專利名稱：一種分布渲染系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于CG領(lǐng)域，是針對(duì)CG渲染中一種基于GPU分布渲染工作方法的研究，具體為一種分布渲染系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
隨著GPU性能的逐漸強(qiáng)大和渲染軟件對(duì)于GPU支持程度的提高，傳統(tǒng)的基于WEB·的云端渲染因其不具備實(shí)時(shí)性和大量時(shí)間浪費(fèi)在文件傳輸上以及仍在使用純CPU渲染方式等問題已經(jīng)不在是快速渲染的最佳選擇，本專利提供以GPU硬件加速為基礎(chǔ)，VrayRT為渲染方式，采用云端+終端的渲染格局，在解決云端并行渲染光子文件不穩(wěn)定問題的前提下進(jìn)行的一種快速實(shí)時(shí)的渲染方法。傳統(tǒng)的基于WEB的云端渲染具有以下主要問題1.仍然采用CPU為渲染計(jì)算核心的渲染方式。2.為了將渲染任務(wù)放到云端上，需要耗費(fèi)較多時(shí)間在網(wǎng)絡(luò)傳輸上。3.客戶如果對(duì)云端渲染的結(jié)果不滿意，得對(duì)模型進(jìn)行修改并重新上傳到云端進(jìn)行渲染，如果不使用此方法將會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間在本機(jī)終端的渲染上，如果上傳則會(huì)重復(fù)2中所提到的網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間消耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述提到的問題，采用云端+終端的渲染格局提出了一種分布渲染系統(tǒng)及方法，有效的解決了上述問題?！N分布渲染系統(tǒng),包括云端渲染系統(tǒng)和終端渲染系統(tǒng),其中云端渲染系統(tǒng)負(fù)責(zé)將用戶提交的任務(wù)在使用帶有GPU的服務(wù)器組成的集群節(jié)點(diǎn)簇的云端采用并行的方式渲染成光子文件；終端渲染系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收云端渲染系統(tǒng)渲染出的光子文件，與此同時(shí)可以對(duì)初始場(chǎng)景模型做進(jìn)一步的修改，修改的內(nèi)容包括模型材質(zhì)的種類和顏色，即可以任意替換模型材質(zhì)的種類和顏色，修改好后結(jié)合光子文件進(jìn)行最終的出圖渲染。云端渲染系統(tǒng)由一組集群管理節(jié)點(diǎn)、一組InfiniBand交換機(jī)節(jié)點(diǎn)、一套集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)以及一組集群工作節(jié)點(diǎn)組成；終端渲染系統(tǒng)則由PC機(jī)或工作站構(gòu)成；其中集群管理節(jié)點(diǎn)由一組管理節(jié)點(diǎn)組成，負(fù)責(zé)管理用戶的任務(wù)執(zhí)行并提供用戶下載接口 ；InfiniBand交換機(jī)節(jié)點(diǎn)由一組InfiniBand交換機(jī)構(gòu)成,負(fù)責(zé)集群管理節(jié)點(diǎn)、集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)以及集群工作節(jié)點(diǎn)之間的交互，保證該裝置內(nèi)部的通信順暢；集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)存儲(chǔ)客戶的渲染任務(wù)和渲染結(jié)果；集群工作節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收集群管理節(jié)點(diǎn)的任務(wù)指令并接收集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的任務(wù)信息進(jìn)行渲染任務(wù)的計(jì)算與處理并將結(jié)果放回集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)。一種分布渲染系統(tǒng)的渲染方法包括如下步驟步驟一用戶將自己的渲染模型做建模和打燈光操作，調(diào)整好燈光的漫反射、折射以及材質(zhì)的顏色和曝光率等參數(shù)之后通過互聯(lián)網(wǎng)上傳到云端；與此同時(shí)，用戶可以繼續(xù)修改自己的模型，看是否是針對(duì)自己模型的材質(zhì)做操作，如果是，則可以等待之前提交到云端渲染系統(tǒng)中任務(wù)渲染結(jié)果；如果否，則需要將自己的模型重新上傳到云端進(jìn)行渲染；步驟二 之前上傳到云端進(jìn)行渲染的任務(wù)會(huì)首先由集群管理節(jié)點(diǎn)判斷是否有空閑機(jī)，如果否，則提示進(jìn)入等待狀態(tài)；如果是，將會(huì)進(jìn)行并行渲染，將渲染出的光子文件放入集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)；步驟三通過集群管理節(jié)點(diǎn)的接口，讓客戶下載儲(chǔ)存在集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中的光子文件；當(dāng)客戶下載云端渲染出的光子文件，即可結(jié)合自己在本機(jī)上修改的模型進(jìn)行最終的出圖渲染；步驟四最終的出圖渲染可以選擇在云端或終端渲染，如果選擇云端渲染則可以將用戶修改好的模型上傳結(jié)合光子文件渲染出圖；選擇終端渲染出圖，則可以結(jié)合下載下的光子文件在終端渲染出圖。