分布式渲染资源搜索方法研究

针对三维动画领域的渲染瓶颈和分布式渲染的资源搜索问题,提出了一种基于双层体系结构的分布式虚拟集群渲染系统,采用基于减聚类的RBF神经网络算法计算分布式环境下虚拟集群的渲染能力,给出了分布式渲染资源的搜索算法,并验证了算法的有效性。     

面向动漫领域的集群渲染系统研究与实现

集群动画渲染系统平台是目前国内文化传播、卡通动画及游戏产业在2D与3D制作与渲染技术的瓶颈,文章提出了基于网格虚拟计算环境的集群动画渲染平台的建设方案,在分析了平台总体技术架构的基础上,分别从有向图建模、业务流程装配和服务注册等三个主要关键技术方面详细给出了系统的实现方式。系统上线后的运营状况表明,该系统能够解决动画渲染技术中的资源高度共享、制作工艺的协同性、渲染过程的自动化和智能化、虚拟自治组织结构扩展的灵活性、以及动画渲染基础设施管理等问题,最大限度发挥关键装备生产率。     

动漫集群渲染调度系统的实现与研究

随着近年计算机软硬件技术的迅速发展,动画技术也得到了迅猛发展.针对传统基于PC的动画制作系统无法满足大规模应用的需求的现状,文章提出了一种基于动漫集群的渲染调度系统,系统采用基于集群计算与动态代理技术的分布式体系结构,系统上线后的运营状况表明,它能够最大限度的发挥集群计算和存储优势,有效的提高动画制作特别是渲染环节的效能.     

分布式渲染调度策略优化研究与实现

围绕如何提高分布式渲染任务执行效率这一目标,重点研究了LSF作业管理系统工作原理以及扩展调度插件机制,设计并实现了依据服务节点负载量及处理能力选择候选主机的分布式渲染调度算法（DRS）,并利用LSF调度插件嵌入自定义调度模块,该模块能与系统内置调度模块协同工作。最后构造仿真集群执行环境,通过模型渲染验证了算法的有效性。     

集群渲染系统及其应用现状研究

论述了集群渲染系统的构成、特点及工作流程,阐述了当前主要的几种集群渲染任务分发管理技术,并分析了各自的优势,介绍了集群渲染系统在国内外的应用现状。     

一种场景内容分布的交互式渲染系统

近年来,三维虚拟场景的规模和复杂程度不断提高,受到硬件的限制,一些应用 中的超大规模场景(如建筑群,城市等)很难在单机上进行渲染或满足可交互的需求。针对该问 题,提出了一种分布式渲染框架,将大规模场景在内容上进行划分,得到单一节点可渲染的子 场景。这些子场景被分布到集群中不同的渲染节点进行处理,其渲染结果根据深度信息进行合 成得到整个场景的最终渲染结果。为了降低交互响应时间,需对子场景的渲染结果进行压缩传 输。实验充分验证了提出的分布式渲染系统能够高效处理超大规模场景的渲染和交互,并且具 有良好的可扩展性,能够满足很多领域中对大规模场景交互式渲染的需求。     

分布式多交互虚拟场景渲染的协同控制

针对分布式多交互虚拟现实系统场景渲染的协同控制问题,构建了基于分布式开放灵活的多交互虚拟现实系统结构,将协同交互技术集成到虚拟现实系统设计中,设计包含控制平台、网络服务平台和渲染平台的系统架构,提出了一种基于OGRE的分布式多交互实时协同渲染方法。完成了单个控制节点对应多个渲染节点时,多个渲染节点渲染场景的实时同步,以及多个控制节点在同一场景中的协同、交互。此研究成果应用于河北大学虚拟漫游交互控制平台,具有广阔应用的前景。     

基于无缝拼接的分布式多屏渲染系统

设计了一个基于分布式实时渲染、分屏拼接显示的多屏渲染系统。该系统从渲染到最后分屏软拼接均采用基于PC集群的架构和纯软件的实现方法。文中详细论述了系统的架构以及其中软件消除拼缝的机制和同步控制的算法。     

