Bilgisayar grafikleri için fpga tabanlı üçgen doldurma modül dizaynı

Bilgisayar grafiklerinde poligon rendering (giydirme-kaplama) işlemi yüzeyleri matematiksel olarak poligonlarla tanımlanmış animasyon objelerinin renklendirilme işlemidir. Grafik sahnesindeki nesne sayısı ve bu nesneleri tanımlama kullanılan poligon sayısı arttıkça render işlemi içini gerekli olan CPU zamanıda katlanarak artmaktadır ve genel amaçlı bilgisayarlar rendering işleminde yetersiz kalmaktadırlar. Bu durum karşısında gelişmiş grafik kartlarının, grafik işlemler için tasarlanmış özel amaçlı bilgisayarların, daha hızlı işlemcilerin ya da paralel işlemcilerin kullanılması gibi farklı yaklaşımlar geliştirilmiştir. Ancak bu yöntemlerde yüksek maliyetler gerektirmekte ve her zaman istenen performans elde edilememektedir. Bu çalışmada yukarıda bahsi geçen yaklaşımlara bir alternatif olarak rendering işlemini gerçekleştimek üzere Alanda Programlanabilir Kapı Dizileri (Field Programmable Gate Array (FPGA)) yongaları üzerinde çalışabilecek tam sayı tabanlı iki farklı donanım modülü tasarlanmıştır. Birinci modül Yarı Alan denkleminden yararlanılarak oluşturulmuştur ve koordinatları verilen verilen üçgeni tek renk ile doldurmaktadır. İkinci modül ise Doğru Denkleminden yararlanılarak oluşturmuştur ve üçgenin içini köşe noktaların renk bilgisine göre tonlama yaparak doldurmaktadır. Tasarlanan modüller, rastgele oluşturulmuş test üçgenleri kullanılarak test edilmiştir. Modüllerin verilen üçgenleri render etme süreleri genel amaçlı bilgisayralar üzerinde çalışan ve C++'da oluşturulan yazılım versiyonları ile karşılaştırılmıştır. Sonuçta genel amaçlı bilgisayarlara göre birinci modülün 31 kata kadar, ikinci modülün ise 17 kata kadar değişen oranlarda daha hızlı rendering yaptığı görülmüştür.