\chapter{レンダリングエンジンの高速化と高機能化}
\section{光源の実装}
レンダリングエンジンに光源処理の実装をした。光源は SceneGraph のオブジェクトとして実装され、SceneGraph 側から、操作できる。
光源は点光源であり、光源数は4つに設定している。
  \subsection{実装手法}

光源処理は DrawSpan タスク内で行う。描画対象となる Span は法線ベクトルの情報を持っている。
光源の座標情報は、あらかじめ、各 SPE のローカルストアに確保している。
描画対象のドット座標と光源の座標から光源ベクトルを求める。
光源ベクトルと法線ベクトルとの内積を計算し、rgb値に乗算する。%以下に示すAPIで、ユーザ側から光源オブジェクトを取得することが
%できる。

    %\subsubsection{光源操作のAPI}
    %getLight(int id);
    %\begin{verbatim}
    %\end{verbatim}

    \subsubsection{光源座標のLoad,Update}
    光源座標のメモリ領域を各 SPE のローカルストアに確保するのは DataLoad タスクで行う。
    確保された光源座標は DataUpdate タスクで、タスクに引数として渡された光源座標に更新される。
    SPE側でのメモリ領域の確保、参照には TaskManager のAPIを用いている。
    以下にそのAPIと各タスクのコードを示す。%\cite{taskmanager_api}

\begin{table}[htb]
  \begin{center}
    \caption{TaskManager API}
    \label{tab:taskmanager_api}
    \begin{tabular}{|l|l|}
      \hline
      get\_input & タスクに渡された引数のポインタを返す \\
      \hline
      get\_param & タスクに渡された32ビットのデータを返す。\\
      \hline
      global\_alloc & SPE 内で指定されたサイズの領域を確保する\\
      \hline
      global\_get & SPE 内で確保された領域のポインタを返す\\
      \hline
    \end{tabular}
  \end{center}
\end{table}


    \begin{itemize}
    \item DataLoad
    \end{itemize}
    \begin{verbatim}
      static int
      run(SchedTask *s, void *rbuf, void *wbuf)
      {

        int size = (int)s->get_param(0);
        int load_id = (int)s->get_param(1);

        s->global_alloc(load_id, size);
        
        return 0;
      }

    \end{verbatim}
    \begin{itemize}
    \item DataUpdate
    \end{itemize}
    \begin{verbatim}
      static int
      run(SchedTask *s, void *rbuf, void *wbuf)
      {

        void *idata = (void*)s->get_input(rbuf, 0);
        int size = (int)s->get_param(0);
        int load_id = (int)s->get_param(1);
        void *global_data = (void*)s->global_get(load_id);

        memcpy(global_data,idata,size);

        return 0;
      }
    \end{verbatim}

DataLoadは レンダリングのはじめで各 SPE で実行される。DataUpdate タスクは SceneGraph を更新した後、DrawSpan タスクによって描画される前に実行される。

\newpage

\begin{figure}[htb]
  \begin{center}
    \includegraphics[scale=0.7]{./images/Ceriumroutine1.pdf}
  \end{center}
  \caption{DataLoad,Update タスクの実行タイミング}
  \label{fig:cerium_routine}
\end{figure}

DataUpdate タスクには光源の座標情報が渡される。


  \subsection{光源処理のSIMD化}
  光源ベクトルや内積の算出をSIMD演算で実装した。これにより４つ分の光源の処理は、1つ分の光源処理の時に近い実行速度となった。