基于ACE框架的局域网渲染集群系统的研究与实现

发布时间：2017-08-10 23:21

  本文关键词：基于ACE框架的局域网渲染集群系统的研究与实现

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【摘要】：采用光线跟踪算法生成的家装效果图是用户体验家装设计效果最有效的手段。为了提高渲染速度,可以提升渲染机器的性能或者使用云渲染服务,但是前者的提升空间有限,后者的渲染成本比较高。目前国内中小型家装公司或室内设计工作室普遍配置有几台或者几十台电脑,如果能利用这些电脑资源并行计算,快速地生成效果图,就能在不增加成本的前提下大大提升渲染效率,具有很好的市场前景。本课题就是研究使用公司中的闲置电脑资源,采用基于ACE框架的局域网渲染集群系统对渲染过程进行并行加速,从而达到在不增加硬件投入的前提下显著提高渲染速度,快速生成高质量效果图的目标。本文的主要工作如下：1、本文首先介绍了ACE框架、ACE Socket封装器和ACE Reactor模式的知识；针对传统的Socket API具有容易出错、接口不统一等缺点,本系统使用ACE Socket封装器作为网络开发的工具,简化网络编程的细节；为了使客户端能在一个线程内同时处理多个socket(即多个服务器)的I/O请求,实现高性能的I/O操作,在系统中使用了ACE提供的Reactor框架作为系统的I/O调度策略,在客户端只要创建一个工作线程即可实现与多个服务器的稳定高效通信,从而有效的加快了系统的反应速度。2、本系统的渲染集群是由公司中的现有电脑资源所组成,这些电脑的硬件配置各不相同；为了合理的分配渲染任务,充分的利用集群中各个机器的资源,实现渲染效率的最大化,研究了基于动静结合策略的负载均衡算法,该算法按照各机器的实际计算能力以及当前负载情况计算各机器的渲染权值,根据权值分配渲染任务,从而保证各个渲染节点渲染过程基本同步。3、为了加快渲染文件的生成、传输,使用了SQLite数据库对渲染文件进行统一管理。在文件传输或者生成之前首先先查询数据库,避免文件的重复生成或者重复接收,以获得更好的用户体验。4、将局域网渲染集群系统融合到赞云家装设计软件中,使设计师能够按照业主户型设计装修方案,体验家装整体搭配效果,快速获得家装效果图,及时与业主互动调整装修方案。本项目从两个方面对渲染系统进行了广泛测试：一是将该系统与本地渲染、云渲染服务进行渲染时间测试比较,二是对系统中使用的负载均衡策略进行测试。测试结果验证了渲染系统的有效性和可靠性。
【关键词】：ACE 渲染 集群系统
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU241;TP311.52
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 ACE及集群系统的研究现状11-12
• 1.3 本课题研究的内容及意义12-13
• 1.4 论文的结构13-14
• 第二章 ACE框架方案选择14-24
• 2.1 ACE框架概述14-18
• 2.1.1 ACE框架结构14-18
• 2.1.2 ACE框架优势18
• 2.2 ACE Socket的优势18-20
• 2.2.1 Socket API概述及局限性18-19
• 2.2.2 ACE Socket封装器19-20
• 2.3 Reactor模式综述20-23
• 2.3.1 Reactor模式优势及选择20-21
• 2.3.2 Reactor框架介绍21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 局域网渲染集群系统的需求与总体设计24-34
• 3.1 局域网渲染集群系统概述24
• 3.2 局域网渲染集群系统的需求分析24-25
• 3.2.1 系统服务器端需求分析24-25
• 3.2.2 系统客户端需求分析25
• 3.3 局域网渲染集群系统的运行流程设计25-26
• 3.4 系统的总体设计26-32
• 3.5 本章小结32-34
• 第四章 局域网渲染集群系统的详细设计与实现34-56
• 4.1 连接管理模块34-42
• 4.1.1 服务器端连接管理模块34-40
• 4.1.2 客户端连接管理模块40-42
• 4.2 网络通信模块42-46
• 4.2.1 传输协议制定43-44
• 4.2.2 文件收发设计44-46
• 4.3 数据库的设计46-49
• 4.3.1 SQLite数据库介绍46-47
• 4.3.2 使用数据表结构及数据表的使用47-49
• 4.4 负载均衡技术49-54
• 4.4.1 负载均衡综述49
• 4.4.2 负载均衡算法描述49-50
• 4.4.3 负载均衡算法的具体实现50-54
• 4.5 系统开发平台54-55
• 4.6 本章小结55-56
• 第五章 局域网集群渲染系统实例56-66
• 5.1 V-life软件简介56
• 5.2 本课题系统在V-life家装设计软件中的应用56-60
• 5.2.1 实验环境56-57
• 5.2.2 方案实现过程57-60
• 5.3 局域网集群系统测试与负载均衡算法的测试60-64
• 5.4 本章小结64-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 6.1 工作总结66
• 6.2 未来展望66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-72
• 作者简介72
• 攻读硕士学位期间发表的论文72

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本文编号：653186