OpenGL - 2 그래픽 하드웨어
01 그래픽 하드웨어 종류와 작동 원리
이 장에서는 하드웨어 구성과 컴퓨터 모니터의 기본 원리에 대해 설명합니다.
- 모니터 작동 원리
필라멘트는 일종의 전자총인데, 이 전자총이 전자 흐름을 관리하는 제어 그물을 거쳐 정확히 가운데로 향하지 않는 전자빔들을 차단하는 접속 양극을 거칩니다. 그 후, 전자빔의 방향을 정해주는 수직 편향판 과 수평 편향판을 거쳐
화면에 있는 인(Phosphor) 라는 형광 물질과 부딪혀 그 중 일부가 우리 눈에 도달하게 됩니다.
화면 재생률이란, 화면을 초당 몇 번 재생시키는지를 나타내는 것입니다. 위의 과정을 계속 반복하는 시간입니다.
02 래스터 그래픽 장치
래스터(Raster)는 ‘화소’를 의미합니다.
한 화소는 세가지 인점의 밝기에 따라 결정됩니다.(RGB)
컬러 모니터는 인점의 배열 방식에 따라 트라이어드 방식과 스트라이프 방식으로 분류 됩니다.
래스터 장치의 선명도, 즉 해상도는 화소 수에 의해 결정됩니다.
ex)1024 x 768 은 가로 화소 수가 1024개, 세로 화소 수가 768개 입니다.
섀도 마스크(Shadow Mask)는 각 전자총이 정확히 해당 색상의 인점을 맞추도록 도와줍니다.
인점의 배열방식이 스트라이프 형식인 경우, 에피처 그릴(Apeture Grill) 방식을 사용합니다.
섀도 마스크 기법에 비해 더욱 밝고 선명한 영상을 얻을 수 있습니다.
주사선(scan line)이란, 전자빔을 화면 화소를 읽어가면서 빔을 쏘는 것인데 화면의 가로 방향 화소를 따라 진행하는 합니다. 주사선에는 수평 귀환 과 수직 귀한 이란게 있습니다.
주사선이 화면을 반쪽씩 교대로 그려내는 것을 인터레이싱(Interlacing)이라고 합니다.
반면, 논 - 인터레이싱(NON - Interlacing)은 한번에 화면을 그려내는 것을 말합니다.
논 - 인터레이싱은 한번에 주사하기 때문에 화면 재생 속도가 느립니다.
인터레이싱은 반쪽짜리 영상이지만, 두 배 속도로 뿌려지기 때문에 화면이 부드럽게 느껴집니다.
래스터 장치에서 화소는 하나의 사각형 모양으로 표시 됩니다. 
하지만 삼각형을 표현할 때 완벽히 표현되지않아, 굴곡현상이 나타나는데 이것을 에일리어스(Alias)라고합니다.
래스터 장치의 화면 그림은 프레임 버퍼(Frame Buffer)에 저장되어 있습니다. 프레임 버퍼는 컬러버퍼 또는 비디오 메모리라고도 부릅니다.
프레임 버퍼의 내용을 화면에 뿌리는 것은 비디오 컨트롤러가 하는데, 비디오 컨트롤러 내부에는 DA 변환기
(DAC : Digital to Analog Converter)가 내장되어 있어 조절이 가능합니다.
화소당 24비트를 할애한 프레임 버퍼의 경우, 2^24의 색상 표현이 가능합니다만,
한화소당 24비트의 메모리를 잡습니다.
03 벡터 그래픽 장치
벡터 그래픽 장치(Vector Display)는 화소의 개념이 없습니다.
명령어가 선을 그리는 형식을 사용합니다.
그래서 레스터 그래픽에 비해 에일리어스 는 없지만, 렌더링은 느리고, 메모리는 적게 먹습니다.
04 그래픽 출력 장치
평판형 디스플레이의 일종인 LCD(Liquid Crystal DisPlay)과 플라즈마 디스플레이(Plasma Display)
LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode) 에 대한 이야기가 나옵니다.
3차원 입체영상을 우리 눈에서 받아들이는 과정과 그에따른 3차원 물체 구현(vr) 등 에대한 기법이 나옵니다.
홀로그래피(Holography)는 육각 렌즈와 레이저를 이용한 기법입니다.
05 그래픽 프로세서
그래픽 프로세서(Graphic Processor)가 하는 일은, CPU가 그리기 명령어를 그래픽 카드에 넘겨 다른 일을 처리할 수 있게 도와줍니다.
드라이버 소프트웨어(Driver Software)에 의해 명령어를 해독하고 실행하는 것과, 명령어 실행 결과 최종적인
그림을 프레임 버퍼에 기록하는 것은 그래픽 프로세서의 몫입니다.
2차원 영상 처리를 가속시키기 위한 것은 디스플레이 프로세서 이고,
3차원 물체를 다루기 위한 것은 지오메트리 프로세서(Geometry Processor)의 일입니다.
이 두 프로세서를 합쳐, GPU(Graphic Processing Unit)이라고 부릅니다.
2장 연습문제
01. 래스터 장치는 무한 해상도를, 벡터 장치는 유한 해상도를 보장한다. (True/False)
-> False 래스터 장치는 유한 해상도를, 벡터 장치는 무한 해상도를 보장한다.
02. 논-인터레이싱에서 화면 재생율이 60Hz인 장치는 인터레이싱으로 말하면 30Hz 성능이다. (True/False)
-> False 인터레이싱으로 말하면 120Hz 성능이다.
03. 벡터 그래픽 장치에서도 프레임 버퍼가 필요하다. (True/False)
-> False 프레임 버퍼말고, 소용량 디스플레이 리스트가 필요하다.
04. 벡터 그래픽 장치의 디스플레이 리스트에는 화소별 색상이 저장되어 있다. (True/False)
-> False 래스터 그래픽 장치에 화소별 색상이 저장되어 있다.
05. 섀도 마스크 기술은 화면의 해상도와 직결된다. (True/False)
-> True
06. 일반적으로 내구성 면에서는 LCD가 플라즈마에 비해 유리하다. (True/False)
-> True
07. 디지털로 표시된 화소 색 정보를 아날로그 전압으로 변환하기 위해 필요한 부품은 ( ) 이다.
-> DAC(Digital to Analog Converter)
08. CPU로부터 전달받은 그래픽 명령어를 자체 그래픽 카드의 어셈블리 명령어로 바꾸는 프로그램을 ()소프트웨어라 한다.
-> 드라이버
09. 그래픽 카드 부품 중 3차원 가속 기능을 지닌 프로세서는 ()프로세서다.
-> 지오메트리
10. 화소당 9개의 비트 평면을 할당할 경우 표시 가능한 색상은 ()가지다.
-> 2^9
11. R, G, B에 각 4비트를 할당할 경우, 순수 백색은 비트열 () 로, 순수 흑색은 비트열 ()로 표시할 수 있다.
-> 111111111111, 000000000000
12. 1,280 x 1,024 해상도를 가진 화면에 동시에 4,096컬러를 지원하기 위해 필요한 프레임 버퍼의 용량은 () 바이트다.
-> 1020 * 1024 * 2^12 / 8
13. DAC는 ()의 약자다.
-> Digital to Analog Converter
14. 색상별 전자총이 해당 색상 인점의 정중앙을 맞추도록 하기 위해 필요한 것은 () 이다.
-> 섀도우 마스크
15. LDC, LED 디스플레이에서 사용하는 논-인터레이싱 방식을 ()스캔이라 한다.
-> 프로그레시브(Progressive)