远程渲染分发管理系统的设计与实现

介绍了结合渲染集群系统和网络化管理功能研制的一个数字媒体远程渲染管理系统,该系统可支持远程用户完成渲染任务提交、任务监控和结果回收等功能,通过互联网扩展现有集群渲染系统的服务范围,提高渲染企业的生产力。重点对该系统的构架设计、分发算法设计和系统实现进行了说明,并给出了应用示例。     

一种基于OGRE图形引擎的实时分布式渲染系统

虚拟现实的实时交互得到了越来越广泛地应用,实时分布式渲染有效地解决了普通PC机渲染的时间瓶颈问题,提高了系统实时渲染性能和输出分辨率。在对分布式渲染原理研究分析的基础上,依据设计模式的思想,设计了一种基于Sort-First结构的实时分布式渲染框架和同步机制,并在实践中应用OGRE图形引擎实现了该系统。     

Xen虚拟机资源调度优化算法

针对Xen虚拟化平台中虚拟机资源分配不合理的问题,提出了两种资源调度优化算法,即细粒度优化算法和粗粒度优化算法.细粒度优化算法主要解决单个物理节点上虚拟机资源分配不合理问题,能够根据物理节点上运行的各虚拟机的资源利用情况来调整资源分配量,适当增加利用率较高的虚拟机的资源,减少资源利用率低的虚拟机的资源,从而优化资源分配,提高资源利用效率,避免不必要的虚拟机迁移.粗粒度优化算法是针对集群中多个物理节点之间虚拟机负载不均衡问题而提出的.该算法结合粒子群优化技术,选择将集群系统中热点物理机上的部分虚拟机迁移到最适合的冷点物理机上,从而避免高载物理机宕机.实验结果表明,这两种资源调度优化算法能够有效解决虚拟机资源分配不合理的问题,具有较好的适用性和应用前景.     

(加急)基于GPU的并行加速渲染算法的研究

目前,GPU渲染技术仍然存在不足之处,在分配渲染任务时,没有充分发挥各个处理器的优势,浪费了性能较好的处理器,影响了渲染速度的提高。针对以上问题,根据武进区邹区现代农业产业园人口疏散地域接收安置动画的项目,在原有GPU渲染架构的基础上提出了一种基于sort-last架构的带反馈的动态负载均衡算法。在分配渲染任务之前,对所有处理器进行性能统计,将时长较长的场景分配给性能较好的处理器,时长短的分配给剩余的处理器,待有处理器完成渲染任务时,将剩余场景时间较长的,分配给第一轮任务先完成的处理器,以此类推。实验结果表明,该方法对解决上述问题具有较好的效果,解决了目前集群渲染存在的不足之处和负载不平衡的问题,最终实现了加速渲染。     

三维数据域可视化体绘制中的色彩合成新方法

在科学视算的研究中，目前各种直接绘制三维数据域的方法，都是运用合成算子线性递推地合成各个象素的色彩。本文提出一种新方法，将色彩合成由线性递推的纵向合成变为二维面（虚拟面）上简单的分布合成。新方法在合成色彩时省去了线性递推方法中所需的乘法运算。更有意义的是，当此方法与三维数据域体绘制的投影成象方法结合时，利用已形成的虚拟面，可以方便地生成大小不同的可视图，而不必重复进行投影操作。本文同时证明了，在一定精度内，放大了的图象反映了在相应精度下具有插值效果的可视信息。     

基于LOD的海量地形数据并行渲染技术

随着地球空间信息技术的发展,建立具有海量空间数据的大规模虚拟地形场景越来越重要. 然而,面对海量的地形数据,如何简化地形,提升绘制与渲染效率,是地形渲染的关键. 本文对LOD地形渲染技术、大规模数据集的分析与处理、并行计算等相关技术进行了研究,提出了基于LOD的海量地形数据并行渲染技术. 该技术首先使用LOD四叉树简化地形,其次结合多核CPU并行计算的方法提升效率,最后结合大规模数据调度策略,实现了海量地形数据的并行渲染,并分析对比了非并行和并行情况下的实验结果. 本文所取得的理论与技术方面的成果可为大规模场景渲染提供新的技术思路.     

