面向BIM的分布式渲染系统的研究与设计

发布时间：2023-03-22 18:48

　　近年来,随着计算机图形学的飞速发展,以其为理论基础的渲染技术得到了广泛的应用。然而,对于大规模场景而言,由于其模型对象具有规模大、精度高等特征,受到硬件条件的限制,很难在单机上实现交互级场景渲染。作为应用于工程设计、建造的BIM(Building Information Modeling)数据化场景中,包含多个建筑物模型、钢架结构模型、管线模型等,每个模型都具有复杂且精细的几何信息,几何数据规模普遍偏大,对这类场景进行实时渲染是一个极具挑战的问题。针对问题,本文对大规模场景的实时渲染问题开展研究,尤其针对BIM场景大幅度提高了渲染效率,实现了交互级渲染效果。具体工作如下:(1)基于Master-Slave结构实现了一个基于OpenGL的分布式三维模型渲染框架。针对BIM场景的特殊性,提出一种基于场景内容分布的交互式任务调度策略。该策略通过将BIM模型在内容上按个体划分为单一渲染节点可渲染的子场景,使场景任务平均分配至渲染节点,避免产生负载不均衡问题。主端与从端通过TCP/IP协议来实现分布式渲染的网络连接,当用户交互操作时,这些子场景被调度到渲染节点上进行处理。子场景的渲染结果以及对应...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要工作
    1.4 本文组织结构
第二章 分布式渲染相关技术
    2.1 渲染技术
        2.1.1 底层渲染技术
        2.1.2 渲染管线
        2.1.3 渲染sort分类
        2.1.4 分布式渲染方式分类
    2.2 分布式系统研究
        2.2.1 Hadoop技术
        2.2.2 Spark技术
    2.3 分布式渲染
        2.3.1 本地渲染
        2.3.2 云渲染
    2.4 Boost.Asio网络通信编程
        2.4.1 Boost.Asio
        2.4.2 网络通信I/O编程
    2.5 本章小结
第三章 基于场景内容划分的分布式渲染框架
    3.1 大规模场景渲染
        3.1.1 设计目标
        3.1.2 大规模场景渲染技术
    3.2 分布式渲染框架设计
        3.2.1 子场景任务调度策略
        3.2.2 分布式渲染框架设计
        3.2.3 分布式渲染流程
    3.3 本章小结
第四章 面向BIM的分布式渲染系统中功能模块的设计与实现
    4.1 分布式渲染系统模块组成
    4.2 功能模块设计与实现
        4.2.1 渲染模块
        4.2.2 场景模块
        4.2.3 网络通信模块
        4.2.4 UI模块
        4.2.5 图像压缩
    4.3 本章小结
第五章 系统实现及实验结果分析
    5.1 系统开发环境与实验对象
    5.2 渲染性能对比
        5.2.1 单机渲染
        5.2.2 分布式渲染性能及分析
    5.3 交互性能测试
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3767393