本文關(guān)鍵詞：基于嵌入式Linux圖形渲染系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

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【摘要】：三維圖形渲染是影視動漫制作過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),需要進行海量的數(shù)據(jù)計算,極其耗時,一直是3D動畫制作領(lǐng)域的難題。為了提高渲染速度,國內(nèi)外普遍采用的是將渲染技術(shù)與計算機集群技術(shù)相結(jié)合的集群渲染系統(tǒng)。然而,對于小型動漫企業(yè)或工作室而言,構(gòu)建一個具有商業(yè)渲染能力的集群渲染系統(tǒng),不僅需要在軟件和硬件等方面投入大量成本,而且還要考慮集群對場地空間的需求、前期搭建和后期維護對高端的技術(shù)支持方面的要求。為了提高渲染效率、節(jié)省集群成本,以ARM架構(gòu)處理器為硬件核心、開源軟件Blender為渲染引擎、嵌入式Linux為操作系統(tǒng),對集群渲染系統(tǒng)進行了研究。首先利用開發(fā)板和Android設(shè)備作為渲染節(jié)點,實現(xiàn)了基于異構(gòu)ARM平臺的集群渲染系統(tǒng)。然后,基于A80處理器和Debian系統(tǒng),從硬件和軟件兩方面設(shè)計一個圖形渲染專用的ARM平臺。使用Blender軟件制作3D模型,對集群系統(tǒng)和圖形渲染平臺分別進行了渲染測試。結(jié)果表明嵌入式平臺同樣能集群渲染,其效率與渲染節(jié)點的性能和數(shù)量大致成正比例關(guān)系。最后,從場景配置、負(fù)載均衡和節(jié)能控制等方面給出簡潔的嵌入式集群渲染系統(tǒng)的優(yōu)化方案。相比于傳統(tǒng)PC構(gòu)建的集群渲染系統(tǒng),本文提出的嵌入式集群渲染系統(tǒng)實現(xiàn)簡單、成本低、占用空間小,并且具有較高的性能／功耗比和良好的可擴展性。另外,精簡后的ARM圖形渲染平臺單機渲染性能提升10%左右,可應(yīng)用于搭建基于該平臺的同構(gòu)集群系統(tǒng),進一步提高渲染速度。
【關(guān)鍵詞】：三維圖形渲染 集群渲染 嵌入式Linux ARM Blender
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP317.4;TP316.81
【目錄】：

• 學(xué)位論文的主要劍新點3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 3D圖形渲染9-10
• 1.2.2 嵌入式系統(tǒng)10-12
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容12-14
• 第二章 系統(tǒng)整體方案設(shè)計14-20
• 2.1 集群渲染基本理論14-17
• 2.1.1 渲染14
• 2.1.2 集群及其種類14-15
• 2.1.3 集群渲染系統(tǒng)概述15-17
• 2.2 嵌入式集群渲染系統(tǒng)的功能需求17
• 2.3 系統(tǒng)的硬件架構(gòu)設(shè)計方案17-18
• 2.4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計方案18-19
• 2.5 本章小結(jié)19-20
• 第三章 嵌入式集群渲染系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)20-32
• 3.1 集群設(shè)備簡介20
• 3.2 渲染節(jié)點的系統(tǒng)部署20-23
• 3.2.1 開發(fā)板21
• 3.2.2 智能設(shè)備21-23
• 3.3 集群渲染環(huán)境搭建23-26
• 3.3.1 SSH遠程登錄配置23-24
• 3.3.2 渲染測試環(huán)境搭建與配置24-26
• 3.4 渲染測試與結(jié)果分析26-31
• 3.4.1 3D模型制作26-28
• 3.4.2 渲染測試及其結(jié)果分析28-31
• 3.5 本章小結(jié)31-32
• 第四章 ARM架構(gòu)圖形渲染平臺的設(shè)計與實現(xiàn)32-54
• 4.1 硬件平臺設(shè)計32-41
• 4.1.1 硬件整體結(jié)構(gòu)設(shè)計33
• 4.1.2 A80處理器簡介33-35
• 4.1.3 存儲器模塊35-37
• 4.1.4 網(wǎng)絡(luò)模塊37-39
• 4.1.5 電源模塊39-40
• 4.1.6 處理器系統(tǒng)部分40-41
• 4.2 軟件平臺設(shè)計41-52
• 4.2.1 交叉編譯環(huán)境搭建41-42
• 4.2.2 U-Boot移植42-44
• 4.2.3 Linux內(nèi)核移植44-48
• 4.2.4 根文件系統(tǒng)制作48-50
• 4.2.5 系統(tǒng)文件的燒寫50-51
• 4.2.6 渲染軟件編譯與安裝51-52
• 4.3 ARM平臺性能測試52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 嵌入式集群渲染系統(tǒng)的優(yōu)化研究54-64
• 5.1 Blender工程文件配置54-55
• 5.2 硬件方面的優(yōu)化55-56
• 5.3 負(fù)載均衡與節(jié)能控制56-63
• 5.3.1 負(fù)載均衡56-59
• 5.3.2 節(jié)能控制59-62
• 5.3.3 效果測試62-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 內(nèi)容總結(jié)64-65
• 6.2 工作展望65-66
• 參考文獻66-70
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明70-72
• 致謝72

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本文編號：1085177