基于PC集群機的并行圖形繪制系統(tǒng)研究

基于PC集群機的并行圖形繪制系統(tǒng)研究

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資源描述:

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1、基于PC集群機的并行圖形繪制系統(tǒng)研究浙江大學(xué)CAD&CG國家重點實驗室2005年11月第一部分研究現(xiàn)狀并行繪制系統(tǒng)的分類現(xiàn)有基于PC集群機的并行圖形繪制系統(tǒng)并行繪制系統(tǒng)的分類按照場景數(shù)據(jù)歸屬判斷時機分類Sort-first,sort-middle,sort-last按照數(shù)據(jù)控制形式分類立即模式、保留模式按照數(shù)據(jù)存儲方式分類In-the-core,Out-of-core歸屬判斷:Sort-first,sort-middle,sort-lastG-幾何處理R-光柵化(1)sort-first(2)sort-midd

2、le(3)sort-lastGRGRGRGR顯示屏幕場景GRGRGRGR顯示屏幕場景GRGRGRGR場景●●●●像素合成顯示屏幕數(shù)據(jù)控制形式: 立即模式、保留模式進(jìn)程A立即模式繪制器應(yīng)用程序立即模式引擎進(jìn)程B應(yīng)用程序保留模式繪制器保留模式引擎(a)單機環(huán)境下的立即模式和保留模式引擎Client進(jìn)程應(yīng)用程序Server進(jìn)程立即模式繪制器網(wǎng)絡(luò)立即模式并行結(jié)構(gòu)Client進(jìn)程應(yīng)用程序Server進(jìn)程保留模式繪制器網(wǎng)絡(luò)保留模式并行結(jié)構(gòu)(b)分布式并行繪制環(huán)境下的立即模式和保留模式API調(diào)用API調(diào)用API調(diào)用API調(diào)用

3、場景數(shù)據(jù)場景數(shù)據(jù)場景數(shù)據(jù)場景數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲方式:In-the-core,Out-of-coreIn-the-Core場景完全調(diào)入內(nèi)存檢索速度快場景規(guī)模受內(nèi)存限制Out-of-core場景保存在硬盤,根據(jù)需要調(diào)入內(nèi)存場景規(guī)模龐大I/O影響性能系統(tǒng)復(fù)雜度高現(xiàn)有的基于PC集群機的并行圖形繪制系統(tǒng)WireGL-斯坦福大學(xué)Chromium-斯坦福大學(xué)AnyGL-浙江大學(xué)DisplayWall-普林斯頓大學(xué)MSPR-浙江大學(xué)WireGLSort-first立即模式應(yīng)用程序透明的并行化ChromiumWireGL的后續(xù)版本SP

4、U-StreamProcessUnit將并行繪制系統(tǒng)的功能模塊化提高開放性Sort-firstSort-lastHybridsort-firstandsort-lastAnyGL混合sort-first和sort-last立即模式應(yīng)用程序透明的并行化DisplayWallSort-first保留模式多屏幕拼接顯示MSPRApplicationOPENGL_STUBMessageEncodingNetworkSendClientRenderingMessageEncodingNetworkReceiveServe

5、rRenderingMessageEncodingNetworkReceiveServerINTERCONNECTINGNETWORKSCENEREDISTRIBUTION…保留模式多屏幕拼接顯示第二部分研究目標(biāo)基于PC集群機的并行圖形繪制系統(tǒng)混合sort-first和sort-last保留模式功能大規(guī)模動態(tài)場景實時繪制支持Out-of-core、In-the-core等模式支持OpenGL工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),提供二次開發(fā)接口集成多屏幕拼接顯示系統(tǒng)第三部分研究內(nèi)容基于保留模式的混合型并行圖形繪制體系結(jié)構(gòu)Out-of-Co

6、re與In-the-Core相結(jié)合的SceneGraph場景定義負(fù)載平衡策略復(fù)式嵌套并行繪制流水線優(yōu)化并行繪制-合成-顯示流水線技術(shù)基于保留模式的混合型并行圖形繪制體系結(jié)構(gòu)顯示屏1顯示屏m顯示屏n顯示屏mn控制節(jié)點動態(tài)繪制節(jié)點動態(tài)繪制節(jié)點動態(tài)繪制節(jié)點拼接顯示投影墻合成節(jié)點合成節(jié)點合成節(jié)點合成節(jié)點動態(tài)繪制節(jié)點..........................................主從從從從……(1)Parallel-SG系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(2)動態(tài)繪制節(jié)點內(nèi)部結(jié)構(gòu)基于保留模式的混合型并行圖形繪制體系結(jié)構(gòu)任務(wù)劃分

7、方式Sort-first方式--對應(yīng)于每個投影儀Sort-last方式--動態(tài)繪制節(jié)點內(nèi)部優(yōu)點通過動態(tài)調(diào)節(jié)各個動態(tài)繪制節(jié)點內(nèi)部的繪制從節(jié)點數(shù)目來調(diào)節(jié)動態(tài)繪制節(jié)點的計算能力,從而維持各動態(tài)節(jié)點間的負(fù)載平衡,解決了sort-first的負(fù)載不平衡問題;一個動態(tài)繪制節(jié)點只對應(yīng)一個投影儀的顯示區(qū)域,控制了圖像合成的規(guī)模,避免了sort-last方式中隨像素規(guī)模增長而急劇下降的合成效率。Out-of-Core與In-the-Core相結(jié)合的SceneGraph場景定義場景進(jìn)行SceneGraph組織定義,相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以

8、In-the-core方式在內(nèi)存中管理SceneGraph結(jié)構(gòu)中的Data節(jié)點的數(shù)據(jù)按照Out-of-core方式保存于硬盤,根據(jù)需要調(diào)入內(nèi)存In-the-coreOut-of-coreOut-of-Core與In-the-Core相結(jié)合的SceneGraph場景定義廣場鴿群雕塑幾何數(shù)據(jù)鴿子幾何數(shù)據(jù)游人幾何數(shù)據(jù)建筑…城市雕塑白鴿灰鴿游人…………目標(biāo):靈活操縱場景變化超大規(guī)模場景繪制負(fù)載

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