基于GPU的海量离散点高程并行插值算法

提出一种基于GPU的高程并行插值算法,实现了对三维地表上海量离散点的并行加速渲染。通过高程纹理组织三维地表网格高程数据作为离散点渲染的基础,并通过GLSL编写GPU着色器程序动态控制图形渲染管线,实现视点相关的高程并行插值算法。实验结果表明,提出的基于GPU的高程并行插值算法较传统的内存插值算法,将三维地表上海量离散点的渲染量级从百万级提高到了千万级。     

基于多核PC集群的并行绘制系统研究与实现

为满足大规模虚拟现实应用在渲染速度和显示分辨率等方面的要求,采用基于多核平台的PC集群系统,构建了高性价比的分布式图形渲染系统。系统充分结合多核PC集群中节点内部的并行和节点间的并行,通过对视景体的缩放和投影中心的移动实现了灵活的分屏,集群节点内部从渲染流水线、循环迭代、函数级三个层次进行了多核并行优化,有效地提高了并行绘制系统的效率。实验结果表明：多核平台与并行绘制系统结合,以多线程的方式有效地提高了应用程序性能。     

基于遗传算法实现并行路径的自适应流量工程

研究实现动态并行路径的集中式流量工程,利用遗传算法提出流量优化算法,基于网络拥塞信息动态精简优化对象,基于网络链路利用率动态确定并行路径的采用,同时给出在并行路径间可行、简洁的流量分配方案简化算法的进化选择。仿真结果验证了提出的算法简化了解空间、降低了复杂度、提高了收敛速度,可同时确保优化性能。     

一种基于网络的并行渲染和跨平台同步展示系统

虚拟现实的实时展示和交互的应用越来越广泛,但由于普通PC机渲染的性能问题,无法在保证帧率的条件下渲染超高分辨率的场景。基于网络的并行渲染系统具有性价比高、扩展性好等特点,并且可以输出超高分辨率的画面,适合大型的虚拟现实场景展示。该系统使用Unity3D支持虚拟现实渲染和跨平台的特性,使用PC机群基于Sort-First结构的实时并行渲染框架展示弧形超高分辨率场景,并使用网络将手机、平板和PC机群连接在一起,利用增强现实的方式同步展示整个场景。该系统支持多机同时连接展示,可以应用到博物馆、教学、展览等领域。     

带负载平衡策略的PC sort-first并行渲染系统

针对具有高性价比、优兼容性、灵活扩展性的基于PC的并行渲染系统的特点,设计并实现了一个带负载平衡的PC集群sort-first并行渲染系统,并进行了测试,证明了其负载平衡策略对于渲染任务分布不均的实时渲染要求的有效性.文中详细介绍了该系统的结构和实现以及所采用的负载平衡策略,同时介绍了该系统的两个关键技术：归属判断和网络同步.对于归属判断技术给出了具体实现步骤、试验验证数据和结论.对网络同步,介绍了该系统网络通讯和结点同步的具体实现方法.最后给出了系统的测试数据、效果图、以及实验结论.     

虚拟现实应用中的并行渲染技术

虚拟现实应用要求图形系统具备实时渲染复杂、精细场景的能力。基于PC机群的并行渲染系统具有性价比高、扩展性好的特点,适合虚拟现实应用。该文针对虚拟现实应用设计并实现了一个保留模式的sort—first并行实时渲染系统,对影响渲染性能的关键因素进行研究,给出具体实现步骤、试验验证数据和结论。应用表明,该方法能够实现系统的高效并行计算及虚拟现实应用中的复杂场景实时处理。     

OpenVX与三维渲染在多态GPU上的并行实现

针对图像处理与机器视觉以及三维图形渲染等所具有的大规模并行处理特征,通过充分利用面向图形图像处理的多态阵列架构(PAAG)处理器的可编程性以及灵活的并行处理方式,采用操作级并行与数据级并行相结合的并行化设计方法,实现了OpenVX中Kernel函数以及3D图形渲染.实验结果表明,在OpenVX标准图像处理Kernel函数以及图形渲染的并行实现中,采用PAAG处理器中的多指令多数据(MIMD)并行处理方式可以获得斜率为1的线性加速比,比传统图形处理器(GPU)中单指令多数据(SIMD)并行处理方式所得到的斜率值小于1的非线性加速比效率更高.     

基于PC集群的sort-first并行渲染系统负载平衡研究

对已有的负载平衡算法和现有并行渲染系统进行了研究,设计了一个基于PC集群的sort-first系统的负载平衡策略,建立了负载平衡的实施标准体系DistributLoad,文中详细介绍了该体系。     

基于PVM的OpenGL的并行实现

本文在以微机为节点的并行虚拟机(PVM)上实现了三维图形工业标准OpenGL,具有实用价值.文中提出了新的图像平面分割算法和图像区域的分块绘制与回传方法,使得各处理机之间的数据交换量较小且分布在整个绘制过程中.该方法特别适合于通信开销大的网络分布式计算环境.利用帧间一致性和线性预测,使得任务的分配与绘制并行完成,避免了等待.本文的研究结果可直接应用于建立基于微机网络的交互式实时三维图形系统.     

