一種基于改進的三維渲染引擎分布式渲染方法及系統技術方案

本發明專利技術實施例公開了一種基于改進的三維渲染引擎分布式渲染方法及系統，通過主控制臺將待渲染數據實時發送給與主控制臺相匹配的所有渲染節點；渲染節點接收待渲染數據后，對待渲染數據中的每一幀數據依次進行三維渲染運算、相應得到每一幀的三維圖像數據，這種通過各個渲染節點渲染三維模型或者視頻圖像的方法，降低了數據傳輸對系統總線帶寬與CPU處理時間的浪費，提高了整個系統的運行效率。同時，通過設置渲染節點每處理完一幀數據便向所述主控制臺發送幀渲染完畢信號，主控制臺接收到所有渲染節點返回的幀渲染完畢信號時，發送顯示指令給所有所述渲染節點，實現了各個渲染節點之間每幀圖像顯示的完全同步，進而保證渲染系統快速、正確的顯示。

【技術實現步驟摘要】
一種基于改進的三維渲染引擎分布式渲染方法及系統
本專利技術涉及顯示渲染
，特別是涉及一種基于改進的三維渲染引擎分布式渲染方法及系統。
技術介紹
在醫學、地質勘探等領域需要展示超高清的圖片以及更加精細的源數據，因此在采集視頻或者創建完模型之后，為了觀察實際效果，通常需要對視頻或模型進行渲染。目前，常規渲染方式是在本地主機上進行渲染，這就要求本地主機上存儲所有的渲染要素，而單臺主機的硬件資源畢竟有限，顯示器像素及系統運算能力都達不到要求，這樣就不能渲染出超高分辨率的效果，不利于觀察圖像中精細部分，并且渲染效率低耗時長。尤其是在用戶想要獲得更大的顯示尺寸、更寬的視野、更高的顯示分辨率和更具沖擊力的視覺效果的情形下，會導致GPU(graphicsprocessingunit，圖形顯示卡)運算量成倍增長。上述單臺主機由于自身硬件的計算力和顯示性能有限，而導致的實時或及時渲染無法達到預期效果，以及大尺寸、超高分辨率三維場景渲染帶來的實現較困難的技術問題，已經成為了本領域技術人員亟待解決的技術難題。
技術實現思路
本專利技術實施例中提供了一種基于改進的三維渲染引擎分布式渲染方法及系統，以解決現有技術中單臺主機由于自身硬件計算力和顯示性能有限，而導致的實時或及時渲染無法達到預期效果，以及大尺寸、超高分辨率三維場景渲染難于實現的技術問題。為了解決上述技術問題，本專利技術實施例公開了如下技術方案：本專利技術實施例的第一方面，提供了一種基于改進的三維渲染引擎分布式渲染方法，所述方法包括：通過主控制臺將待渲染數據實時發送給與所述主控制臺相連接的所有渲染節點，所述待渲染數據包括三維模型或視頻圖像數據；所述渲染節點接收所述待渲染數據，并對所述待渲染數據中的每一幀待渲染數據依次進行三維渲染運算、相應得到每一幀的三維圖像數據，同時所述渲染節點每處理完一幀待渲染數據便向所述主控制臺發送幀渲染完畢信號；所述主控制臺判斷是否接收到所有所述渲染節點發送的所述幀渲染完畢信號；當所述主控制臺接收到所有所述渲染節點返回的所述幀渲染完畢信號時，發送顯示指令給所有所述渲染節點，以使所有所述渲染節點同步顯示所述三維圖像數據。優選地，所述方法還包括：所述主控制臺判斷是否接收到渲染節點改變指令；如果接收到渲染節點改變指令，則根據所述渲染節點改變指令重新計算所述渲染節點的位置，得到新的渲染節點組織結構。優選地，所述根據所述渲染節點改變指令重新計算所述渲染節點的位置，包括：根據所述渲染節點改變指令，獲取所述渲染節點的需求數目；根據所述需求數目，對整個渲染屏幕重新進行劃分；根據重新劃分后的所述整個渲染屏幕，計算所述渲染節點在所述整個渲染屏幕中的位置。優選地，所述通過主控制臺將待渲染數據實時發送給與所述主控制臺相連接的所有渲染節點，包括：通過主控制臺獲取采集目標的實時高清圖像；將所述高清圖像進行信號處理、圖形變換、坐標變換和明暗變換，實時生成待渲染數據；通過所述主控制臺將所述待渲染數據發送給與所述主控制臺相連接的所有渲染節點。