CN111127617A - 一种基于分布式渲染引擎的渲染系统及渲染方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于分布式渲染引擎的渲染系统及渲染方法，该系统包括客户端和分布式渲染服务器端，所述分布式渲染服务器端包括分布式渲染单元和合成单元，其中所述合成单元包括有图像分类处理模块、降噪处理模块和合成处理模块，本发明通过多个分布式渲染单元将渲染任务分配到多个渲染单元去处理，由多个渲染单元协同完成每帧图像的渲染，可以提高渲染效率，另外，本发明中将各个分布式渲染单元渲染得到渲染图像分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块，对于人眼敏感性图像块采用第一降噪算法进行降噪处理，得到的图像更易于人眼观看，而对于非人眼敏感性图像块采用第二降噪算法进行降噪处理，可以在保证图像品质的同时提高渲染效率。
Description
技术领域
本发明涉及计算机渲染技术领域，更具体的说，本发明涉及一种基于分布式渲染引擎的渲染系统及渲染方法。
背景技术
渲染是指将三维场景中的模型，按照设定好的环境、灯光、材质及渲染参数，二维投影成数字图像的过程。随着虚拟现实技术的发展，需要渲染的场景规模在不断增大的同时也变得更加复杂，对系统硬件提出了更高的要求，特别是对于大量用户实时观看的远程服务器点播系统，当用户远程点播时，远程服务器系统需要进行远程渲染并实时发送给点播的用户观看，当大量用户同时点播时，远程服务器系统有可能超负荷运转直至崩溃，如何解决远程服务器的实时渲染是业界迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于分布式渲染引擎的渲染系统及渲染方法，可以有效降低远程服务器系统的负荷，提高渲染效率。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种基于分布式渲染引擎的渲染系统，其包括：
客户端和分布式渲染服务器端，所述客户端向分布式渲染服务器端发送远程观看的视点信息，所述分布式渲染服务器端包括分布式渲染单元和合成单元，所述合成单元将所述远程观看的视点信息下发给各个分布式渲染单元，各个分布式渲染单元根据远程观看的视点信息进行分布式渲染，并将渲染图像返回给合成单元合成为最终所需的渲染图像，其中所述合成单元包括有图像分类处理模块、降噪处理模块和合成处理模块，所述图像分类处理模块根据人眼敏感性将分布式渲染单元渲染得到的渲染图像分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块，所述降噪处理模块对于人眼敏感性图像块按照第一降噪算法进行第一降噪处理，对于非人眼敏感性图像块按照第二降噪算法进行第二降噪处理，所述合成处理模块将经过所述降噪处理模块处理的图像合成为最终所需的渲染图像。
其中，所述合成单元为多个，还包括：分配单元，用于根据系统载荷将所述远程观看的视点信息下发给空闲的合成单元处理。
其中，所述图像分类处理模块包括：
敏感性计算子模块，用于将分布式渲染单元得到的渲染图像分割为不同的图像块，计算各个图像块的敏感性参数值；
分类子模块，根据各个图像块的敏感性参数和敏感性分类阈值，将图像块分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块。
其中，所述合成处理模块通过图形处理器加速合成最终所需的渲染图像。
另外，本发明公开的一种渲染方法，其包括：
客户端向分布式渲染服务器端发送远程观看的视点信息；
分布式渲染服务器端包括分布式渲染单元和合成单元，所述合成单元将所述远程观看的视点信息下发给各个分布式渲染单元，各个分布式渲染单元根据远程观看的视点信息进行分布式渲染，并将渲染图像返回给合成单元合成为最终所需的渲染图像，其中所述合成单元根据人眼敏感性将分布式渲染单元渲染得到的渲染图像分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块，对于人眼敏感性图像块按照第一降噪算法进行第一降噪处理，对于非人眼敏感性图像块按照第二降噪算法进行第二降噪处理，将经过所述降噪处理的图像合成为最终所需的渲染图像。
其中，所述合成单元为多个，还包括：根据系统载荷将所述远程观看的视点信息下发给空闲的合成单元处理。
