基于VR的虚拟现实模型优化研究

虚拟现实仿 真的实时性 要求需 要有强 大的硬 件和多处 理
器任务分部 的支持 。同时 ，模型 的输 出率 （ 新率） 取决 于 刷 Ｖ Ｒ引擎系统结构 的设计 。通 常系统 结构设计 围绕绘制流水线
电脑编程技巧与维护
基于 Ｖ Ｒ的虚拟现实模型优 化研 究
李 凌
（ 辽宁工程技术大学 ，阜新 １３ ０ ） ２ ００ 摘 要： 分析 了影响模 型输 出的 ３种原 因：硬件 、图形 处理卡和模型表 面构成 。以 “ 绘制流水线”理论 为基础 ，分
析了Ｖ Ｒ系统结构 的设计方 法，重点研 究了绘制流水线上应 用程序 阶段 、几何 阶段 、光栅化 阶段产 生瓶 颈的原 因以
（） 光栅化 阶段 ：这是 图形流水 线 的最 后一个 阶段 。这 ３ 个 阶段把几何 阶段输 出的顶点信息转 换视频 显示器 需要 的像 素信 息 ，并采 用反走样 的方式 ，把像 素细分 成子像 素区域并
指定 颜色 。子 像素的颜 色被累加起 来 ，以确定显示 像素 的最 终颜 色中 Ｒ、Ｇ和 Ｂ所 占百分 比。使用的子像素越多 ，光栅化 阶段 的计算量越大 ，得 到的质量就越好 。
１ 引言
Ｖ Ｒ虚拟 现实 系统工 作时 ，经 常 出现 系统工 作失 调 的现 象 ，造 成输 出模型延 迟 ，帧刷新 过慢 ，即系统 中 出现瓶 颈 。
瓶颈 的产生 主要有 以下几 种 因素 ：首先 ，计 算机硬件 起着 决
第一 阶段
第二阶段
第三阶段
定 的因素。通常 ，将计算 机硬件称 之为 “ Ｒ引擎” Ｖ 。它是 指 从单个计算 机到支持给定仿 真的并通 过 网络互连在一 起 的计
算机群 。Ｖ Ｒ引擎是任何 Ｖ Ｒ系统 的关键 部分 。它从输入设 备
图 １图形 绘 制 流 水 线 的 ３个 阶 段
（） 几何处理 阶段 ：此 阶段可 以通过 软件和硬 件的两种 ２ 渠道 ，实现接收应 用程序 Biblioteka Baidu段反馈 回来的结果。
读取数据 ，访 问与任务相关 的数据 库 ，执 行任务要 求 的实 时 计算 ，从而 实时更新虚拟世 界的状态 ，并把 结果反馈 给输 出 显示设备 ［ １ 】 。其次 ，图形卡处理 不同模 型表面形状 的速度 也
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２２ 结构 优 化 ．
２ 结构体 系
２１ 结 构设 计 ．
ｖ Ｒ系统结构基 于图形流 水线设计 只是一种 理想 的假 设 ， 流水 线每阶段 的输入速 度都非常匹配 。也就是说 ＦＦ （ ＩＯ 先进 先 出）缓 冲区永远不会 为空。事实上 ，３ 阶段 中最 慢的那个 个 阶段会处 于 １０ ０ ％的运行状态 ，从而限制 了整个流水线 的口吐 率 ，这一 阶段 称为瓶颈 阶段 。流水线 瓶颈决 不仅仅 局限于应 用程序 阶段。对一个给定 的 Ｃ Ｕ和图形加速卡 ，如果减少场 Ｐ 景 中光源 的数 目，同时增 加图像帧 的刷新率 ，则瓶 颈会 出现
解 决瓶 颈 的优 化 方 法 ，讨 论 了加 快 模 型 输 出的 方 法 。
关 键 词 ： 虚 拟 现 实 ； 颈 ９ 水 线 ； 化 瓶 ’ 流 优
Ｓ ｕ ｙｏ ｉ ｚｔ ｎ ｉ ｄ ｌ ｇＢａ ｅ ｎ ＶＲ ｔｄ ｆＯｐｔ ａｉ Ｍｏ ｅｉ ｓ ｄ ｏ ｍｌ ｏ ｎ ｎ
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是不 同的。最后 ，模型本 身表面 的结构也会 在很在 程度上 影 响输 出效率 。为 了排 除 Ｖ Ｒ系统输 出模 型时存在 的不 利因素 ， 提出从加强 Ｖ Ｒ引擎体系结构人手 ，以 “ 绘制 流水 线”理论 为 基础 ，讨论 如何加快模 型输 出的方 法 ；在 此基础上 ，探索 了 图形绘制流水线的优化方法 。