本發(fā)明使得用戶在對(duì)模型做初步規(guī)劃后即可上傳渲染光子，上傳、渲染以及下載的過程中用戶都可以繼續(xù)對(duì)上傳后的模型進(jìn)行進(jìn)一步的修改，該發(fā)明通過在云端渲染光子文件的方法極大的減少了網(wǎng)絡(luò)傳輸量，在這種情況下只需要上傳該模型保存成的.max文件而不需要上傳大量的材質(zhì)，一般情況一個(gè)完整的模型文件材質(zhì)所占的比率超過該完整模型文件總大小的一半。


圖1為分布渲染系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為云端渲染系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖3為分布渲染系統(tǒng)工作示意圖。具體實(shí)施過程如圖1所示，該裝置由云端渲染系統(tǒng)I和終端渲染系統(tǒng)2組成。其中云端系統(tǒng)I負(fù)責(zé)將用戶提交的任務(wù)在云端用大規(guī)模的節(jié)點(diǎn)采用并行的方式渲染成光子文件的作用；終端渲染系統(tǒng)2負(fù)責(zé)接收云端渲染系統(tǒng)I渲染出的光子文件，在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的修改，并結(jié)合光子文件進(jìn)行最終的出圖渲染，這個(gè)最終的渲染出圖過程既可以放在云端進(jìn)行也可以放在終端進(jìn)行。如圖2所示，該裝置由集群管理節(jié)點(diǎn)101、InfiniBand交換機(jī)節(jié)點(diǎn)102、集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)103以及集群工作節(jié)點(diǎn)104組成。其中集群管理節(jié)點(diǎn)101由一組管理節(jié)點(diǎn)組成，負(fù)責(zé)管理用戶的任務(wù)執(zhí)行并提供用戶下載接口 ；InfiniBand交換機(jī)節(jié)點(diǎn)102由一組InfiniBand交換機(jī)構(gòu)成，負(fù)責(zé)集群管理節(jié)點(diǎn)101、集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)103以及集群工作節(jié)點(diǎn)104之間的交互，保證該裝置內(nèi)部的通信順暢；集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)3負(fù)責(zé)存儲(chǔ)客戶的渲染任務(wù)和渲染結(jié)果；集群工作節(jié)點(diǎn)104負(fù)責(zé)接收集群管理節(jié)點(diǎn)I的任務(wù)指令并接收集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)103的任務(wù)信息進(jìn)行渲染任務(wù)的計(jì)算與處理并將結(jié)果放回集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)103。如圖3所示，結(jié)合圖1、圖2，該分布渲染系統(tǒng)工作過程如下( 1)用戶將自己的渲染模型做建模和打燈光操作，調(diào)整好燈光的漫反射、折射以及材質(zhì)的顏色和曝光率等參數(shù)，完成這部分的工作之后便可通過互聯(lián)網(wǎng)上傳到云端。與此同時(shí)，用戶可以繼續(xù)修改自己的模型，看是否是針對(duì)自己模型的材質(zhì)做操作。(2)如果是，則可以等待之前提交到云端渲染系統(tǒng)I中任務(wù)渲染結(jié)果；如果否，則需要將自己的模型重新上傳到云端進(jìn)行渲染。
(3)之前上傳到云端進(jìn)行渲染的任務(wù)會(huì)首先由管理節(jié)點(diǎn)判斷是否有空閑機(jī)，如果否，則提不進(jìn)入等待狀態(tài)。(4)針對(duì)(3)中是的情況，將會(huì)進(jìn)行并行渲染，將渲染出的光子文件放入存儲(chǔ)。( 5 )通過集群管理節(jié)點(diǎn)的接口，讓客戶下載儲(chǔ)存在存儲(chǔ)中的光子文件。(6)當(dāng)客戶下載云端渲染出的光子文件，即可結(jié)合自己在本機(jī)上修改的模型進(jìn)行最終的出圖渲染。(7)最終的出圖渲染可以選擇在云端或終端渲染，如果選擇云端渲染則可以將用戶修改好的模型上傳結(jié)合光子文件渲染出圖。
(8)針對(duì)(7)中選擇終端渲染出圖，則可以結(jié)合下載下的光子文件在終端渲染出圖。
權(quán)利要求