其中，所述合成单元根据人眼敏感性将分布式渲染单元渲染得到的渲染图像分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块包括：
将分布式渲染单元得到的渲染图像分割为不同的图像块，计算各个图像块的敏感性参数值；
根据各个图像块的敏感性参数和敏感性分类阈值，将图像块分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块。
其中，所述合成单元通过图形处理器加速合成最终所需的渲染图像。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明基于分布式渲染引擎的渲染系统包括：客户端和分布式渲染服务器端，所述客户端向分布式渲染服务器端发送远程观看的视点信息，所述分布式渲染服务器端包括分布式渲染单元和合成单元，所述合成单元将所述远程观看的视点信息下发给各个分布式渲染单元，各个分布式渲染单元根据远程观看的视点信息进行分布式渲染，并将渲染图像返回给合成单元合成为最终所需的渲染图像，其中所述合成单元包括有图像分类处理模块、降噪处理模块和合成处理模块，所述图像分类处理模块根据人眼敏感性将分布式渲染单元渲染得到的渲染图像分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块，所述降噪处理模块对于人眼敏感性图像块按照第一降噪算法进行第一降噪处理，对于非人眼敏感性图像块按照第二降噪算法进行第二降噪处理，所述合成处理模块将经过所述降噪处理模块处理的图像合成为最终所需的渲染图像，通过多个分布式渲染单元将渲染任务分配到多个渲染单元去处理，由多个渲染单元协同完成每帧图像的渲染，可以提高渲染效率，另外，本发明中将各个分布式渲染单元渲染得到渲染图像分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块，对于人眼敏感性图像块采用第一降噪算法进行降噪处理，得到的图像更易于人眼观看，而对于非人眼敏感性图像块采用第二降噪算法进行降噪处理，可以在保证图像品质的同时提高渲染效率。
附图说明
图1是本发明一种基于分布式渲染引擎的渲染系统的第一具体实施例组成框图；
图2是图1中合成单元的一个具体实施例组成框图；
图3是图2中图像分类处理模块的一个具体实施例组成框图；
图4是本发明一种基于分布式渲染引擎的渲染系统的第二具体实施例组成框图；
图5是图1的基于分布式渲染引擎的渲染系统进行渲染的方法的一个具体实施例流程图。
具体实施方式
参考图1，该图是本发明一种基于分布式渲染引擎的渲染系统的第一具体实施例组成框图，本实施例的渲染系统为用户远程点播观看的服务系统提供渲染服务，具体包括：
客户端1和分布式渲染服务器端2，具体实现时，一个客户端可对应一个用户，图中仅示意一个客户端，实际中可以为海量的客户端，这里不做具体限定，本实施例中用户远程点播时，所述客户端1向分布式渲染服务器端发送远程观看的视点信息，所述分布式渲染服务器端2包括分布式渲染单元21和合成单元22，所述合成单元22将所述远程观看的视点信息下发给各个分布式渲染单元21，各个分布式渲染单元21根据远程观看的视点信息进行分布式渲染，并将渲染图像返回给合成单元22合成为最终所需的渲染图像，需要说明的，本实施例中视点也称为视角，视点信息可包括视锥、分辨率等人眼从某个点观看的参数信息，当用户视点变化时，客户端需要重新向分布式渲染服务器发送视点信息重新进行实时渲染，这里不再赘述。
上述实施例中，通过多个分布式渲染单元将渲染任务分配到多个渲染单元去处理，由多个渲染单元协同完成每帧图像的渲染，可以提高渲染效率，实现服务器端的远程渲染。
另外，为提高渲染效率，本实施例中所述合成处理模块223还可通过图形处理器GPU加速合成最终所需的渲染图像，这里不再赘述。
