WikiDer > Параллельный рендеринг

Parallel rendering

Параллельный рендеринг (или же распределенный рендеринг) является применением параллельное программирование в вычислительную область компьютерная графика. Рендеринг графика может потребовать огромных вычислительных ресурсов для сложных сцен, возникающих в научная визуализация, медицинская визуализация, CAD приложения и виртуальная реальность. Недавние исследования также показали, что параллельный рендеринг может применяться к мобильные игры для снижения энергопотребления и повышения качества графики.[1] Рендеринг - это смущающе параллельный рабочая нагрузка в нескольких областях (например, пиксели, объекты, кадры) и, следовательно, является предметом многих исследований.

Распределение нагрузки

Есть две, часто конкурирующие, причины использования параллельного рендеринга. Масштабирование производительности позволяет быстрее отображать кадры, в то время как масштабирование данных позволяет визуализировать большие наборы данных. В различных методах распределения нагрузки один тип масштабирования предпочтительнее другого. Также могут быть другие преимущества и недостатки, такие как задержка и Балансировка нагрузки вопросы. Три основных варианта распространения примитивов - это целые кадры, пиксели или объекты (например, треугольные сетки).

Распределение кадров

Каждый процессор может визуализировать весь кадр с другой точки зрения или в определенный момент времени. Кадры, визуализированные с разных точек зрения, могут улучшить качество изображения с помощью сглаживания или добавить такие эффекты, как глубина резкости и трехмерный вывод изображения. Такой подход обеспечивает хорошее масштабирование производительности, но не масштабирование данных.

При параллельном рендеринге последовательных кадров будет задержка для интерактивных сеансов. Задержка между вводом пользователя и отображаемым действием пропорциональна количеству последовательных кадров, визуализируемых параллельно.

Распределение пикселей

Наборы пикселей в пространстве экрана могут быть распределены между процессорами, что часто называется рендерингом с сортировкой.[2]

Распределение чересстрочных строк пикселей дает хорошую балансировку нагрузки, но делает невозможным масштабирование данных. Распределение смежных 2D-плиток пикселей позволяет масштабировать данные путем отбраковки данных с помощью вид усеченной вершины. Однако существуют накладные расходы данных от реплицируемых объектов на границах усеченной пирамиды, и данные должны загружаться динамически при изменении точки обзора. Динамическая балансировка нагрузки также необходима для поддержания масштабирования производительности.

Распределение объектов

Распределение объектов между процессорами часто называют рендерингом последней сортировки.[3] Он обеспечивает хорошее масштабирование данных и может обеспечить хорошее масштабирование производительности, но требует, чтобы промежуточные изображения от узлов обработки были альфа-композиция для создания окончательного изображения. По мере увеличения разрешения изображения накладные расходы на альфа-композитинг также растут.

Схема балансировки нагрузки также необходима для поддержания производительности независимо от условий просмотра. Это может быть достигнуто путем чрезмерного разделения пространства объекта и назначения нескольких частей каждому блоку обработки случайным образом, однако это увеличивает количество этапов альфа-компоновки, необходимых для создания окончательного изображения. Другой вариант - назначить непрерывный блок каждому процессору и обновлять его динамически, но для этого требуется динамическая загрузка данных.

Гибридное распространение

Различные типы распределений можно комбинировать разными способами. Пара последовательных кадров может визуализироваться параллельно, а также параллельно визуализировать каждый из этих отдельных кадров с использованием распределения пикселей или объектов. Распределение объектов может пытаться минимизировать их перекрытие в пространстве экрана, чтобы снизить затраты на альфа-композицию, или даже использовать распределение пикселей для визуализации частей пространства объекта.

Приложения с открытым исходным кодом

Программный пакет с открытым исходным кодом Хром предоставляет механизм параллельного рендеринга для существующих приложений. Он перехватывает OpenGL вызывает и обрабатывает их, как правило, для отправки в несколько единиц рендеринга, управляющих витрина.

Эквалайзер - это рендеринг с открытым исходным кодом фреймворк и система управления ресурсами для многотрубных приложений. Эквалайзер обеспечивает API для написания параллельных масштабируемых приложений визуализации, которые настраиваются во время выполнения сервером ресурсов.[4]

OpenSG это открытый исходный код граф система, которая обеспечивает возможности параллельного рендеринга, особенно на кластерах. Он скрывает сложность параллельного многопоточный и кластеризованные приложения, а также поддерживает рендеринг как с сортировкой, так и с последней.[5]

Golem - это открытый исходный код децентрализованное приложение используется для параллельных вычислений, которые в настоящее время работают с рендерингом в Блендер и планирует использовать больше.[6]

Смотрите также

Концепции
Реализации

Рекомендации

  1. ^ Wu, C .; Ян, Б .; Zhu, W .; Чжан, Ю. (2017). «К высокой производительности мобильных графических процессоров за счет разгрузки совместной рабочей нагрузки». Транзакции IEEE в параллельных и распределенных системах. PP (99): 435–449. Дои:10.1109 / tpds.2017.2754482. ISSN 1045-9219.
  2. ^ Мольнар С., М. Кокс, Д. Эллсуорт и Х. Фукс. «Сортировочная классификация параллельной визуализации. » IEEE Computer Graphics and Algorithms, страницы 23-32, июль 1994.
  3. ^ Мольнар С., М. Кокс, Д. Эллсворт и Х. Фукс. «Сортировочная классификация параллельной визуализации. » IEEE Computer Graphics and Algorithms, страницы 23-32, июль 1994.
  4. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2008-05-11. Получено 2020-04-30.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  5. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2017-08-06. Получено 2020-04-30.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  6. ^ https://golem.network

внешняя ссылка