[发明专利]一种RIB渲染压缩文件FPGA压缩/解压缩系统及硬件解压方法

说明书

本发明公开了一种RIB渲染压缩文件FPGA压缩/解压缩系统及硬件解压方法，包括用户端，用户端用于将RIB渲染压缩文件传送到压缩模块，压缩模块为RIB渲染压缩文件通过广域网从用户端传输到服务端前的预处理模块，用于压缩从用户端流到服务端的RIB渲染压缩文件，RIB渲染压缩文件由压缩模块经过批量压缩后通过广域网向FPGA硬件解压模块传送，由FPGA硬件解压模块读取压缩数据，用于实现流传送的RIB渲染压缩文件的硬件解压，并将解压结果输出至服务端，服务端用于访问渲染单元完成后续渲染工作，提高了解压缩的速度，降低了解压缩过程中所需功耗。

技术领域

本发明属于数据处理技术领域，具体涉及一种RIB渲染压缩文件FPGA压缩/解压缩系统及硬件解压方法。

背景技术

动画和影视渲染是通过软件，将场景中的材质、纹理以及光线等信息构建成模型，用来生成连续而真实的图像的过程。其中，RIB渲染压缩文件是渲染软件RenderMan的脚本文件，存储着属于RenderMan接口的脚本命令，又称作RIB协议。RenderMan的应用编程接口有一系列函数，用于传递其他应用的数据，包括场景的几何属性、渲染属性等，渲染器会接受这些数据，并读取里面的控制信息来完成后续工作，而RIB渲染压缩文件就是这些函数生成的渲染任务描述文件。

云渲染(cloudrender)与云计算类似，又被称作云渲染农场，是由渲染服务器集群负责进行渲染，而用户借助高速互联网进行远程访问，指令从用户终端发出，在服务器上执行，而渲染结果则传回用户终端。其中，RIB渲染压缩文件是建模和渲染之间的通信介质，往往需要作为通信协议在广域网传输到各个渲染服务器上。由于云渲染的发展，RIB渲染压缩文件需要更加频繁地进行传输，从而完成分布式渲染工作。

现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)是主流的可编程逻辑芯片。具有硬件并行性的优势，硬件可以各自执行程序，程序不再简单地顺序执行，同样的时间内，FPGA计算能力比信号处理器(DSP)高出许多；同时，FPGA使用灵活，设计输入、综合、布局与布线、配置下载，就能快速将程序烧录在FPGA上，实现电路原型，验证硬件设计正确性。

随着云渲染的发展，需要传输的渲染RIB渲染压缩文件数据量愈加庞大，同时广域网带宽资源有限，渲染文件数据的有效精简、高效传输和快速解压，成为了大数据环境下云渲染应用热点。虽然，已经有许多针对渲染文件的压缩算法，能够达到很高的压缩率，但是这些压缩文件在软件解压时往往会占用大量资源，压缩率越高解压耗时越长，开销也越大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种RIB渲染压缩文件FPGA压缩/解压缩系统及硬件解压方法，提高了解压缩的速度，降低了解压缩过程中所需功耗。

本发明采用以下技术方案：

一种RIB渲染压缩文件FPGA压缩/解压缩系统，包括用户端，用户端用于将RIB渲染压缩文件传送到压缩模块，压缩模块为RIB渲染压缩文件通过广域网从用户端传输到服务端前的预处理模块，用于压缩从用户端流到服务端的RIB渲染压缩文件，RIB渲染压缩文件由压缩模块经过批量压缩后通过广域网向FPGA硬件解压模块传送，由FPGA硬件解压模块读取压缩数据，用于实现流传送的RIB渲染压缩文件的硬件解压，并将解压结果输出至服务端，服务端用于访问渲染单元完成后续渲染工作；

压缩模块用于将要流传送的RIB渲染压缩文件与缓冲区数据进行匹配，以寻找最大重复序列，RIB渲染压缩文件中的匹配序列由参照文件匹配序列的位置、长度表示进行替换，形成流到服务端的经压缩的RIB渲染压缩文件；

FPGA硬件解压模块用于读取RIB渲染压缩文件，计算压缩信息在其中的位置保存到位置缓存，基于位置缓存的数据解析压缩信息，然后解压缩RIB渲染压缩文件保存到不同的内容缓存中，内容缓存中的数据即为解压出的RIB渲染压缩文件的原始数据，通过FPGA硬件解压缩模块的输出端口，输送到服务端。