另外，经过分布式渲染单元21渲染得到的渲染图像在渲染过程中或者数据传输过程中会受到污染，降低图像品质，因此，合成单元22要对渲染得到的渲染图像进行降噪，但渲染图像中各个部分所需的图像品质是不一样的，例如人眼比较敏感的部分，则图像品质要求高，人眼不敏感的部分，则图像品质要求会降低一些，而如果对所有部分都进行降噪处理，则处理时间较长，效率不高，为此，作为一个优选实施例，如图2所示，本实施例的合成单元22包括有图像分类处理模块221、降噪处理模块222和合成处理模块223，所述图像分类处理模块221根据人眼敏感性将分布式渲染单元21渲染得到的渲染图像分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块，所述降噪处理模块222对于人眼敏感性图像块按照第一降噪算法进行第一降噪处理，对于非人眼敏感性图像块按照第二降噪算法进行第二降噪处理，所述合成处理模块223将经过所述降噪处理模块处理后的图像合成为最终所需的渲染图像，具体实现时，合成处理模块223可以采用现有的算法将各个渲染单元渲染得到的渲染图像合成为最终的渲染图像，由于是现有技术，这里不做详述，另外，作为例子，本实施例中所述第一降噪算法例如可以采用BM3D算法，这样得到图像品质较高，但处理时间相对较长，所述第二降噪算法可以采用离散余弦变化算法，得到图像品质没有BM3D算法得到图像品质好，但处理时间相对更快。
需要说明的，上述实施例中中将各个分布式渲染单元渲染得到渲染图像分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块，对于人眼敏感性图像块采用第一降噪算法进行降噪处理，得到的图像更易于人眼观看，而对于非人眼敏感性图像块采用第二降噪算法进行降噪处理，可以在保证图像品质的同时提高渲染效率。
另外，作为一个具体的实施例，为实现对图像的分类，参考图3，该图是图像分类处理模块221的一个具体实施例，具体包括：
敏感性计算子模块2211，用于将分布式渲染单元得到的渲染图像分割为不同的图像块，计算各个图像块的敏感性参数值；
分类子模块2212，根据各个图像块的敏感性参数和敏感性分类阈值，将图像块分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块。
需要说明的，本发明中人眼敏感性可以从多个参数进行衡量，例如从颜色差异来区分或者从空间距离关系来区分，而敏感性参数值可以从颜色对比度或空间距离关系来计算，以一个具体的例子来说，例如，将渲染的图像分割为N×N的图像块，将颜色对比度作为敏感性参数，计算各个图像块的颜色对比度，设置一个人眼敏感的颜色对比度值作为分类阈值，将各图像块的颜色对比度与颜色对比的分类阈值比较，从而可有效将图像分类为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块，另外，若将空间距离作为敏感性参数，则首先确定人眼敏感的区域，进而计算各个图像块与人眼敏感的区域的空间距离值，将各图像块的空间距离值与空间距离的分类阈值比较，也可将图像分类为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块，实际中也可以采用其他的敏感性参数进行计算和分类，这里不做具体限定。
另外，本发明中所述合成单元可以为多个，系统可以根据当前的系统载荷选择不同的合成单元22进行处理，作为另一个优选的实施例，参考图4，该图是本发明一种基于分布式渲染引擎的渲染系统的第二具体实施例组成框图，与上述第一具体实施例不同的是，本实施例的渲染系统还包括：分配单元23，用于根据系统载荷将所述远程观看的视点信息下发给空闲的合成单元处理，通过分配单元23，可以控制系统载荷不超过负荷，同时合理利用系统资源。
参考图5，该图是基于上述渲染系统实现的渲染方法，具体来说，本实施例的渲染方法主要包括如下步骤：
步骤S11，客户端向分布式渲染服务器端发送远程观看的视点信息，视点信息如前述包括视锥、分辨率等人眼从某个点观看的参数信息，这里不再赘述；
步骤S12，分布式渲染服务器端包括分布式渲染单元和合成单元，所述合成单元将所述远程观看的视点信息下发给各个分布式渲染单元，各个分布式渲染单元根据远程观看的视点信息进行分布式渲染，并将渲染图像返回给合成单元合成为最终所需的渲染图像，其中所述合成单元根据人眼敏感性将分布式渲染单元渲染得到的渲染图像分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块，对于人眼敏感性图像块按照第一降噪算法进行第一降噪处理，对于非人眼敏感性图像块按照第二降噪算法进行第二降噪处理，将经过所述降噪处理的图像合成为最终所需的渲染图像，具体实现时，如前述，所述合成单元可通过图形处理器GPU加速合成最终所需的渲染图像，这里不再赘述。