優選地，所述通過主控制臺將待渲染數據實時發送給與所述主控制臺相連接的所有渲染節點，還包括：所述主控制臺按照待渲染對象中的節點對所述待渲染對象進行劃分，得到待渲染數據；將劃分好的所述待渲染數據分別實時發送給與所述主控制臺相連接的所有渲染節點。優選地，所述渲染節點接收所述待渲染數據之后，還包括：所述渲染節點通過一組模板類模型對所述待渲染數據進行封裝，得到具有八叉樹結構的二進制文件，并加載所述二進制文件；判斷所述二進制文件是否加載成功；如果加載失敗，則直接加載所述待渲染數據。優選地，所述渲染節點接收所述待渲染數據，并對所述待渲染數據中的每一幀數據依次進行三維渲染運算、相應得到每一幀的三維圖像數據，同時所述渲染節點每處理完一幀數據便向所述主控制臺發送幀渲染完畢信號，包括：所述渲染節點將接收完畢的所述待渲染數據中的一幀待渲染數據發送給GPU；所述GPU接收所述一幀待渲染數據，并啟動三維渲染運算，得到一幀三維圖像數據；所述渲染節點判斷是否接收到所述GPU發送的幀渲染完畢信號；當所述渲染節點接收所述GPU發送的幀渲染完畢信號后，從所述GPU中讀取所述一幀三維圖像數據并存入板載內存，同時將所述幀渲染完畢信號發送給所述主控制臺。優選地，所述主控制臺發送顯示指令給所有所述渲染節點，以使所有所述渲染節點同步顯示所述三維圖像數據，包括：所述主控制臺發送顯示指令給所有所述渲染節點；所有所述渲染節點接收到所述顯示指令后，把最新渲染完畢的一幀三維圖像數據輸出顯示；所述渲染節點判斷是否接收到下一個顯示指令；如果接收到下一個顯示指令，則切換到渲染完畢的下一幀三維圖像數據進行輸出顯示。本專利技術實施例的第二方面，提供了一種基于改進的三維渲染引擎分布渲染系統，所述系統包括主控制臺和與所述主控制臺通信連接的渲染節點，其中：所述主控制臺包括控制機和服務器；所述主控制機，用于通過所述服務器將待渲染數據發送所述渲染節點，所述主控制機還用于接收所有所述渲染節點發送的幀渲染完畢信號，當接收到所有所述渲染節點返回的所述幀渲染完畢信號時，便發送顯示指令給所有所述渲染節點；所述渲染節點包括數據顯示器和數據處理器，所述數據顯示器的屏幕分辨率包括4096*2160；所述數據處理器，用于接收所述待渲染數據，并對所述待渲染數據中的每一幀待渲染數據依次進行三維渲染運算、相應得到每一幀的三維圖像數據，同時所述數據處理器每處理完一幀待渲染數據便向所述主控制機發送幀渲染完畢信號；所述數據處理器，還用于接收所述顯示指令，并在所述數據顯示器上同步顯示所述三維圖像數據。優選地，所述主控制機，還用于判斷是否接收到渲染節點改變指令；所述服務器，還用于根據所述渲染節點改變指令重新計算所述渲染節點的位置，得到新的渲染節點組織結構，并重新加載所述新的渲染節點組織結構。由以上技術方案可見，本專利技術實施例提供的一種基于改進的三維渲染引擎分布式渲染方法及系統，通過主控制臺將待渲染數據實時發送給與所述主控制臺相連接的所有渲染節點；所述渲染節點接收所述待渲染數據后，對所述待渲染數據中的每一幀數據依次進行三維渲染運算、相應得到每一幀的三維圖像數據，通過采用各個渲染節點渲染三維模型或者視頻圖像的方法，降低了數據傳輸對系統總線帶寬與CPU處理時間的浪費，提高了整個系統的運行效率。同時，通過設置所述渲染節點每處理完一幀數據便向所述主控制臺發送幀渲染完畢信號，當所述主控制臺接收到所有所述渲染節點返回的所述幀渲染完畢信號時，發送顯示指令給所有所述渲染節點，以使所有所述渲染節點同步顯示所述三維圖像數據，實現了各個渲染節點之間每幀圖像顯示的完全同步，進而保證了渲染系統快速、正確的顯示，在三維圖像的生成、演示及仿真方面有較高的實用價值。