面向分布式虚拟环境的并行图形绘制系统研究 2007年3月

本课题组完成三项成果 一、新型高性能混合式自适应并行图形绘制系统 二、基于Direct3D的并行图形绘制技术 三、基于网格的可视化系统GVis

新型高性能混合式自适应并行图形绘制系统的成果创新点 混合式自适应并行图形绘制体系结构 Scene-Framework场景组织框架 基于节点迁移的负载平衡策略 并行遮挡剔除技术研究 适用于并行绘制的几何编码技术

基于Direct3D的并行图形绘制技术的成果创新点 支持D3D9应用程序级透明的并行图形绘制的体系结构由一个资源分配节点和多个并行执行的资源绘制节点组成； 资源分配节点完成绘制资源截取功能，其流程分三层，包括绘制命令截取层、绘制命令解析层和绘制资源并行化层； 资源绘制节点完成绘制资源重构功能，其流程分三层，包括绘制资源存储层、绘制命令解码层、绘制命令重构层； 支持多流模式的绘制任务划分；

基于网格的可视化系统GVis的成果创新点 提出基于网格可视化系统的三层体系结构模型，包括运行时环境层，可视化框架层和网格门户层。各个层次之间功能相对独立，耦合性小，具有良好的扩展性； 完全基于Java实现的交互式可视化网格系统，具有良好的跨平台性和易访问性； 支持大规模体数据实时的交互式可视化处理和大范围内可用的远程多任务处理等功能。

软件清单 项目 软件名称 说明 高性能并行图形绘制系统 ParallelSG 包括运行于动态绘制组上的ParallelSG_Server（又包含主节点的Master版本和从节点的Slave版本）和运行于控制节点上的ParallelSG_Controller 。 基于Direct3D的并行绘制系统 D3DPR 包括资源分配、资源绘制两个部分 基于网格的可视化技术 GVis GVis运行时环境层GVRE，GVis可视化框架层GVVF和GVis网格门户层GVisPortal，

论文清单 Zonghui Wang, Xiaohong Jiang, Jiaoying Shi，HLA/RTI Performance Testing，20051006，国际学术会议论文集，EI 仇应俊, 石教英, 赵友兵, 陈为，面向网格的交互式可视化平台GVis研究与实现，计算机研究与发展，20051201，国内一级刊物论文 石教英, 赵友兵, 仇应俊，面向网格的可视化系统研究，计算机研究与发展，41(12)，20051201，EI 毛祖秋, 李超, 林海, 石教英, 林叶青，基于OpenSG的多屏幕立体绘制—用于模型的集群立体显示系统，计算机研究与发展，42，20051201，国内一级刊物论文 Zonghui Wang, Jiaoying Shi, Xiaohong Jiang，A Scalable HLA-based Distributed Simulation Framework for VR Application，16th International Conference on Artificial Reality and Telexistence 2006，20060101，SCI Yaping Zhang, Yang Zhao, Jiaoying Shi, Dan Xu，Digitization of culture heritage based on tour into the picture，TECHNOLOGIES FOR E-LEARNING AND DIGITAL ENTERTAINMENT 2006，20060401， SCI

论文清单(续1) ZONGHUI WANG, XIAOHONG JIANG , JIAOYING SHI，Efficient communication approach in HLA-based Distributed simulation for VR application，Journal of Computational Information Systems ，20060401，SCI Aihong Qin，Hua Xiong ,Jiaoying Shi, Zhen Liu，Piecewise Compression of Large Mesh，IS&T/SPIE’s 16th Annual Symposium Electronic Imaging Science and Technology 2006，20060601，SCI QIN Ai-hong, XIONG Hua, PENG Hao-yu, LIU Zhen, SHI Jiao-ying，Cluster Parallel rendering based on encoded mesh ，Jounal of Zhejiang Univesity，7，20060701，SCI Haoyu Peng, Hua Xiong, Jiaoying Shi，Parallel-SG：Research of Parallel Graphics Rendering System on Cluster，Proceedings of the 2006 ACM International Conference on VRCIA，20060714，EI Hua Xiong，Haoyu Peng，Aihong QinJiaoying Shi，Parallel Occlusion Culling on GPUs Cluster，Proceedings of the 2006 ACM International Conference on VRCIA，20060714，EI

论文清单(续2) Yongxia Zhou, Jiaoying Shi, Jiarong Yu，Free and shape-controlled flows of smoke，Proceedings of the 2006 ACM International Conference on VRCIA，20060714，EI Hua XiongZhen LiuAihong Qin ，Haoyu PengJiaoying Shi，Predictive Occlusion Culling for Interactive Rendering of Large Complex Virtual Scene，VSMM 2006，20060714，EI 刘 真，石教英，彭浩宇，秦爱红，A Survey of Cluster-Based Parallel Rendering System，系统仿真学报，18(suppl)，20060801，EI 周永霞,石教英,郁佳荣，Physical based smoke animation，计算机辅助设计与图形学报，18(9)，20060901，国内一级刊物论文 彭浩宇，金哲凡，秦爱红，熊华，石教英，A Nesting Parallel Pipeline for Parallel Graphics Rendering System Based-on，18(10)，20061001，国内一级刊物论文 Zhen Liu, Jiaoying Shi, Hua Xiong, Aihong Qin，Multi-Stream Based Rendering Resource Interception and Reconstruction in D3DPR for High-Resolution Display，16th International Conference on Artifical Reality and Telexistence, ICAT2006，20061001，EI

专利清单 专利名称 发明人 专利号 数字图像处理中基于HVS的自然图像抠图方法 林生佑，石教英 ZL 03 1 17071.4 数字图像处理中以任意图像为背景的快速抠图方法 ZL 03 1 16447.1 计算机集群并行绘制系统中基于时空变换的负载平衡设计方法 金哲凡，石教英 ZL 03 1 16216.9 基于相对深度计算的画中游方法 曹智清，石教英 ZL 2004 1 0052974.0

总结 新型高性能混合式自适应并行图形绘制系统特别适合分布式虚拟环境的应用； D3DPR支持D3D9应用程序透明化并行绘制； 基于网格的可视化系统GVis结构灵活，易于扩充，下一步计划增加基于网格的分布仿真模块和基于网格的并行绘制模块。