一种基于聚类的虚拟计算环境资源聚合方法

作为面向互联网资源共享的虚拟计算环境的实例,iVCE(Internet based virtual computing environment) for Memory致力于解决广域分布的内存资源的共享与综合利用问题.由于内存资源的特殊性,传统的资源管理方法很难适用.以iVCE for Memory作为背景,提出一种基于聚类的虚拟计算环境资源聚合方法,有效降低了资源聚合的问题规模;借鉴物理学中的力场和势能理论,建立了实现资源聚合的基本模型和力场-势能模型以及相应的分布式算法;通过基于真实网络拓扑的模拟,对两种模型和算法分别进行了评估和验证.     

基于反馈的集群渲染调度

卡通动画及游戏产业发展迅速,占有相当大的国民经济产值,而目前国内该行业基本上是单机孤岛式的制作方式,资源浪费极大,近年引入大规模的集群服务器系统,由于没有资源管理、渲染任务调度等软件的支持,仍采用手工管理来完成特定的渲染工艺,不能实现智能的渲染工作调度,导致效率低下,造成资源闲置和浪费。为此提出了在分布、自治、演化的计算机集群群落之上,构造基于反馈控制的集群动画渲染调度。     

支持Shader的Direct3D9应用程序透明并行化

根据图形处理器的最新可编程单元Vertex Shader和Pixel Shader的体系结构和单机Direct3D9应用程序的执行流程,提出支持Shader的Direct3D9应用程序在图形集群的透明并行化策略.图形集群的节点划分为资源分配和资源绘制节点,资源分配节点通过截取绘制接口将应用程序实时转换为6类绘制资源,包括命令流、Vertex Shader、Pixel Shader、顶点流、索引流和纹理流.资源绘制节点根据绘制资源的描述信息和资源数据重构出Direct3D9的绘制命令.图形集群中的所有绘制节点都保留全部的绘制资源,并且通过计算基于多流模式场景数据在屏幕空间的包围盒进行绘制任务划分.实验证明,使用,这种策略完全可以实现支持Shader的Direct3D9应用程序透明并行化.相对于单机绘制,基于图形集群的并行图形绘制不仅提高绘制性能而且得到较高绘制加速比.     

A method of Earth terrain tessellation on the GPU for space simulators

This paper presents a new distributed method for virtual Earth terrain tessellation on a graphics processing unit (GPU) for space simulator complexes. The method operates in real time in multi-object virtual scenes comprising up to two million polygons. A polygonal terrain model is constructed using triangle patches of different levels of detail on graphics cards with programmable tessellation. Patches of the same level of detail are calculated entirely on the GPU, in parallel and independently, by using a developed shader program written in the OpenGL Shading Language (GLSL). This paper also describes a patch extraction algorithm for visible Earth surface rendering and an algorithm for correcting the barycentric coordinates of tessellated patch vertices that allows triangles in the terrain model to be docked without geometric discontinuities. Based on the distributed methods and algorithms developed, a program complex for virtual Earth surface visualization was created and successfully tested. The proposed solution can also be employed in virtual environment systems, virtual labs, educational geo-applications, etc.     

基于负载增量动态反馈的动漫渲染机制研究

随着计算机软硬件技术的快速发展,近年来动画技术也得到了迅猛发展。文章在分析了集群节点性能值及负载量的计算方法基础上,通过融合了CPU、内存利用率以及I/O通讯速率等相关参数,提出了基于负载增量动态反馈的动漫渲染机制,系统上线后的运营状况表明,该机制结合集群节点的整体性能实现了面向渲染计算的负载均衡调度,提高了动画制作的效率。