网格技术在动画渲染中的应用与研究

摘要

动画产业被称为21世纪的朝阳产业，渲染是动画制作的重要步骤，传统动画渲染有渲染时间长、无法自动分配帧、渲染数据量大并且无法实时传输和处理等缺陷，这就迫切要求有新的技术能够解决以上问题。网格技术作为近年来计算机领域的研究热点，不但能够较好地解决传统渲染系统的问题，而且容易实现动画帧的任务调度和实时分配以及动画数据帧的传输和处理。因此，本文结合网格技术，对动画渲染的以上问题进行研究。 本文首先介绍研究原因、目的、内容，阐述了网格技术的相关理论以及我国近年来网格技术的研究现状和发展趋势，详细介绍了动画渲染，对比国外几种常见的动画渲染系统，并分析其优缺点，同时提出将网格技术应用于动画渲染平台。 针对传统动画渲染系统处理任务时无法实现动态负载均衡的问题，引入反馈思想，结合负载均衡原理，提出一种基于反馈的负载均衡新算法，该算法是设计带有反馈结构的任务调度器、任务控制器及任务监测器的服务器，采用全局集中式负载均衡策略调度和分配任务线程，为不同的请求服务等级提供服务响应时间保障，实时动态调整动画渲染系统各节点的负载并使其实现负载均衡，实验结果证明该算法较好地提高了系统的整体性能。 从软件工程的角度出发，本研究结合Globus思想，提出了基于Globus架构的动画渲染系统，讨论了其总体设计目标，并给出了总体框架设计以及模块设计。对网格环境下的数据传输和处理进行了研究，研究了基于网格的动画渲染系统的数据帧传输系统的模型、动画帧处理技术。采用GridFTP并结合LRU算法，设计和实现了动画渲染帧数据传输和处理以及Globus Toolkit作为工具包的数据接口模块。最后对系统功能模块进行实现并进行相关的大量测试，实验证明新系统远优于传统系统。

目录

文摘

英文文摘

声明

1.绪论

1.1引言

1.2研究原因和目的

1.3研究内容

1.4本文的组织结构

2.网格技术相关理论

2.1网格技术基础

2.2网格体系结构

2.3网格操作系统

2.4网格技术的研究现状和发展趋势

3.动画渲染系统

3.1动画渲染概述

3.2几种动画渲染系统的比较

3.3动画渲染系统总体思想

3.4动画渲染系统模型体系结构

3.5数据传输协议

4.动画渲染系统调度算法的研究

4.1动画渲染系统的要求

4.2传统算法的不足

4.3基于反馈的负载均衡算法与架构设计

4.4实验验证

5.基于网格技术动画渲染系统的设计与实现

5.1设计的总体目标

5.2系统和结构的设计

5.3在动画数据帧传输和处理

5.4系统的实现

5.5功能模块的实现

5.6实验数据验证

5.7小结

6.结语

6.1全文工作总结

6.2工作展望

参考文献

附录 攻读硕士期间发表的学术论文

后记