[发明专利]用于逼真成像工作量分布的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及计算机联网和并行处理的领域，更具体地涉及用于改进的逼真(photorealistic)成像工作量分配的系统和方法。

背景技术

诸如微处理器系统之类的现代电子计算系统通常配置为将计算密集的任务分成离散的子任务。对于多机种(heterogeneous)系统来说，一些系统采用高速缓存感知的任务分解来提高分布式应用的性能。随着技术的进步，快速的局部高速缓存和大的慢速存储器之间的差距扩大，并且高速缓存变得更加重要。一般地，典型的现代系统试图在多个处理元件(PE)之间分配工作，以便提高高速缓存命中率并且降低数据停止时间。

例如，光线跟踪、逼真成像技术是计算上代价大的算法，其通常不具有固定的数据访问模式。然而，光线跟踪任务仍然可能具有非常高的空间和时间局域性。因而，对于光线跟踪应用的高速缓存感知的任务分配可能带来高的性能收益。

但是典型的光线跟踪方法不能配置为充分利用高速缓存感知的任务分配。例如，当前的光线跟踪器通过将图像分拆成瓦片(tile)来分解渲染问题。典型的光线跟踪器或者明确地在计算单元之间分配这些瓦片或者贪婪地保留瓦片以用于由PE通过工作窃取来访问。

这两种方法都有显著的缺点。在典型的明确分配系统中，管理瓦片的分配所需的额外的工作量抑制了性能。在一些情况下，该额外的工作量可能减轻通过管理的分配实现的任何收益。

在典型的工作窃取系统中，每个PE在它已经处理了它的先前的调配之后抓取新的瓦片。但是由于PE从通用池抓取瓦片，因此瓦片很少会具有高的空间局域性。因而，在工作窃取系统中，PE用新的场景数据有规律地刷新它们的高速缓存，因此PE对于下一帧是冷的(cold)，完全不能利用任务的空间局域性的优点。

发明内容

提供以下发明内容以便于理解只有本公开的实施例才有的一些创新的特征并且不意图是详尽的描述。对实施例的各个方面的完整理解可以通过将整个说明书、权利要求书、附图和摘要作为整体考虑而获得。

图形客户端接收帧，该帧包括场景模型数据。基于该场景模型数据设置服务器负载平衡因子。基于该场景模型数据设置预期渲染因子。基于该服务器负载平衡因子和预期渲染因子将帧分割成多个服务器带。将服务器带分配给多个计算服务器。从该计算服务器接收处理后的服务器带。基于接收的处理后的服务器带组合处理后的帧。发送处理后的帧以作为图像显示给用户。

在可替换的实施例中，一种系统包括图形客户端。该图形客户端配置为：接收帧，该帧包括场景模型数据；基于该场景模型数据设置服务器负载平衡因子；基于该场景模型数据设置预期渲染因子；基于该服务器负载平衡因子和预期渲染因子将该帧分割成多个服务器带；将多个服务器带分配给多个计算服务器；从多个计算服务器接收处理后的服务器带；基于接收的处理后的服务器带组合处理后的帧；以及发送处理后的帧以作为图像显示给用户。

从第一方面看来，本发明提供一种在数据处理系统中用于逼真成像工作量分配的方法，该方法包括步骤：由图形客户端接收帧；基于服务器负载平衡因子和预期渲染因子将该帧分割成多个服务器带；将多个服务器带分配给多个计算服务器；从多个计算服务器接收处理后的服务器带；基于接收的处理后的服务器带组合处理后的帧；以及发送该处理后的帧以作为图像显示给用户；并且其中分割该帧还包括：在水平服务器带和垂直服务器带之间选择。

优选地，本发明提供一种方法还包括：接收用户输入；以及其中设置该预期渲染因子还包括：基于接收的用户输入设置该预期渲染因子。

优选地，本发明提供一种方法还包括：从该多个服务器的至少一个中接收报告的渲染时间；以及其中设置该服务器负载平衡因子还包括：基于报告的渲染时间设置该服务器负载平衡因子。

优选地，本发明提供一种方法，其中组合处理后的帧带还包括：解压缩接收的处理后的服务器带。

从第二方面看来，本发明提供一种在服务器数据处理系统中用于逼真成像工作量分配的方法，该方法包括步骤：由计算服务器接收原始的显示带，该原始的显示带包括场景模型数据；该计算服务器包括多个处理元件(PE)；基于PE负载平衡因子将原始的显示带分割成多个PE块；将多个PE块分配给多个PE；由每个PE渲染该PE块以产生渲染的PE块；由该计算服务器组合该渲染的PE块以产生处理后的显示带；由该计算服务器确定每个PE的渲染时间；基于确定的渲染时间修改该PE负载平衡因子；以及将处理后的显示带发送到图形客户端。

优选地，本发明提供一种方法，其中所述发送包括：压缩处理后的显示带。