远程实时图形渲染系统的研究与实现

作     者：陈帆 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：卢光辉

授予年度：2011年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：图形渲染 集群 负载均衡 动态迁移 

摘      要：随着计算机图形学与虚拟现实技术的应用范围越来越广泛,三维场景的规模在不断增大的同时场景内容也变得更复杂,使得利用单台普通PC机实时绘制大规模的三维场景不但会造成时间瓶颈,而且实时渲染性能和输出分辨率的效果也很差。 本文依托国家高技术研究发展计划（863计划）的面向行业/领域的IT资源库关键技术及系统,设计实现的远程实时图形渲染系统很好地解决了上述问题。该系统遵循公共对象请求代理体系（CORBA）规范,使用集群渲染技术支持多个客户同时独立地进行三维场景的渲染。这种系统不但实时渲染性能高,而且成本比较低,可扩展性强,有很好的应用前途。 本文首先介绍了远程实时图形渲染系统的相关技术:主要包括本文系统使用的三维图形渲染引擎Romans、集群技术、负载均衡技术和动态迁移技术等。本文随后对远程实时图形渲染系统进行总体设计,包括对整个系统的框架结构设计和系统各个主要模块的设计。随后重点设计出远程实时图形渲染系统中负载均衡算法和动态迁移算法。本文基于对LVS集群常用负载均衡调度策略的研究,针对场景渲染应用的特殊性提出了一种基于负反馈控制的负载均衡算法。 本文接着深入地研究了远程实时图形渲染系统的实现细节。设计并实现了渲染服务器程序,主要侧重于多线程的并发处理。随后实现了负载均衡算法中负载信息的计算、服务器权值的计算这些重点环节。最后实现了动态迁移算法的若干关键问题。 本文搭建了远程实时图形渲染系统的测试环境,对系统实际的渲染效果和测试的数据进行了简要的分析,从中可以看出本文设计实现的系统具有较好的实时渲染性能、较高的吞吐量和很好的稳定性,能满足应用的需求。 本文最后总结了本课题的工作,并且指出了以后研究工作的主要方向。