需要说明的，本发明中所述合成单元可以为多个，上述渲染方法还包括：根据系统载荷将所述远程观看的视点信息下发给空闲的合成单元处理。
另外，如前述，具体实现时，所述合成单元可根据人眼敏感性将分布式渲染单元渲染得到的渲染图像分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块包括，作为一个优选的方式，可按照下述步骤进行分类，即：
将分布式渲染单元得到的渲染图像分割为不同的图像块，计算各个图像块的敏感性参数值；
根据各个图像块的敏感性参数和敏感性分类阈值，将图像块分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于分布式渲染引擎的渲染系统，其特征在于，包括：
客户端和分布式渲染服务器端，所述客户端向分布式渲染服务器端发送远程观看的视点信息，所述分布式渲染服务器端包括分布式渲染单元和合成单元，所述合成单元将所述远程观看的视点信息下发给各个分布式渲染单元，各个分布式渲染单元根据远程观看的视点信息进行分布式渲染，并将渲染图像返回给合成单元合成为最终所需的渲染图像，其中所述合成单元包括有图像分类处理模块、降噪处理模块和合成处理模块，所述图像分类处理模块根据人眼敏感性将分布式渲染单元渲染得到的渲染图像分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块，所述降噪处理模块对于人眼敏感性图像块按照第一降噪算法进行第一降噪处理，对于非人眼敏感性图像块按照第二降噪算法进行第二降噪处理，所述合成处理模块将经过所述降噪处理模块处理的图像合成为最终所需的渲染图像。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述合成单元为多个，还包括：分配单元，用于根据系统载荷将所述远程观看的视点信息下发给空闲的合成单元处理。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像分类处理模块包括：
敏感性计算子模块，用于将分布式渲染单元得到的渲染图像分割为不同的图像块，计算各个图像块的敏感性参数值；
分类子模块，根据各个图像块的敏感性参数和敏感性分类阈值，将图像块分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述合成处理模块通过图形处理器加速合成最终所需的渲染图像。
5.一种基于权利要求1所述渲染系统的渲染方法，其特征在于，包括：
客户端向分布式渲染服务器端发送远程观看的视点信息；
分布式渲染服务器端包括分布式渲染单元和合成单元，所述合成单元将所述远程观看的视点信息下发给各个分布式渲染单元，各个分布式渲染单元根据远程观看的视点信息进行分布式渲染，并将渲染图像返回给合成单元合成为最终所需的渲染图像，其中所述合成单元根据人眼敏感性将分布式渲染单元渲染得到的渲染图像分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块，对于人眼敏感性图像块按照第一降噪算法进行第一降噪处理，对于非人眼敏感性图像块按照第二降噪算法进行第二降噪处理，将经过所述降噪处理的图像合成为最终所需的渲染图像。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述合成单元为多个，还包括：根据系统载荷将所述远程观看的视点信息下发给空闲的合成单元处理。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述合成单元根据人眼敏感性将分布式渲染单元渲染得到的渲染图像分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块包括：
将分布式渲染单元得到的渲染图像分割为不同的图像块，计算各个图像块的敏感性参数值；
根据各个图像块的敏感性参数和敏感性分类阈值，将图像块分为人眼敏感性图像块和非人眼敏感性图像块。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述合成单元通过图形处理器加速合成最终所需的渲染图像。
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