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例提供的一種基于改進的三維渲染引擎分布式渲染方法的流程示意圖；圖2為本專利技術實施例提供的渲染節點處理待渲染數據的流程示意圖；圖3為本專利技術實施例提供的改變渲染節點組織結構的渲染方法的流程示意圖；圖4為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于改進的三維渲染引擎分布式渲染方法，其特征在于，包括：通過主控制臺將待渲染數據實時發送給與所述主控制臺相連接的所有渲染節點，所述待渲染數據包括三維模型或視頻圖像數據；所述渲染節點接收所述待渲染數據，并對所述待渲染數據中的每一幀待渲染數據依次進行三維渲染運算、相應得到每一幀的三維圖像數據，同時所述渲染節點每處理完一幀待渲染數據便向所述主控制臺發送幀渲染完畢信號；所述主控制臺判斷是否接收到所有所述渲染節點發送的所述幀渲染完畢信號；當所述主控制臺接收到所有所述渲染節點返回的所述幀渲染完畢信號時，發送顯示指令給所有所述渲染節點，以使所有所述渲染節點同步顯示所述三維圖像數據。

【技術特征摘要】
1.一種基于改進的三維渲染引擎分布式渲染方法，其特征在于，包括：通過主控制臺將待渲染數據實時發送給與所述主控制臺相連接的所有渲染節點，所述待渲染數據包括三維模型或視頻圖像數據；所述渲染節點接收所述待渲染數據，并對所述待渲染數據中的每一幀待渲染數據依次進行三維渲染運算、相應得到每一幀的三維圖像數據，同時所述渲染節點每處理完一幀待渲染數據便向所述主控制臺發送幀渲染完畢信號；所述主控制臺判斷是否接收到所有所述渲染節點發送的所述幀渲染完畢信號；當所述主控制臺接收到所有所述渲染節點返回的所述幀渲染完畢信號時，發送顯示指令給所有所述渲染節點，以使所有所述渲染節點同步顯示所述三維圖像數據。2.根據權利要求1所述的基于改進的三維渲染引擎分布式渲染方法，其特征在于，所述方法還包括：所述主控制臺判斷是否接收到渲染節點改變指令；如果接收到渲染節點改變指令，則根據所述渲染節點改變指令重新計算所述渲染節點的位置，得到新的渲染節點組織結構。3.根據權利要求2所述的基于改進的三維渲染引擎分布式渲染方法，其特征在于，所述根據所述渲染節點改變指令重新計算所述渲染節點的位置，包括：根據所述渲染節點改變指令，獲取所述渲染節點的需求數目；根據所述需求數目，對整個渲染屏幕重新進行劃分；根據重新劃分后的所述整個渲染屏幕，計算所述渲染節點在所述整個渲染屏幕中的位置。4.根據權利要求1所述的基于改進的三維渲染引擎分布式渲染方法，其特征在于，所述通過主控制臺將待渲染數據實時發送給與所述主控制臺相連接的所有渲染節點，包括：通過主控制臺獲取采集目標的實時高清圖像；將所述高清圖像進行信號處理、圖形變換、坐標變換和明暗變換，實時生成待渲染數據；通過所述主控制臺將所述待渲染數據發送給與所述主控制臺相連接的所有渲染節點。5.根據權利要求1所述的基于改進的三維渲染引擎分布式渲染方法，其特征在于，所述通過主控制臺將待渲染數據實時發送給與所述主控制臺相連接的所有渲染節點，包括：所述主控制臺按照待渲染對象中的節點對所述待渲染對象進行劃分，得到待渲染數據；將劃分好的所述待渲染數據分別實時發送給與所述主控制臺相連接的所有渲染節點。6.根據權利要求1所述的基于改進的三維渲染引擎分布式渲染方法，其特征在于，所述渲染節點接收所述待渲染數據之后，還包括：所述渲染節點通過一組模板類模型對所述待渲染數據進行封裝，得到具有八叉樹結構的二進制文件，并加載所述二進制文件；判斷所述二進制文件是否加載成功；如果加載失...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李守強，張永輝，
申請(專利權)人：普聯軟件股份有限公司，
類型：發明
國別省市：山東,37