基于GPU的高真实感集群渲染系统

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随着计算机技术以及图形学技术的日益发展,图形渲染技术已经越来越多地应用到三维仿真,虚拟现实,文物保护等各个领域,尽管图形学的软硬件技术得到了很大的发展,但是单个PC机器仍然无法满足高复杂场景的实时性和高真实感要求。为了解决复杂场景高真实感渲染的实时性问题,本文采用了基于GPU集群的并行渲染技术,具体研究如下:首先,研究和设计了集群环境下基于GPU(Graphic Processing Unit)的实时光线跟踪。充分挖掘了当前GPU并行处理大量数据的能力,在保证渲染的真实感同时,大大提高了渲染的速率。其次,针对Sort-first架构集群渲染系统中普遍存在的负载均衡问题,提出了一种基于PBT树的动态负载均衡策略,该动态负载均衡策略实时地根据场景的变化而动态调整,解决了负载不均衡造成的系统性能无法提升的问题,充分利用了系统资源,提高了系统整体性能。另外,提出了基于GPU的实时图像压缩编解码方法。利用GPU对集群系统各个节点间传输的大量图像数据进行实时压缩,从而减少单位时间数据传输量,提高了系统整体性能。最后,基于以上各项技术,开发了面向大学数字博物馆高真实感文物实时展示的集群渲染系统。
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