本文關鍵詞：基于ACE框架的局域網渲染集群系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

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【摘要】：采用光線跟蹤算法生成的家裝效果圖是用戶體驗家裝設計效果最有效的手段。為了提高渲染速度,可以提升渲染機器的性能或者使用云渲染服務,但是前者的提升空間有限,后者的渲染成本比較高。目前國內中小型家裝公司或室內設計工作室普遍配置有幾臺或者幾十臺電腦,如果能利用這些電腦資源并行計算,快速地生成效果圖,就能在不增加成本的前提下大大提升渲染效率,具有很好的市場前景。本課題就是研究使用公司中的閑置電腦資源,采用基于ACE框架的局域網渲染集群系統(tǒng)對渲染過程進行并行加速,從而達到在不增加硬件投入的前提下顯著提高渲染速度,快速生成高質量效果圖的目標。本文的主要工作如下：1、本文首先介紹了ACE框架、ACE Socket封裝器和ACE Reactor模式的知識；針對傳統(tǒng)的Socket API具有容易出錯、接口不統(tǒng)一等缺點,本系統(tǒng)使用ACE Socket封裝器作為網絡開發(fā)的工具,簡化網絡編程的細節(jié)；為了使客戶端能在一個線程內同時處理多個socket(即多個服務器)的I/O請求,實現(xiàn)高性能的I/O操作,在系統(tǒng)中使用了ACE提供的Reactor框架作為系統(tǒng)的I/O調度策略,在客戶端只要創(chuàng)建一個工作線程即可實現(xiàn)與多個服務器的穩(wěn)定高效通信,從而有效的加快了系統(tǒng)的反應速度。2、本系統(tǒng)的渲染集群是由公司中的現(xiàn)有電腦資源所組成,這些電腦的硬件配置各不相同；為了合理的分配渲染任務,充分的利用集群中各個機器的資源,實現(xiàn)渲染效率的最大化,研究了基于動靜結合策略的負載均衡算法,該算法按照各機器的實際計算能力以及當前負載情況計算各機器的渲染權值,根據權值分配渲染任務,從而保證各個渲染節(jié)點渲染過程基本同步。3、為了加快渲染文件的生成、傳輸,使用了SQLite數(shù)據庫對渲染文件進行統(tǒng)一管理。在文件傳輸或者生成之前首先先查詢數(shù)據庫,避免文件的重復生成或者重復接收,以獲得更好的用戶體驗。4、將局域網渲染集群系統(tǒng)融合到贊云家裝設計軟件中,使設計師能夠按照業(yè)主戶型設計裝修方案,體驗家裝整體搭配效果,快速獲得家裝效果圖,及時與業(yè)主互動調整裝修方案。本項目從兩個方面對渲染系統(tǒng)進行了廣泛測試：一是將該系統(tǒng)與本地渲染、云渲染服務進行渲染時間測試比較,二是對系統(tǒng)中使用的負載均衡策略進行測試。測試結果驗證了渲染系統(tǒng)的有效性和可靠性。
【關鍵詞】：ACE 渲染 集群系統(tǒng)
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU241;TP311.52
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 ACE及集群系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本課題研究的內容及意義12-13
• 1.4 論文的結構13-14
• 第二章 ACE框架方案選擇14-24
• 2.1 ACE框架概述14-18
• 2.1.1 ACE框架結構14-18
• 2.1.2 ACE框架優(yōu)勢18
• 2.2 ACE Socket的優(yōu)勢18-20
• 2.2.1 Socket API概述及局限性18-19
• 2.2.2 ACE Socket封裝器19-20
• 2.3 Reactor模式綜述20-23
• 2.3.1 Reactor模式優(yōu)勢及選擇20-21
• 2.3.2 Reactor框架介紹21-23
• 2.4 本章小結23-24
• 第三章 局域網渲染集群系統(tǒng)的需求與總體設計24-34
• 3.1 局域網渲染集群系統(tǒng)概述24
• 3.2 局域網渲染集群系統(tǒng)的需求分析24-25
• 3.2.1 系統(tǒng)服務器端需求分析24-25
• 3.2.2 系統(tǒng)客戶端需求分析25
• 3.3 局域網渲染集群系統(tǒng)的運行流程設計25-26
• 3.4 系統(tǒng)的總體設計26-32
• 3.5 本章小結32-34
• 第四章 局域網渲染集群系統(tǒng)的詳細設計與實現(xiàn)34-56
• 4.1 連接管理模塊34-42
• 4.1.1 服務器端連接管理模塊34-40
• 4.1.2 客戶端連接管理模塊40-42
• 4.2 網絡通信模塊42-46
• 4.2.1 傳輸協(xié)議制定43-44
• 4.2.2 文件收發(fā)設計44-46
• 4.3 數(shù)據庫的設計46-49
• 4.3.1 SQLite數(shù)據庫介紹46-47
• 4.3.2 使用數(shù)據表結構及數(shù)據表的使用47-49
• 4.4 負載均衡技術49-54
• 4.4.1 負載均衡綜述49
• 4.4.2 負載均衡算法描述49-50
• 4.4.3 負載均衡算法的具體實現(xiàn)50-54
• 4.5 系統(tǒng)開發(fā)平臺54-55
• 4.6 本章小結55-56
• 第五章 局域網集群渲染系統(tǒng)實例56-66
• 5.1 V-life軟件簡介56
• 5.2 本課題系統(tǒng)在V-life家裝設計軟件中的應用56-60
• 5.2.1 實驗環(huán)境56-57
• 5.2.2 方案實現(xiàn)過程57-60
• 5.3 局域網集群系統(tǒng)測試與負載均衡算法的測試60-64
• 5.4 本章小結64-66
• 第六章 總結與展望66-68
• 6.1 工作總結66
• 6.2 未來展望66-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-72
• 作者簡介72
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文72

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