에게 할당된 상기 다수의 정점들 각각에 대한 데이터 보정을 완료하면, 쓰레드 할당부(120)에 보정 완료된 상기 다수의 정점들 각각에 대한 데이터를 송신할 수 있다. 쓰레드 할당부(120)는 보정 완료된 상기 다수의 정점들 각각에 대한 데이터를 저장부(110)에 신규 모델링 데이터로 저장하고, 동시에, 신규 모델링 데이터를 렌더링부(140)에 전달할 수 있다. 이에 따라, 렌더링부(140)는 수신된 신규 모델링 데이터에 대한 렌더링 처리를 수행하여, 디스플레이부(150)를 통해 신규 모델링 데이터에 따른 캐릭터의 움직임을 디스플레이할 수 있다.
구체적으로, 정점 3이 쓰레드 1(121)에 할당되고, 뼈대 2에 대한 뼈대 움직임 정보가 뼈대 이동 2-1, 뼈대 회전 2-2이고, 뼈대 3에 대한 뼈대 움직임 정보가 뼈대 이동 3-3, 뼈대 회전 3-4인 경우, 쓰레드 1(121)은 정점 3의 정점 위치에 뼈대 2에 대한 뼈대 움직임 정보에 상응하는 정점 변환 행렬(즉, 뼈대 이동 행렬 2-1 및 뼈대 회전 행렬 2-2를 곱한 결과)을 곱한 값에 정점 3의 뼈대 2에 대한 가중치 3-2를 곱한 값과 정점 3의 정점 위치에 뼈대 3에 대한 뼈대 움직임 정보에 상응하는 정점 변환 행렬(즉, 뼈대 이동 행렬 3-3 및 뼈대 회전 행렬 3-4를 곱한 결과)을 곱한 값에 정점 3의 뼈대 3에 대한 가중치 3-3을 곱한 값을 더한 값을 정점 3의 새로운 정점 위치로 보정할 수 있다. 또한, 쓰레드 1(121)은 정점 3의 새로운 정점 위치 및 정점 3과 동일한 관련 뼈대 인덱스를 가지는 다른 정점들(즉, 정점 2, 정점 4)의 새로운 정점 위치에 기초하여, 정점 3의 정점 UV 및 정점 노말 벡터를 보정할 수 있다. 이후, 쓰레드 1(121)은 정점 3의 보정된 데이터를 쓰레드 할당부(120)에 전송하면서 동시에, 정점 3의 보정 완료 신호를 전송할 수 있다.
한편, 3차원 모델링 데이터 처리 장치(100)가 하나의 메인보드에 적어도 2 이상의 그래픽 처리 장치를 연결하여 구성된 경우, 쓰레드 할당부(120)는 동일한 뼈대 정보를 가지는 정점들을 동일한 그래픽 처리 장치에서 동작하는 쓰레드에 할당할 수 있다. 이에 따라, 3차원 모델링 데이터 처리 장치(100)의 그래픽 처리 성능이 증가할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치의 동작 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 단계(S210)에서는 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보에 따른 정점 보정 정보를 저장하고 있는 저장부를 유지할 수 있다.
단계(S220)에서는 상기 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보가 입력되면, 메쉬(mesh) 구조를 갖는 모델링 데이터를 구성하는 다수의 다각형 엘리먼트(element)들의 꼭짓점에 해당되는 다수의 정점(vertex)들의 뼈대 정보에 기초하여 상기 다수의 정점들 각각을 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당할 수 있다.
상기 단계(S220)에서는 동일한 뼈대 정보를 가지는 정점들을 동일한 쓰레드에 할당할 수 있다.
상기 단계(S220)에서는 상기 다수의 쓰레드들 중 제1 쓰레드에 상기 다수의 정점들 중 제1 뼈대 정보를 가지는 정점들이 할당되고, 상기 제1 뼈대 정보를 가지는 정점들 중 제1 정점이 제2 뼈대 정보를 가지는 경우, 상기 제2 뼈대 정보에 따른 뼈대가 상기 제1 뼈대 정보에 따른 뼈대의 하위 뼈대이면, 상기 다수의 정점들 중 제2 뼈대 정보를 가지는 정점들 상기 제1 쓰레드에 할당할 수 있다.
상기 단계(S220)에서는 상기 다수의 쓰레드들 중 제2 쓰레드로부터 상기 제2 쓰레드에 할당된 정점들의 데이터 보정이 완료되었다는 보정 완료 신호를 수신하면, 상기 다수의 쓰레드들 중 보정 완료 신호를 송신하지 않은 제3 쓰레드에 할당된 정점들 중 데이터 보정이 완료되지 않은 정점들을 선별한 후 선별된 정점들 중 뼈대 정보가 동일한 정점들을 상기 제2 쓰레드에 할당할 수 있다.