基于PC集群的sort-first并行渲染系统负载平衡研究

对已有的负载平衡算法和现有并行渲染系统进行了研究,设计了一个基于PC集群的sort-first系统的负载平衡策略,建立了负载平衡的实施标准体系DistributLoad,文中详细介绍了该体系。     

大规模战场电磁环境并行体绘制技术研究

提出了一种基于PC集群的大规模三维战场电磁环境并行绘制方法。该方法采用直接体绘制的三维体数据可视化方法;利用空间八叉树对电磁绘制区间进行空间分割,并采用先序遍历八叉树叶节点的方式进行任务分配;采用Binary-swap算法对各PC节点的生成图像逐次进行全屏幕深度合成。实验表明,该方法能够较好满足大规模战场电磁环境实时可视化的要求。     

机载天线辐射特性并行计算与绘制技术

计算量过大是机载天线辐射特性分析的瓶颈问题,为此,提出一种基于等三角剖分的并行UTD计算与绘制算法,算法采用基于空间八叉树分割的模型框架半自动提取方法进行模型简化。给出一种全方位等三角剖分负载平衡方案,并采用sort-last并行图形绘制框架和Binary-swap图像合成算法进行并行绘制,将该算法在计算机集群上进行实现。实验结果表明,该算法能够有效节约计算时间,提高绘制效率,较好地满足了大型复杂飞行器机载天线的方向图特性分析需求。     

DPGL： The Direct3D9-based Parallel Graphics Library for Multi-display Environment

The emergence of high performance 3D graphics cards has opened the way to PC clusters for high performance multi- display environment.In order to exploit the rendering ability of PC clusters,we should design appropriate parallel rendering algorithms and parallel graphics library interfaces.Due to the rapid development of Direct3D,we bring forward DPGL,the Direct3D9-based parallel graphics library in D3DPR parallel rendering system,which implements Direct3D9 interfaces to support existing Direct3D9 application parallelization with no modification.Based on the parallelism analysis of Direct3D9 rendering pipeline,we briefly introduce D3DPR parallel rendering system.DPGL is the fundamental component of D3DPR.After presenting DPGL three layers architecture, we discuss the rendering resource interception and management.Finally,we describe the design and implementation of DPGL in detail, including rendering command interception layer,rendering command interpretation layer and rendering resource parallelization layer.     

基于BSP模型的大规模线性规划并行算法研究

在许多实际工程问题中经常遇到一些大型线形规划问题，通常的计算过程需要占用大量的计算时间，效率低下。文中提出了一种基于BSP模型的大规模线性规划并行算法——修正单纯形并行算法，分析了其代价函数和加速比，在所研制的集群计算机上进行了实现和测试。结果表明：当问题规模比较大时，此并行算法能获得较好的加速比。     

并行绘制系统中基于网络处理单元的图像合成及显示

随着绘制任务复杂度和绘制数据规模不断增长,使用PC集群进行分布式并行绘制是一个常用的解决方案。Sort-last分布式并行绘制方法具有好的扩展性和负载平衡,但由于图像合成瓶颈的限制,绘制速度不能满足实时需求。本文提出了一个使用网络处理单元（NPU）来进行快速硬件图像合成的方法,开发了一个sort-last并行绘制系统NPUPR。实验表明,针对4个绘制节点,基于NPU的硬件图像合成方法与direct send的合成算法相比,绘制速度有了4倍的提高。本文也给出通过增加网络处理单元来扩展系统支持更多绘制节点的方案,分析表明,系统图像合成性能不会随节点个数的增加而明显降低。     

在微机机群上用PGHPF实现并行粒子模拟

由微机组成的微机机群因其高性能价格比正受到各研究领域的关注。我们建立了一个有16个PentiumPro2000MHzCPU的微机机群，并在此微机机群上用PGHPF实现了二维和三维并行粒子模拟程序。结果表明，PGHPF的性能要号MPI相比拟，最多用16个CPU同样能达到比较高的并行效率。     

集群并行显示同步技术研究

集群并行显示系统在超高分辨、大数据信息高速显示等方面优势明显,但是集群节点机接收用户指令和信息显示输出存在不同步的问题。为了解决这一问题,文中研究了集群并行显示技术,分析了信息显示处理不同步的原因,提出了用户指令同步、渲染显示同步等同步机制,解决了用户交互处理同步和显示渲染输出同步等问题。实验结果证明,文中的集群并行显示同步技术是有效的,可以有效地实现用户指令和集群显示输出的同步。     

基于PC集群的MPI并行环境的搭建

集群是充分利用计算资源的一个重要概念,PC集群是最易构建的分布式并行计算环境。MPI是应用最广的并行程序设计平台。本文通过实例阐述PC集群及PC集群上的MPI并行计算环境的搭建。