基于绘制历史的sort-first集群绘制负载平衡方法

负载平衡对sort-first集群并行绘制系统的性能有很大影响,但静态负载平衡方法适应性较差。而动态方法中,基于几何数据遍历的方法不具备实用性,基于粗粒度几何数据组织的方法在实际中得到应用,但依赖于对几何数据的预处理。为此,提出了一种实用的、基于绘制历史的负载平衡方法：它不依赖于几何数据,用以前帧的绘制时间和负载分布信息作为未来帧绘制负载分配计算的输入。在集群绘制平台上的测试和比较表明,该方法有很好的效果。     

复式并行流水线在基于PC集群机的并行绘制中的应用

提出基于动态绘制组的混合式体系结构,除了动态绘制组间的并行处理流水线外,在动态绘制组内部设计了缓帧并行流水线改进工作流程,形成了复式的并行绘制流水线,大大地提高了基于PC集群机的并行图形绘制系统的整体性能.采用此复式流水线的原型系统在实际测试中表现突出,性能比单层并行绘制流水线绘制系统有较大提高.     

基于集群机并行绘制的三角形条带压缩

提出一个适用于集群机并行绘制的三角形条带数据压缩框架--视点连贯性的分片条带压缩(VCPSC),有效地克服了传统几何数据压缩算法存在的问题.VCPSC包括3步核心算法:基于空间和法向连贯性分片方法;基于同心圆全局路径控制的三角形单条带化;ETSC三角形条带压缩算法.通过把每个压缩的三角形条带映射为一个支持随机存取的虚拟三角形,VCPSC实现了几何模型压缩域的基于视点的归属判断和分片随机存取.实验结果表明:VCPSC有效地改善了集群机绘制性能.     

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。     

数据分布型sort-first并行图形绘制系统的研究与实现

sort-first体系结构常用来构建高性能并行图形绘制系统,基于immediate-mode的数据集中型Sort-first系统,对网络带宽高度依赖,网络带宽和归属计算易成为系统瓶颈,提出了一个基于retain-mode的数据分布型并行绘制系统,工作原理是将几何数据分布于绘制结点,并利用帧间相似性动态调整绘制结点上的数据分布以适应视角的改变,有效地降低了数据分布所需的传输开销,系统利用Cell结构来控制并行粒度,实验结果显示能以相对较低的并行开销实现高分辨率显示和并行加速。     

一种延期着色的快速反走样算法

使用延期着色技术,无法应用硬件对图形进行反走样处理。针对该问题,提出一种延期着色的快速反走样算法。利用缓存的位置和法线信息准确高效地在缓存中进行边缘检测,对边缘部分采用加权抖动采样方法进行平滑处理。实验表明,该算法能够快速地获得效果较好的反走样结果。     

基于着色算法的并行碰撞检测算法*

提出了一种基于着色算法的并行碰撞检测算法,利用AABB包围盒较好的紧密性和包围球计算简单的优点以及并行算法中的分治策略构建物体的混合包围体层次(S-AABB);然后采用破对称技术中的典型算法——着色算法,将每棵任务树编码,以产生各不相同的类别,并将不同的类别指派到不同的并行机,在并行机上采用多线程技术执行相同的类别的任务树的遍历,来检测是否有碰撞发生。实验结果表明,与现有的经典的I-COLLIDE等算法相比,该算法在效率、精确性方面具有明显优势,能够满足交互式复杂虚拟环境的实时性和精确性的要求。     

基于光学映射虚物体的并行绘制

尽管当前基于全局光照模型的图形绘制方法可以渲染出高质量的图象 ,但因为其计算量巨大 ,难以适用于诸如建筑物漫游、虚拟现实等对绘制速度有严格要求的场合 .为此引入光学映射虚物体的概念 ,利用构建在联网PC机上的集群系统 ,并行创建反射和折射虚物体 ,然后利用集群中各节点的图形加速硬件 ,像处理实际三维物体一样绘制这些虚物体 ,可以快速地绘制出反射 /折射效果的图象 .实验结果证明 ,该方法利用 CU P的计算能力和图形硬件的加速特性实现了真实感图形的高性能绘制 ,特别适用于诸如建筑物漫游、计算机动画和虚拟现实等要求交互式绘制的场合     

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。     

面向模拟演练系统的延迟渲染框架

模拟演练系统为企业和应急部门提供了强大的服务,然而目前的模拟演练系统中存在缺乏现代图形流水线,多光源情况下存在场景渲染计算量过多,不能充分利用硬件而导致的渲染效果差等问题. 为了解决这些问题,本文针对模拟演练系统,设计和实现了延迟渲染流水线,它依据Blinn-Phong光照模型,构建了一种压缩的G-Buffer布局,并使用Light Volume来对光源进行建模. 最后实验表明,在多光源情况下,此文中提出的延迟渲染比传统的正向渲染有更高的效率.     

