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[Graphics] Sprite는 무엇인가

Sprite는 렌더링 파이프라인을 타지 않고 target(screen이든 FBO든)에 직접 그림을 그릴 수 있게 해주는 2D bitmap을 의미한다. Sprite에 그린 그림은 rendering pipeline을 타지 않기 때문에 transform 이나 다른 효과들과 독립적으로 화면에 보이게 된다.
 이러한 특성 때문에 3D게임에서 UI를 그릴 때 이용된다.

왜 Triple buffering을 사용하는가

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지난번 글에서 double bufferingVSync에 관하여 설명하였다.
 이번 글에서는 VSync가 가지는 문제와 그것을 어떻게 triple buffering이 해결하는지를 적어보도록 하겠다.

 우선 다음 문제를 풀어보자.
vertical interval이 16.6ms마다 있는 display를 사용하고
double buffering을 사용하는 드라이버에서 VSync를 사용한다고 했을 때
back buffer에서 scene 하나를 완성하는 데 걸리는 시간이 16ms인 프로그램을 작성하면
이 프로그램은 몇 fps가 나올 것인가? 매 frame마다 하나의 scene을 16ms 동안 그리고, 남은 0.6ms는 VSync를 기다리기 때문에 16.6ms마다 한 frame을 그려서 60fps가 나온다.
 VSync를 기다리는 0.6ms가 아쉽기는 하지만 어차피 60fps 이상은 사람 눈으로 잘 구분이 안 되니 큰 손해를 보는 것은 아니다.

 문제는 아래의 상황이다. vertical interval이 16.6ms마다 있는 display를 사용하고
double buffering을 사용하는 드라이버에서 VSync를 사용한다고 했을 때
back buffer에서 scene 하나를 완성하는 데 걸리는 시간이
홀수 번째 scene은 15ms, 짝수 번째 scene은 17ms가 걸리도록 프로그램을 작성하면
이 프로그램은 몇 fps가 나올 것인가? 매 프레임 back buffer에 그리는 데 걸리는 평균 시간은 첫 번째 경우와 같다.
 그렇다면 이 케이스에서도 60 fps가 나올까?
 아니다. 홀수 번째 frame에서는 15ms 동안 그림을 그리고 1.6ms 동안 기다리지만, 짝수 번째 frame에서는 back buffer에 그림을 그리는데 17ms가 걸렸기 때문에 첫 번째 vertical interval 때 swap buffer를 하지 못하고, 그 다음 vertical interval까지 기다려야 한다. 즉, 그림이 완성된 뒤 16.2ms만큼 더 기다려야 화면을 바꿀 수 있다는 것…

copy와 flip - Double buffering의 2가지 기법

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Buffer는 그림을 그리기 위해 메모리에 잡아놓은 영역을 의미한다.  그래픽 드라이버가 화면을 갱신해야 할 때 이 영역에서 그림을 읽어 화면을 그린다.

 과거의 graphic card(혹은 요새 나오는 저 사양의 embedded 용 graphic card)에서는 single buffering이라는 기법을 이용한다.
 single buffering이란, 말 그대로 한 개의 버퍼만을 사용하는 방식이다. 완성된 그림을 buffer에 그리고, 화면에 그림을 그려야 할 때마다 이 buffer에서 화면으로 그림을 가져가는 것이다.
 가장 기본적인 구현이지만, 이런 방식은 buffer에서 화면으로 가져가는 동안 buffer를 업데이트하지 못한다는 단점이 있다.
 이런 단점을 해결하기 위하여 double buffering이라는 기법을 사용한다.

Double buffering Double buffering에서는 front buffer와 back buffer라고 불리는 2개의 buffer를 사용한다. back buffer에 그림을 그리고 한 프레임이 완성되면 back buffer와 front buffer를 바꾼다. (이를 swap buffer라고 한다.) 화면에 그림이 필요할 때는 언제나 front buffer에서 화면을 가져간다.
 화면이 읽어들이는 buffer는 언제나 front buffer이므로 화면을 업데이트할 필요가 있으면 언제나 back buffer에 그리면 된다.
 이때 back buffer에서 front buffer로 옮기는 방식에는 2가지 방법이 있다.

Copy 첫 번째 방법은 copy라고 부르는 방법이다. 이 방법은 front buffer는 그래픽 메모리에 만든다. back buffer는 그래픽 메모리나 시스템 메모리 어디에 만들어도 상관없지만, 보통 copy를 사용하는 경우는 그래픽 메모리를 아끼기 위한 경우가 많아서 back buffer는 시스템 메모리에 잡는다.  프로그램이 그림을 그리라고 하면 이를 back buffer에 그리고, swap buffer를 …