[发明专利]一种基于sort-first负载平衡的异质绘制节点并行图形绘制方法

说明书

本发明提供一种基于sort‑first负载平衡的异质绘制节点并行绘制方法，包括：获取绘制集群中的异质绘制节点的性能参数；构建异质绘制节点所构成的绘制集群的性能二叉树；估计屏幕空间内的图元分布；利用异质绘制节点的性能二叉树，确定叶子节点对应的异质绘制节点的绘制区域；根据确定的屏幕划分位置对屏幕进行划分，分配给各个异质绘制节点执行并行图形绘制；各异质绘制节点负载状态不满足负载平衡要求时重新确定屏幕划分位置。本发明考虑了异质绘制节点性能对并行绘制的影响，根据各绘制节点性能来分配任务量。同时对各异质绘制节点绘制时间进行统计，在保证负载平衡的基础上，尽可能减少任务重新分配的次数，提高绘制效率。

技术领域

本发明属于并行绘制技术领域，特别涉及一种基于sort-first负载平衡的异质绘制节点并行图形绘制方法。

背景技术

当前3D游戏及其它图形交互应用的画面效果越来越细腻真实，输出分辨率对于计算机的图形绘制性能要求也越来越高。当单一计算机的绘制性能难以达到绘制需求时，需要采用更加适合高分辨率的并行绘制方式进行渲染。

目前并行绘制技术主要三种结构：sort-first，sort-middle以及sort-last结构。在这三种绘制结构中，sort-first结构因其对绘制资源利用率高以及网络带宽需求低等优势，成为了搭建并行绘制集群的最佳选择。Roble、Whelan、Whitman、Mueller等人基于屏幕划分精细网格的思想，通过对载入场景的数据进行预处理操作，估算出屏幕的总渲染量，之后将图元数据包围盒与精细网格进行比较获得带权值的网格，进而再进行基于图元数据的屏幕划分。然而这些算法对计算机集群中现有资源有限制，即要求所有渲染处理器节点有相同软硬件配置，比如同样的CPU、GPU、内存、操作系统等，一定程度上限制了相应方法的适用性。文献“Sort-first parallel volume rendering”在面向同质节点的基础上，提出了一种基于屏幕划分精细网格的思想的sort-first动态负载平衡方案，并且方法的改进点主要侧重在体绘制技术上。文献“Equalizer：A Scalable Parallel Rendering Framework”，文献“Practical Parallel Rendering of Detailed Neuron Simulations”中则并没有使用图元数据划分的方式，而是通过对各节点绘制时间进行反馈的方式来实现负载平衡方案，这种通过反馈的方式避免了节点性能差异的问题，但划分准确度不如基于图元数据划分的方法。

可见，上述基于图元数据的负载平衡方法中，对于绘制节点的选取多采用的是基于同质节点的方案，这些方案虽然可以解决sort-first负载平衡问题，但是在实际的应用过程中，因为成本等因素导致绘制节点配置有差异，这会严重影响负载平衡效果，不利于实际环境下的应用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种基于sort-first负载平衡的异质绘制节点并行图形绘制方法。

本发明的技术方案是：

一种基于sort-first负载平衡的异质绘制节点并行绘制方法，包括：

步骤1、获取绘制集群中的异质绘制节点的性能参数；

步骤2、构建异质绘制节点所构成的绘制集群的性能二叉树：依据各异质绘制节点的性能参数，以图形绘制集群中的异质绘制节点为叶子节点，以异质绘制节点的性能参数为叶子节点的权值，自下而上构建性能二叉树，父节点的权值为其叶子节点权值之和；二叉树中节点之间的权值比作为sort-first并行绘制的图形分割比；

步骤3、估计屏幕空间内的图元分布；

步骤4、利用异质绘制节点的性能二叉树，确定叶子节点对应的异质绘制节点的绘制区域；通过性能二叉树对图形分割比进行动态调整，以适应异质绘制节点环境；