상기 단계(S220)에서는 상기 다수의 정점들 중 일부 뼈대 정보를 가지는 정점들을 상기 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당한 후 상기 다수의 쓰레드들 중 제4 쓰레드로부터 상기 제4 쓰레드에 할당된 정점들의 데이터 보정이 완료되었다는 보정 완료 신호를 수신하면, 상기 일부 뼈대 정보 이외의 잔여 뼈대 정보를 가지는 정점들을 중 일부 정점들을 뼈대 정보에 기초하여 상기 제4 쓰레드에 할당할 수 있다.
단계(S230)에서는 상기 다수의 쓰레드들 각각이 상기 다수의 정점들 각각의 뼈대 정보에 상응하는 뼈대의 움직임 정보에 따른 정점 보정 정보를 이용하여, 상기 메인 쓰레드로부터 상기 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당된 상기 다수의 정점들 각각의 데이터를 보정할 수 있다.
단계(S240)에서는 상기 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보에 따라 데이터의 보정이 완료된 상기 다수의 정점들로 구성된 모델링 데이터를 렌더링할 수 있다.
이상, 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치의 동작 방법에 대해 설명하였다. 여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치의 동작 방법은 도 1을 이용하여 설명한 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치의 동작에 대한 구성과 대응될 수 있으므로, 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치의 동작 방법은 컴퓨터와의 결합을 통해 실행시키기 위한 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치의 동작 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 메쉬(mesh) 구조를 갖는 모델링 데이터를 구성하는 다수의 다각형 엘리먼트(element)들의 꼭짓점에 해당되는 다수의 정점(vertex)들의 위치 정보와 상기 다수의 정점들 각각에 대응되는 뼈대 인덱스 - 상기 뼈대 인덱스는 상기 모델링 데이터를 구성하는 다수의 뼈대들 중 상기 다수의 정점들 각각이 위치하는 뼈대에 대한 식별자임 - , 상기 다수의 정점들 각각에 대해 대응되는 뼈대와 관련해서 미리 설정되어 있는 가중치 및 상기 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보에 따른 정점 보정 정보 - 상기 정점 보정 정보는 뼈대의 움직임에 따라 산출되는 뼈대 이동 행렬과 뼈대 회전 행렬의 곱으로 구성된 정점 변환 행렬을 의미함 - 를 저장하고 있는 저장부;
    사용자 입력부를 통해 사용자가 입력한 상기 모델링 데이터에 대한 움직임 제어 신호에 따라 상기 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보가 입력되면, 상기 다수의 정점들 각각에 대응되는 뼈대 인덱스에 기초하여 상기 다수의 정점들 각각을 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당하되, 동일한 뼈대 인덱스를 갖는 정점들끼리 동일한 쓰레드에 할당되도록 처리하는 쓰레드 할당부;
    상기 다수의 정점들 각각의 뼈대 인덱스에 상응하는 뼈대의 움직임 정보에 따른 뼈대 이동 행렬과 뼈대 회전 행렬의 곱인 정점 변환 행렬을 확인하고, 상기 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당된 상기 다수의 정점들 각각에 대해, 각 정점의 위치 정보에 따른 위치 값에 각 정점에 대응되는 뼈대에 대한 정점 변환 행렬을 곱한 결과 값을 산출한 후 상기 결과 값에 각 정점에 대응되는 뼈대에 대한 가중치를 적용하여 합산함으로써, 상기 다수의 정점들 각각의 위치 정보를 보정하는 다수의 쓰레드들; 및
    상기 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보에 따라 위치 정보의 보정이 완료된 상기 다수의 정점들로 구성된 모델링 데이터를 렌더링하는 렌더링부
    를 포함하고,
    상기 쓰레드 할당부는 상기 다수의 쓰레드들 중 제1 쓰레드에 상기 다수의 정점들 중 제1 뼈대 인덱스를 가지는 정점들이 할당되고, 상기 제1 뼈대 인덱스를 가지는 정점들 중 제1 정점이 제2 뼈대 인덱스를 가지는 경우, 상기 제2 뼈대 인덱스에 따른 뼈대가 상기 제1 뼈대 인덱스에 따른 뼈대의 하위 뼈대이면, 상기 다수의 정점들 중 상기 제2 뼈대 인덱스를 가지는 정점들을 상기 제1 쓰레드에 할당하며,
    상기 쓰레드 할당부는 상기 다수의 쓰레드들 중 제2 쓰레드로부터 상기 제2 쓰레드에 할당된 정점들의 위치 정보의 보정이 완료되었다는 보정 완료 신호를 수신하면, 상기 다수의 쓰레드들 중 보정 완료 신호를 송신하지 않은 제3 쓰레드에 할당된 정점들 중 위치 정보의 보정이 완료되지 않은 정점들을 선별한 후 선별된 정점들 중 뼈대 인덱스가 동일한 일부 정점들을 상기 제2 쓰레드에 할당하는
    멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 쓰레드 할당부는 상기 다수의 정점들 중 일부 뼈대 인덱스를 가지는 정점들을 상기 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당한 후 상기 다수의 쓰레드들 중 제4 쓰레드로부터 상기 제4 쓰레드에 할당된 정점들의 위치 정보의 보정이 완료되었다는 보정 완료 신호를 수신하면, 상기 일부 뼈대 인덱스 이외의 잔여 뼈대 인덱스를 가지는 정점들을 중 일부 정점들을 뼈대 인덱스에 기초하여 상기 제4 쓰레드에 할당하는
    멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치.
