[发明专利]基于对等运算集群的分布式渲染方法及其渲染系统

说明书

技术领域

本发明涉及分布式的图形渲染，尤其涉及基于对等运算集群的分布式CAD图形系统渲染，提供了CAD高质量及复杂场景的渲染方法。发明的应用领域主要在复杂建筑场景效果图，三维影像制作等等方面应用。

背景技术

首先介绍一下公知的光子追踪渲染技术。光子追踪渲染技术是近年发展起来的一种新的全局光照算法。依据光子映射对实体物体的渲染，将其扩展到对包含参与介质的场景的渲染，为此提出了两种渲染算法。一种是光子从光源发射，并使用光子追踪来构造体渲染效果图；另一种是从视点出发向场景中发射光线，使用光线追踪来进行渲染，得到渲染效果图。如：V-Ray，Mental-Ray均属于光子追踪单机渲染引挚。V-Ray是由chaosgroup和asgvis公司出品，在中国由曼恒公司负责推广的一款高质量渲染软件。Mental Ray是德国MentalImages公司的渲染器。

下面简要介绍一下分布式处理技术。分布式处理技术是一种把需要进行大量计算的工程数据分割成小块，由多台计算机分别计算，在上传运算结果后，将结果统一合并得出数据结论的技术。

再有，DES是Data Encryption Standard(数据加密标准)的缩写。它是由IBM公司研制的一种加密算法，美国国家标准局于1977年公布把它作为非机要部门使用的数据加密标准。在本发明的优选实施方式中，将会使用此算法对渲染数据进行加密。

还有，RSA加密算法是一种非对称加密算法。在本发明的优选实施方式中，将会使用此算法对DES密钥进行信封传递。

发明内容

本发明将单机渲染使用成熟的光子追踪技术进行渲染，借鉴了分布式计算技术，发明了对等运算集群的分布式渲染引挚，简称RenderK。

本发明的目的是，根据现有的分布式运算技术以及光子追踪渲染技术，解决复杂场景下渲染速度慢的问题，从而在复杂场景情况下也能高效地得到影片级效果。

按照本发明的一个方面，提供了一种分布式渲染方法，所述渲染方法包括以下步骤：(1)组建渲染运算集群；和(2)利用所组建的渲染运算集群进行分布式渲染。

其中，所述组建渲染运算集群包括如下步骤：

(1-a)渲染终端启动渲染端口服务，用于接受客户端发过来的渲染任务；

(1-b)渲染终端查寻自身的硬件信息；

(1-c)渲染终端将自身的硬件信息对本网段内所有终端进行广播；

(1-d)接收到所述硬件信息的终端，向所述渲染终端回应该终端的硬件信息，同时将接收到的所述渲染终端的硬件信息加入到集群终端列表中；和

(1-e)当所述渲染终端接收到所述终端的硬件信息时，将所述终端的硬件信息加入到集群终端列表中；

所述利用所组建的渲染运算集群进行分布式渲染包括如下步骤：

(2-a)根终端接受渲染任务并对渲染任务进行分解，该根终端即为所述渲染终端；

(2-b)根终端向下层的中继终端发送渲染任务，中继终端接收上层终端的请求并将上层终端的渲染任务再派发给更下层的叶子终端，如果渲染目标区大于2×2像素，则接收到渲染任务的根终端/中继终端继续对渲染任务进行分解并且向下层的中继终端/叶子终端发送任务请求；如果渲染目标区小于或等于2×2像素，则接收到渲染任务的叶子终端执行渲染并将渲染结果返回给发出任务请求的上层的中继终端；

(2-c)接收到渲染结果的中继终端将所接收到的所有渲染结果进行合并并且将合并结果返回给根终端，直到根终端接收到最终的合并结果；和

(2-d)根终端将接收到最终的合并结果和派发的渲染任务进行合并，得到最终结果。

优选地，所述根终端对渲染任务进行分解包括：基于渲染目标的分辨率，按四叉树将渲染任务分解为四个渲染目标区，每个渲染目标区组成一个渲染任务。

优选地，所述渲染目标区分解为左上区，右上区，右下区，左下区的四个子区域。

优选地，所述中继终端为至少一个中继终端。

优选地，所述渲染方法此外还包括：渲染任务取消、和渲染任务重复请求的步骤。注意，此处的渲染任务取消步骤和渲染任务重复请求步骤实际上可以发生在接收到渲染任务之后的任何时刻。

优选地，所述渲染任务取消步骤包括：当接收到任务的终端接收到来自发出任务的终端的任务取消指令后，所述接收到任务的终端要将渲染任务取消，同时，所述接收到任务的终端通知其下层终端取消任务；当同一个渲染任务派发给多个终端处理后，只要有一个终端返回结果，则接收到返回结果的终端就通知其它处理相同任务的终端取消渲染任务。