一种高度并行的多任务并行绘制系统结构

万方数据

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６６计算技术与自动化２００６年９月以有图形卡资源，也可以没有图形显卡资源，这将

给搭建系统提供更多的选择，能够适合于同构系统，也适用于异构系统。可以将多个廉价的具有计算能力而无图形显卡的计算机纳入该系统，分担一部分计算任务，当然，服务节点的合成开销将随之呈现线性增长；如果根据总共花费的几何计算时间Ｃ和绘制时间Ｒ的比例，相应地增加绘制节点数

ｒ、Ｄ目，保持两者合适的比例关系（Ｍ：Ｎ），使号≈等，

』ｙ』』Ｙ

那么两者的值越接近，越能保持所有处理机处于忙碌状态，将能得到较流畅的图形绘制流水线，可获得最少的并行绘制时间，这样能充分利用计算资源和图形绘制资源，达到良好的负载平衡效果。

４实验结果

本文提出的多任务多屏幕并行图形绘制系统在以下实验环境下进行测试：

运行环境的集群有５个节点，每个节点拥有两颗Ｉｎｔｅｌｘｅｏｎ２．４ＧＣＰｕ、１Ｇ内存、ｎＶｉｄｉａ显卡，操作系统为ＲｅｄＨａｔ９．０Ｌｉｎｕｘ，节点间采用１Ｇｂｉｔ／Ｓ网络连接，其中４个节点连接显示屏幕，可拼接显示２×２的投影屏幕。实验使用ＯｐｅｎＧＬ编写的小型程序模拟三维复杂场景，其绘制结果图示如图２如下：

图２实验结果图示

实验中的四个ＯｐｅｎＧＬ应用程序进程在各自的应用节点上完成并行几何计算，其中一个节点专门计算背景图形，其它节点计算场景中的几何实体对象；然后对几何计算的结果按照屏幕区域进行划分，将各自对应的一小块结果数据发送到对应于屏幕区域的服务节点上，进行并行合成并绘制出图形；最后，在显示屏幕上拼接显示整个三维场景。同时，在控制节点输入鼠标和键盘事件，对应用节点的进程发送消息，控制物体的位置和状态及场景的视点变换，能对整个场景进行实时交互。５总结

本文提出一种高度并行的多任务多屏幕的并行图形绘制系统的体系结构，主要实现了图形任务的并行化处理功能和多屏幕拼接显示效果。该系统结构将几何计算任务与图形绘制任务相分离，分别进行并行化处理，几何计算时间开销和图形绘制时间开销可分别由多个应用节点和服务节点分担，具有良好的并行效率和可扩展性，能够充分利用系统的并行计算资源，达到较好的绘制效果。通过设置适合的几何计算节点和图形绘制节点的比例，将能得到较流畅的图形绘制流水线，达到较好的负载平衡效果。该系统的结构清晰，各个处理模块相对独立，能够灵活高效地完成绘制任务，既能够适合于同构系统，又适用于异构系统。

下一步的主要研究方向是进一步研究如何实现较细粒度的任务划分策略，及在大规模复杂场景下动态实现任务的再划分和实现动态负载平衡。

参考文献

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