基于嵌入式Linux图形渲染系统的研究与实现

发布时间：2017-10-23 20:16

  本文关键词：基于嵌入式Linux图形渲染系统的研究与实现

  更多相关文章： 三维图形渲染 集群渲染 嵌入式Linux ARM Blender

【摘要】：三维图形渲染是影视动漫制作过程中的关键环节,需要进行海量的数据计算,极其耗时,一直是3D动画制作领域的难题。为了提高渲染速度,国内外普遍采用的是将渲染技术与计算机集群技术相结合的集群渲染系统。然而,对于小型动漫企业或工作室而言,构建一个具有商业渲染能力的集群渲染系统,不仅需要在软件和硬件等方面投入大量成本,而且还要考虑集群对场地空间的需求、前期搭建和后期维护对高端的技术支持方面的要求。为了提高渲染效率、节省集群成本,以ARM架构处理器为硬件核心、开源软件Blender为渲染引擎、嵌入式Linux为操作系统,对集群渲染系统进行了研究。首先利用开发板和Android设备作为渲染节点,实现了基于异构ARM平台的集群渲染系统。然后,基于A80处理器和Debian系统,从硬件和软件两方面设计一个图形渲染专用的ARM平台。使用Blender软件制作3D模型,对集群系统和图形渲染平台分别进行了渲染测试。结果表明嵌入式平台同样能集群渲染,其效率与渲染节点的性能和数量大致成正比例关系。最后,从场景配置、负载均衡和节能控制等方面给出简洁的嵌入式集群渲染系统的优化方案。相比于传统PC构建的集群渲染系统,本文提出的嵌入式集群渲染系统实现简单、成本低、占用空间小,并且具有较高的性能／功耗比和良好的可扩展性。另外,精简后的ARM图形渲染平台单机渲染性能提升10%左右,可应用于搭建基于该平台的同构集群系统,进一步提高渲染速度。
【关键词】：三维图形渲染 集群渲染 嵌入式Linux ARM Blender
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP317.4;TP316.81
【目录】：

• 学位论文的主要剑新点3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 3D图形渲染9-10
• 1.2.2 嵌入式系统10-12
• 1.3 论文的主要研究内容12-14
• 第二章 系统整体方案设计14-20
• 2.1 集群渲染基本理论14-17
• 2.1.1 渲染14
• 2.1.2 集群及其种类14-15
• 2.1.3 集群渲染系统概述15-17
• 2.2 嵌入式集群渲染系统的功能需求17
• 2.3 系统的硬件架构设计方案17-18
• 2.4 系统的软件设计方案18-19
• 2.5 本章小结19-20
• 第三章 嵌入式集群渲染系统的研究与实现20-32
• 3.1 集群设备简介20
• 3.2 渲染节点的系统部署20-23
• 3.2.1 开发板21
• 3.2.2 智能设备21-23
• 3.3 集群渲染环境搭建23-26
• 3.3.1 SSH远程登录配置23-24
• 3.3.2 渲染测试环境搭建与配置24-26
• 3.4 渲染测试与结果分析26-31
• 3.4.1 3D模型制作26-28
• 3.4.2 渲染测试及其结果分析28-31
• 3.5 本章小结31-32
• 第四章 ARM架构图形渲染平台的设计与实现32-54
• 4.1 硬件平台设计32-41
• 4.1.1 硬件整体结构设计33
• 4.1.2 A80处理器简介33-35
• 4.1.3 存储器模块35-37
• 4.1.4 网络模块37-39
• 4.1.5 电源模块39-40
• 4.1.6 处理器系统部分40-41
• 4.2 软件平台设计41-52
• 4.2.1 交叉编译环境搭建41-42
• 4.2.2 U-Boot移植42-44
• 4.2.3 Linux内核移植44-48
• 4.2.4 根文件系统制作48-50
• 4.2.5 系统文件的烧写50-51
• 4.2.6 渲染软件编译与安装51-52
• 4.3 ARM平台性能测试52-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第五章 嵌入式集群渲染系统的优化研究54-64
• 5.1 Blender工程文件配置54-55
• 5.2 硬件方面的优化55-56
• 5.3 负载均衡与节能控制56-63
• 5.3.1 负载均衡56-59
• 5.3.2 节能控制59-62
• 5.3.3 效果测试62-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 6.1 内容总结64-65
• 6.2 工作展望65-66
• 参考文献66-70
• 发表论文和参加科研情况说明70-72
• 致谢72

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本文编号：1085177