Software Design Specification

grender_cpu

1. 개요

본 문서는 grender_cpu 모듈의 Software Design Specification (SDS) 를 정의한다.

grender_cpu는 grender 모듈의 렌더링 인터페이스를 기반으로 동작하는 CPU 기반 렌더링 구현 모듈이다.

이 모듈은 GPU API에 의존하지 않는 software rasterizer 구조를 제공하며 CPU에서 동작하는 렌더링 파이프라인을 구성한다.

렌더링 파이프라인은 다음 처리 단계를 포함한다.

vertex processing
primitive clipping
rasterization
fragment processing
framebuffer 기록

2. 설계 목표

grender_cpu 모듈의 설계 목표는 다음과 같다.

CPU 기반 렌더링 파이프라인 구현
렌더링 단계의 모듈 분리
framebuffer 기반 pixel 기록 구조 제공
primitive rasterization 구현

본 모듈은 CPU에서 동작하는 software rasterizer 설계 구조를 제공한다.

3. 모듈 구조

grender_cpu 모듈은 다음 하위 모듈로 구성된다.

grender_cpu
├─ common
├─ framebuffer
├─ pipeline
│  └─ raster
└─ device

각 모듈의 역할은 다음과 같다.

모듈	역할
common	공통 데이터 타입 정의
framebuffer	framebuffer 데이터 구조
pipeline	렌더링 파이프라인 처리
raster	primitive rasterization
device	CPU render device 구현

4. 렌더링 파이프라인 구조

grender_cpu는 다음 렌더링 처리 단계를 사용한다.

Vertex Input
    ↓
Vertex Stage
    ↓
Primitive Clipping
    ↓
Rasterization
    ↓
Fragment Processing
    ↓
Framebuffer Write

각 단계는 pipeline 모듈의 구성 요소에서 수행된다.

5. 주요 설계 구성 요소

5.1 Vertex Stage

vertex stage는 입력 vertex 데이터를 처리하여 screen-space vertex 데이터를 생성한다.

이 단계는 다음 기능을 수행한다.

vertex 좌표 처리
screen-space 좌표 생성

5.2 Primitive Clipping

primitive clipping 단계는 primitive가 화면 영역 내부에 존재하는지 판단한다.

해당 단계는 화면 영역 밖 primitive를 제거한다.

5.3 Rasterization

rasterization 단계는 primitive를 pixel fragment로 변환한다.

지원 primitive

triangle
line
point

이 단계는 pipeline/raster 모듈에서 수행된다.

5.4 Fragment Processing

fragment processing 단계는 rasterization 단계에서 생성된 fragment에 대해 다음 처리를 수행한다.

depth 비교
color buffer 기록

fragment 결과는 framebuffer에 기록된다.

6. 데이터 구조

grender_cpu는 다음 주요 데이터 구조를 사용한다.

데이터	설명
CpuVertex	vertex 입력 데이터
ScreenVertex	screen-space vertex
RasterTriangle	triangle rasterization 입력
RasterLine	line rasterization 입력
RasterPoint	point rasterization 입력
FramebufferView	framebuffer 접근 구조

7. 모듈 의존성

grender_cpu 모듈은 다음 모듈과 연동된다.

모듈	역할
grender	렌더 디바이스 인터페이스
ghost	플랫폼 window 시스템

내부 의존성

device
  ↓
pipeline
  ↓
raster
  ↓
framebuffer
  ↓
common

8. 설계 제약

grender_cpu 모듈은 다음 설계 제약을 가진다.

CPU 기반 렌더링만 사용해야 한다.
GPU API 의존성을 가져서는 안 된다.
framebuffer 기반 pixel 기록 구조를 사용해야 한다.

9. 요약

grender_cpu는 CPU 기반 렌더링을 수행하는 software rasterizer 구현 모듈이다.

본 모듈은 다음 구조로 구성된다.

common
framebuffer
pipeline
raster
device

각 모듈은 CPU 렌더링 파이프라인의 특정 단계를 담당하며 이를 통해 software rendering 시스템이 구성된다.

grender_cpu​