1.一種分布渲染系統(tǒng),其特征在于包括云端渲染系統(tǒng)和終端渲染系統(tǒng)，其中云端渲染系統(tǒng)負(fù)責(zé)將用戶提交的場(chǎng)景模型任務(wù)在使用帶有GPU的服務(wù)器組成的集群節(jié)點(diǎn)簇的云端采用并行的方式渲染成光子文件；終端渲染系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收云端渲染系統(tǒng)渲染出的光子文件，與此同時(shí)可以對(duì)初始場(chǎng)景模型做進(jìn)一步的修改，修改的內(nèi)容包括模型的材質(zhì)種類和顏色，即可以任意替換模型材質(zhì)的種類和顏色，修改好后結(jié)合光子文件進(jìn)行最終的出圖渲染。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分布渲染系統(tǒng)，其特征在于所述云端渲染系統(tǒng)由一組集群管理節(jié)點(diǎn)、一組InfiniBand交換機(jī)節(jié)點(diǎn)、一套集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)以及一組集群工作節(jié)點(diǎn)組成；終端渲染系統(tǒng)則由配有GPU的PDA或PC機(jī)構(gòu)成；其中集群管理節(jié)點(diǎn)由一組管理節(jié)點(diǎn)組成，負(fù)責(zé)管理用戶的任務(wù)執(zhí)行并提供用戶下載接口 ；InfiniBand交換機(jī)節(jié)點(diǎn)由一組InfiniBand交換機(jī)構(gòu)成,負(fù)責(zé)集群管理節(jié)點(diǎn)、集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)以及集群工作節(jié)點(diǎn)之間的交互，保證該裝置內(nèi)部的通信順暢；集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)存儲(chǔ)客戶的渲染任務(wù)和渲染結(jié)果；集群工作節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收集群管理節(jié)點(diǎn)的任務(wù)指令并接收集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的任務(wù)信息進(jìn)行渲染任務(wù)的計(jì)算與處理并將結(jié)果放回集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)。
3.—種如權(quán)利要求1所述的一種分布渲染系統(tǒng)的渲染方法，其特征在于包括如下步驟 步驟一用戶將自己的渲染模型做建模和打燈光操作，調(diào)整好燈光的漫反射、折射以及材質(zhì)的顏色和曝光率等參數(shù)之后通過互聯(lián)網(wǎng)上傳到云端；與此同時(shí)，用戶可以繼續(xù)修改自己的模型，看是否是針對(duì)自己模型的材質(zhì)做操作，如果是，則可以等待之前提交到云端渲染系統(tǒng)中任務(wù)渲染結(jié)果；如果否，則需要將自己的模型重新上傳到云端進(jìn)行渲染； 步驟二 之前上傳到云端進(jìn)行渲染的任務(wù)會(huì)首先由集群管理節(jié)點(diǎn)判斷是否有空閑機(jī)，如果否，則提示進(jìn)入等待狀態(tài)；如果是，將會(huì)進(jìn)行并行渲染，將渲染出的光子文件放入集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)； 步驟三通過集群管理節(jié)點(diǎn)的接口，讓客戶下載儲(chǔ)存在集群存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中的光子文件；當(dāng)客戶下載云端渲染出的光子文件，即可結(jié)合自己在本機(jī)上修改的模型進(jìn)行最終的出圖渲染； 步驟四最終的出圖渲染可以選擇在云端或終端渲染，如果選擇云端渲染則可以將用戶修改好的模型上傳，并結(jié)合光子文件渲染出圖；選擇終端渲染出圖，則可以結(jié)合下載的光子文件在終端渲染出圖。
全文摘要
本發(fā)明是針對(duì)CG渲染中的一種分布渲染系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括包含云端渲染系統(tǒng)和終端渲染系統(tǒng)。所述方法包括如下步驟用戶將自己的渲染模型做建模和打燈光操作，調(diào)整好燈光的漫反射、折射以及材質(zhì)的顏色和曝光率等參數(shù)之后通過互聯(lián)網(wǎng)上傳到云端；由管理節(jié)點(diǎn)判斷是否有空閑機(jī)；通過管理節(jié)點(diǎn)的接口，讓客戶下載儲(chǔ)存在存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中的光子文件；最終的出圖渲染可以使用光子文件進(jìn)行渲染加速并選擇在云端或終端渲染。本發(fā)明使得用戶在對(duì)模型做初步規(guī)劃后即可上傳渲染光子，上傳、渲染以及下載的過程中用戶都可以繼續(xù)對(duì)上傳后的模型進(jìn)行進(jìn)一步的修改，本發(fā)明方法能很好地對(duì)減輕對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的傳輸?shù)膲毫Σ⑦M(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的延遲掩蓋。
文檔編號(hào)H04L29/08GK103023959SQ201210281780
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者劉鎮(zhèn), 郝冬寧, 錢萍 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)