线程级并行计算在图形渲染引擎中的研究

针对并行计算技术在当前图形渲染系统中应用层面较浅的问题,为提高多核平台下图形应用程序CPU利用率,提出了一种新的Fork-Join多线程渲染方案。对当前流行的开源图形渲染引擎——OGRE引擎的渲染框架进行了多线程优化,用OpenMP方法对图形引擎的逻辑帧实现并行化,根据Win32线程库和DirectX11的多线程支持提出了一种渲染帧并行化方法,并将其应用于图形引擎。在多核平台上的实验结果表明,该方案能有效提高渲染速率和CPU利用率,改善CPU负载均衡。     

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。     

基于平行坐标的多个体绘制参数的优化调节*

提出基于平行坐标概念的参数控制平台来对体绘制中多个参数进行优化调节的方法。参数控制平台提供了一种调节和控制绘制参数的简单而有效的界面,它能把所有相关参数组织在一个空间,并且给用户同时显示所有参数配置的一个视图。用户可以在参数控制平台记录不同的历史绘制参数,并在一个空间对不同的参数进行比较,用户还可以重组不同的优化参数以生成新的绘制。参数控制平台有效地提高了用户对多个绘制参数进行优化调节的效率。     

基于延迟着色与动态目标光效应的航空场景反走样算法

针对航空仿真中的视景画面走样问题,提出一种基于延迟着色与动态目标光效应的反走样算法。首先,针对宏观静态场景,综合利用法线信息与位置信息提取场景的边缘区域,通过抖动采样对边缘进行平滑处理,并采用一定倍数的超采样进行反走样结果优化;其次,在上一步的基础上,针对场景中的动态目标,建立几何变换与光效应的数学模型,通过计算动态目标伪距离和动态目标在虚拟场景中的位置坐标确定最终的显示效果,以解决动态目标在实时运动中走样和像素丢失的问题。最后,在某型号飞行仿真平台进行了算法验证。实验结果表明该算法能够解决航空仿真中静态场景和动态目标的走样问题,适用于航空仿真训练。     

Combining estimators for Monte Carlo volume rendering with shading

Monte Carlo volume rendering (MCVR), which allows for generating X-ray like images, offers significant advantages over existing volume rendering techniques in terms of time and memory complexity. The classical shading for MCVR, however, results in a low quality image. In this paper, a so-called estimators combining technique is presented that estimates a realistic rendering using the Lambertian reflection illumination model. Such a technique is particularly adapted to changes in viewing and lighting, and provides high quality shading images exhibiting strong shape and spatial relationship of objects.     

利用Master-Slave-Collector模式的大规模数据集的并行体绘制

以内部网络和普通配置计算机为实验平台,研究大规模数据集的并行体绘制的实现方法,以提高绘制速度和算法效率。分别介绍并行可视化、Master-Slave-Collector模式、负载平衡、任务池和结果池等关键技术。在传统的Master-Slave模式基础上的改进模式Master-Slave-Collector,具有减少计算时间、实现负载平衡、提高绘制效率等优点。实验结果表明,该方法较好地解决了运算速度和内存空间这两大难题,效果良好,实时性强,在临床诊断和科学研究中发挥重要作用。     

基于PC集群的三维图形并行渲染性能分析

研究基于PC集群的三维图形并行渲染性能问题,从网络性能、算法复杂度、并行分配机制等几方面分析了影响并行渲染性能的关键因素。在千兆以太网PC集群上进行了基于通用MPI和OpenGL的三维图形并行渲染仿真测试,给出了数据及分析结果,给出了合理构建并行三维图形渲染系统的建议,通过平衡图形算法复杂度和网络性能以达到最佳并行性能。     

面向数控加工仿真的实体差集快速绘制方法

为了提升数控加工仿真速度,提出一种实体差集快速绘制方法。通过对参与运算的实体进行空间分割,实现基于图元的绘制,达到降低问题规模,快速生成实体布尔差绘制图像的目的。通过对视景体进行相应分割,减少绘制序列中刀具扫描体数目和基本图元的重复绘制,提升绘制效率。同时,子视口的数据在绘制过程中具有独立性,便于子视口内的图像的并行生成。实验验证了该方法能达到数控加工仿真的实时绘制,并对该算法中的各个参数进行了分析和试验验证,给出了几个工业零部件的加工仿真结果。