基于JPVM的分布式实时可视化系统的设计

论文摘要

本文主要研究在JPVM的基础上,构建一个可交互的实时分布式可视化系统,我们的目标是利用簇计算资源,把实时的三维渲染作为一个标准的ICM应用程序,充分利用带有硬件图形加速的通用计算机组成的簇资源,提高实时渲染的性能。由于该系统是由多台个人计算机组成的计算机簇来对三维的场景进行渲染,当前大量的簇计算的工作主要是研究响应时间驱动计算方面的问题,而ICM由于具有实时的特点,对于簇计算提出了新的要求:要以低时延低抖动生成一个具有细致纹理的连续帧序列。另外,ICM应用软件需要更快的网络带宽因为他们使用像影像、声音、与用户交互产生的图像等媒体。在通用计算机平台上构建一个分布式三维实时渲染系统,面临着很多的问题:1、要构建一个分布式的渲染器,该渲染器能充分利用各台计算机的三维图象硬件加速资源2、在场景复杂度增加时,能控制系统对网络带宽的要求3、当用于调度任务的通信时间占有很大帧时时,怎样调度不可预先估计执行时间的任务以减少抖动为了满足上述需要,我们首先研究分布式系统上在不可预知的服务请求下怎样调度相似的任务尽可能的满足实时要求。针对通用计算机平台,我们设计一个分布式实时渲染框架(DRRS)。我们设计了一个面向通用计算机平台的分布式渲染框架,特别是采用了新的工作分区和分配技术:图像分层的分解技术(ILD)。图像分层分解能与图像加速硬件协调工作并且网络带宽的请求与场景的复杂度无关。本文主要的工作包括:(1)把交互的媒体流技术引入到分布式实时渲染中。(2)研究新的分区技术,图像层分解技术,它可以采用硬件加速的渲染功能,减少因场景复杂度的增加而引起的通信请求。(3)设计分布式实时渲染系统DRRS的框架。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的
• 1.2 局域网的带宽
• 1.3 研究内容
• 1.4 论文组织
• 第二章 研究的背景知识
• 2.1 三维可视化执行管线
• 2.2 并行多边形渲染
• 2.3 实时调度
• 2.4 JPVM 简介
• 2.5 JOGL简介
• 第三章 任务调度的方法
• 3.1 静态的多重再分配（SMR）
• 3.2 纯动态的再分配（PDR）
• 3.3 带有时延的动态分配
• 3.4 动态的带有影子的再分配
• 第四章 图像层分解
• 4.1 采用ILD 的原因
• 4.2 图像层分解
• 第五章 DRRS 的实现
• 5.1 基本的实现
• 5.2 动态的场景分解
• 5.3 实现的细节
• 5.4 DRRS 的框架
• 5.5 实验
• 第六章 总结和展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 发表的学术论文