空间电磁环境的多GPU并行渲染系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113592996A(43)申请公布日2021.11.02(21)申请号202110740890.X(22)申请日2021.06.30(71)申请人中国人民解放军63891部队地址471000河南省洛阳市洛龙区瀛洲路关林路交叉口(72)发明人刘镇瑜杨英科霍烁烁赵文杰陈磊燕明亮李咏晋谢婷婷张会宋磊李子时(74)专利代理机构洛阳市凯旋专利事务所(普通合伙)41112代理人林志坚(51)Int.Cl.G06T15/08(2011.01)G06T19/20(2011.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称空间电磁环境的多GPU并行渲染系统及方法(57)摘要本发明公开一种空间电磁环境的多GPU并行渲染系统，其包括：至少一个物理机，每个物理机上安装有至少一个用于进行渲染操作的GPU模块；GPU代理模块，安装在每个物理机上，用于识别物理机上GPU模块的配置、标识符，设置GPU模块的工作状态、参数，给GPU模块分配渲染任务，收集渲染结果；GPU虚拟服务器，用于管理GPU代理的数量、状态、可用资源，分发渲染任务、渲染参数，收集并融合渲染结果，支持GPU代理模块的动态添加、删除；电磁环境渲染模块，用于设置渲染参数，生成各个辐射源的电磁场及其坐标变换矩阵；通信总线，用于进行GPU代理模块、GPU虚拟服务器和电磁环境渲染模块之间的相互连接。本发明能够加速空间电磁环境渲染工作，无需改变硬件结构，扩展性强。CN113592996ACN113592996A权利要求书1/1页1.一种空间电磁环境的多GPU并行渲染系统，其特征是：其包括：至少一个物理机，每个物理机上安装有至少一个GPU模块，GPU模块用于进行渲染操作；GPU代理模块，安装在每个物理机上，用于识别物理机上GPU模块的配置、标识符，设置GPU模块的工作状态、参数，给GPU模块分配渲染任务，收集渲染结果；GPU虚拟服务器，用于管理GPU代理的数量、状态、可用资源，分发渲染任务、渲染参数，收集并融合渲染结果，支持GPU代理模块的动态添加、删除；电磁环境渲染模块，用于设置渲染参数，包括相机参数的位置、方向、分辨率、远平面、近平面、上边界、下边界、左边界、右边界，辐射源参数的数量、位置、功率、辐射特性，刷新频率，生成各个辐射源的电磁场及其坐标变换矩阵；通信总线，用于进行GPU代理模块、GPU虚拟服务器和电磁环境渲染模块之间的相互连接。2.根据权利要求1所述的空间电磁环境的多GPU并行渲染系统，其特征是：其物理机为图形工作站、服务器、台式计算机、笔记本电脑、或平板电脑。3.一种空间电磁环境的多GPU并行渲染方法，其特征是：其包括以下步骤：S1、启动GPU代理模块，识别物理机上的GPU模块，向GPU虚拟服务器发送注册信息；S2、启动GPU虚拟服务器，受理GPU代理模块的注册信息，识别GPU代理模块，为物理机和GPU代理模块编号，为GPU模块编号；S3、启动电磁环境渲染模块，识别GPU虚拟服务器，设置相机参数，设置辐射源参数，生成辐射源电磁场及其坐标转换矩阵，生成渲染任务并发送给GPU虚拟服务器进行处理；S4、GPU虚拟服务器收到渲染任务后，将其分成若干子渲染任务并发送给GPU代理模块进行处理；S5、GPU代理模块收到若干子渲染任务后，将一个子渲染任务分配到一个GPU模块进行渲染；S6、物理机上的GPU模块执行渲染工作，渲染结果为一个颜色缓冲区和一个深度缓冲区；S7、GPU代理模块收集物理机上GPU模块的渲染结果，并发送给GPU虚拟服务器；S8、GPU虚拟服务器收到所有GPU代理模块的渲染结果后进行融合，对各个颜色缓冲区中的颜色值按其对应的深度缓冲区中的深度值进行融合，最终形成一张图片，这张图片代表当前相机视角下看到的空间电磁环境渲染效果，将结果图片发送给电磁环境渲染模块；S9、电磁环境渲染模块收到渲染结果图片后，在图形界面上进行显示。2CN113592996A说明书1/5页空间电磁环境的多GPU并行渲染系统及方法技术领域[0001]本发明涉及计算机与信息安全技术领域，尤其是涉及一种空间电磁环境的多GPU并行渲染系统及方法。背景技术[0002]电磁环境是由多个辐射源的电磁场叠加生成的。各个辐射源的电磁场存在着交叉、遮挡、透明等关系，从可视化角度看表现为颜色的深浅、明暗等。电磁环境一般的绘制方法是生成各个辐射源的电磁场，通过体绘制算法对电磁场进行绘制。空间电磁环境一般具有辐射源数量大、地理空间分散的特点，对电磁场数据的存储空间、算法绘制速度有很高要求，单GPU渲染环境一般难以满足上述要求。随着硬件性能的提升，多GPU配置的系统越来越普及，可以充分利用多GPU并行渲染能力，提升空间电磁环境渲染生成的速度。[0003]目前，