  6. 메쉬(mesh) 구조를 갖는 모델링 데이터를 구성하는 다수의 다각형 엘리먼트(element)들의 꼭짓점에 해당되는 다수의 정점(vertex)들의 위치 정보와 상기 다수의 정점들 각각에 대응되는 뼈대 인덱스 - 상기 뼈대 인덱스는 상기 모델링 데이터를 구성하는 다수의 뼈대들 중 상기 다수의 정점들 각각이 위치하는 뼈대에 대한 식별자임 - , 상기 다수의 정점들 각각에 대해 대응되는 뼈대와 관련해서 미리 설정되어 있는 가중치 및 상기 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보에 따른 정점 보정 정보 - 상기 정점 보정 정보는 뼈대의 움직임에 따라 산출되는 뼈대 이동 행렬과 뼈대 회전 행렬의 곱으로 구성된 정점 변환 행렬을 의미함 - 를 저장하고 있는 저장부를 유지하는 단계;
    사용자 입력부를 통해 사용자가 입력한 상기 모델링 데이터에 대한 움직임 제어 신호에 따라 상기 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보가 입력되면, 상기 다수의 정점들 각각에 대응되는 뼈대 인덱스에 기초하여 상기 다수의 정점들 각각을 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당하되, 동일한 뼈대 인덱스를 갖는 정점들끼리 동일한 쓰레드에 할당되도록 처리하는 단계;
    상기 다수의 쓰레드들 각각이, 상기 다수의 정점들 각각의 뼈대 인덱스에 상응하는 뼈대의 움직임 정보에 따른 뼈대 이동 행렬과 뼈대 회전 행렬의 곱인 정점 변환 행렬을 확인하고, 상기 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당된 상기 다수의 정점들 각각에 대해, 각 정점의 위치 정보에 따른 위치 값에 각 정점에 대응되는 뼈대에 대한 정점 변환 행렬을 곱한 결과 값을 산출한 후 상기 결과 값에 각 정점에 대응되는 뼈대에 대한 가중치를 적용하여 합산함으로써, 상기 다수의 정점들 각각의 위치 정보를 보정하는 단계;
    상기 다수의 쓰레드들 중 제2 쓰레드로부터 상기 제2 쓰레드에 할당된 정점들의 위치 정보의 보정이 완료되었다는 보정 완료 신호를 수신하면, 상기 다수의 쓰레드들 중 보정 완료 신호를 송신하지 않은 제3 쓰레드에 할당된 정점들 중 위치 정보의 보정이 완료되지 않은 정점들을 선별한 후 선별된 정점들 중 뼈대 인덱스가 동일한 일부 정점들을 상기 제2 쓰레드에 할당하는 단계; 및
    상기 다수의 뼈대들 각각의 움직임 정보에 따라 위치 정보의 보정이 완료된 상기 다수의 정점들로 구성된 모델링 데이터를 렌더링하는 단계
    를 포함하고,
    상기 처리하는 단계는 상기 다수의 쓰레드들 중 제1 쓰레드에 상기 다수의 정점들 중 제1 뼈대 인덱스를 가지는 정점들이 할당되고, 상기 제1 뼈대 인덱스를 가지는 정점들 중 제1 정점이 제2 뼈대 인덱스를 가지는 경우, 상기 제2 뼈대 인덱스에 따른 뼈대가 상기 제1 뼈대 인덱스에 따른 뼈대의 하위 뼈대이면, 상기 다수의 정점들 중 상기 제2 뼈대 인덱스를 가지는 정점들을 상기 제1 쓰레드에 할당하는
    멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치의 동작 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서,
    상기 다수의 정점들 중 일부 뼈대 인덱스를 가지는 정점들을 상기 다수의 쓰레드들 각각에 순차적으로 할당한 후 상기 다수의 쓰레드들 중 제4 쓰레드로부터 상기 제4 쓰레드에 할당된 정점들의 위치 정보의 보정이 완료되었다는 보정 완료 신호를 수신하면, 상기 일부 뼈대 인덱스 이외의 잔여 뼈대 인덱스를 가지는 정점들을 중 일부 정점들을 뼈대 인덱스에 기초하여 상기 제4 쓰레드에 할당하는 단계
    를 더 포함하는 멀티 쓰레드 기반의 3차원 모델링 데이터 처리 장치의 동작 방법.
  11. 제6항 또는 제10항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터로 하여금 수행하도록 하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  12. 제6항 또는 제10항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터와의 결합을 통해 실행시키기 위한 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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