2D Software Render Core for Prototyping in Development Environments

Abstract

This study investigates the production of a two-dimensional software renderer for use in development environments lacking target platforms, excluding the need for multiple graphic APIs such as ‘DirectX’ or ‘Metal’ for Microsoft and Apple operating systems respectively; alternatively results of the renderer can be piped to a GPU through a thin graphics layer, such as an OpenGL context—or used as a secondary renderer for offloading GPU tasks such as debug visualization to the CPU.

The aim of the research is to provide a platform independent rendering pipeline with a simple interface and no external dependencies, that is, a trivially integrable and extendable solution for image construction. This thesis examines prevailing past and present hardware and software practices concerning image processing, informing the conducted implementation.

The presented result is an API offering a simple graphics programming environment with multifaceted usage opportunities ranging from a quick drop in package for drawing bar charts or visual debugging to a foundation for game render architecting.

Insinöörityön tarkoituksena oli kaksiulotteisen ohjelmistopohjaisen renderöijän tuotanto käytettäväksi kehitysympäristöissä, joissa ei ole kohdealustoja. Tällainen renderöijä poistaa usean graafisen ohjelmointirajapinnan käyttötarpeen, kuten käyttöjärjestelmäkohtaiset Microsoft DirectX- ja Apple Metal -toteutukset. Vaihtoehtoisesti ohuen grafiikkaohjelmointirajapinnan käytön yhteydessä on mahdollista ohjata prosessorilla luotuja kuvia näytönohjaimelle, esimerkiksi OpenGL-kontekstin kautta, tai vapauttaa näytönohjain tehtävistä, kuten virheenkorjauksen visualisointi, siirtämällä työt prosessorille.

Työn tavoitteena oli tarjota alustariippumaton renderöintiputki, jossa on yksinkertainen käyttöliittymä ilman ulkoisia riippuvuuksia, eli helposti integroitava ja laajennettava ratkaisu kuvan rakentamiseen. Sopivan toteutuksen saavuttamiseksi työssä perehdyttiin kuvankäsittelyn menneisiin ja nykyisiin laitteisto- ja ohjelmointikäytäntöihin.

Esitetty tulos on sovellusrajapinta, joka tarjoaa yksinkertaisen grafiikkaohjelmointiympäristön, jossa on monipuoliset käyttömahdollisuudet, esimerkiksi pylväskaavion piirto, virheenkorjauksen visualisointi tai pelin renderöintiarkkitehtuuriin perusta.