CN111614780B - 一种云渲染的系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种云渲染的方法，在云端构建虚拟服务器集群，将可视化应用部署至所述虚拟服务器集群上，采用虚拟化技术实现在云端进行渲染，同时在云端实现相对应的控制流指令来控制可视化应用的渲染，并在云端实现相对应的图像编码技术将渲染好的图像进行编码,在客户端进行相对应的解码，从而将图像可视化展示在客户端中。本发明还提供了一种云渲染的系统。本发明的有益效果是：客户机不需要进行其它复杂的运算操作，只需要将其按照相对应的图像解码技术解码即可在客户机上运行重量级可视化应用，降低了应用条件，有利于重量级可视化应用的普及。

Description

一种云渲染的系统与方法
技术领域
本发明涉及重量级可视化应用，尤其涉及一种云渲染的系统与方法。
背景技术
当前处于一个信息化高速发展的时代，智慧城市的数字化、信息化建设离不开重量级可视化应用的支撑，然而，重量级可视化应用对客户端硬件性能要求非常高，在移动端设备上几乎无法使用这些重量级可视化应用，用户想要使用重量级可视化应用就必须配置上一台硬件配置非常好的电脑，并且需要在受限制的软件环境下才能使用，让这些重量级可视化应用真正推广落地使用成了难题。
目前重量级可视化应用主要有桌面版应用及网页版应用。桌面版应用基于C/S模式开发，用户使用需要下载相对应的客户端软件，然后在其底层支持的操作系统下，使用高配置客户机打开软件查看应用内容，网页版应用是基于B/S模式开发出来的网页应用，用户只需要输入Url地址即可在线访问，当前已有两种技术实现了重量级可视化应用在浏览器上访问：一种基于插件技术实现的(需要开发专门的可视化渲染插件，浏览器需要安装专门插件，并不兼容所有浏览器)，另一种基于WebGL技术实现（基于3D绘图标准，无需安装任何插件，可兼容大部分浏览器，但是不支持大场景三维应用性能不足，会出现渲染卡顿，浏览器奔溃等现象），同时这两种技术也都需要在高配置的客户机下才能运行大数据量三维场景。以上当前的技术方案，主要存在使用不便（如：受限制于操作系统，需要安装客户端软件或者需要安装插件，受限于浏览器），或者性能及稳定性不足（如：WebGL技术下大场景应用新能不足，会出现渲染卡段，浏览器崩溃等现场），或者客户机配置要求高（如：需要高配置客户机），无法在移动端设备（安卓或者IOS等）浏览器上运行。总体上，目前重量级可视化应用存在使用不便、性能及稳定性不足、客户机硬件配置要求高、无法在移动端设备（安卓或者IOS等）上使用等原因，很难落地到普通用户使用。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种云渲染的系统与方法。
本发明提供了一种云渲染的系统，包括后台管理系统，Web可视化系统，服务系统，其中，所述后台管理系统包括用户管理模块、云节点管理模块、资源监控管理模块、服务管理模块、运营管理模块，所述Web可视化系统包括可视化展示模块、交互联动功能模块，所述服务系统包括通信服务模块、云智能选址服务模块、数据流服务模块、控制流服务模块、云智能分析服务模块。
作为本发明的进一步改进，所述用户管理模块：负责云渲染后台的用户管理，包括用户账号信息管理、角色信息管理、权限信息管理；所述云节点管理模块：负责云渲染的服务器节点信息的添加、删除、修改、查询操作，管理员通过该云节点管理模块自主配置云渲染环境的服务器信息；所述资源监控管理模块：负责管理云渲染服务器环境的资源监控情况，监控服务器CPU、GPU、内存的使用情况，管理员通过设定服务器资源的阈值，触发监控报警信息；所述服务管理模块：负责管理云渲染使用到的服务信息，包括注册、删除、查询以及启动、停止服务；所述运营管理模块：负责统计云渲染的运营情况，基于云智能分析服务分析计算每个节点的每个客户端访问情况，从而分析出服务器节点管理方案。
作为本发明的进一步改进，所述通信服务模块：负责建立起云端与客户端之间的通信，传输数据流、控制指令信息；所述云智能选址服务模块：负责当用户在浏览器上输入地址时，分析计算匹配一个云端节点给用户；所述数据流服务模块：负责获取云端节点上的指定应用窗口内容，并进行相对应的图像编码；所述控制流服务模块：负责处理云端与客户端之间相互发送的指令，当用户从客户端点击鼠标时，客户端向云端应用发送了一个点击事件指令，云端接收到指令后，进行了应用点击操作，改变了应用窗口内容，客户端接收到相对应指令改变页面可视化内容；云智能分析服务模块：负责云节点资源使用情况的智能统计分析，通过智能分析服务计算每个节点的负载量。
作为本发明的进一步改进，所述可视化展示模块：负责将重量级可视化应用在WEB页面上展示，用户在浏览器上输入Url地址即可展示可视化内容；所述交互联动功能模块：负责实现指令的收发功能，将用户的操作事件传输给云端从而达到交互联动。
本发明还提供了一种云渲染的方法，在云端构建虚拟服务器集群，将可视化应用部署至所述虚拟服务器集群上，采用虚拟化技术实现在云端进行渲染，同时在云端实现相对应的控制流指令来控制可视化应用的渲染，并在云端实现相对应的图像编码技术将渲染好的图像进行编码,在客户端进行相对应的解码，从而将图像可视化展示在客户端中。
作为本发明的进一步改进，客户端通过html5 CANVAS控件进行图像可视化展示。
作为本发明的进一步改进，通过在云端构建云渲染环境，实现云节点管理功能，进行云主机自主配置，弹性管控云端主机；将可视化应用部署至云渲染环境；通过数据流服务获取指定应用窗口的内容，并编码为相对应的数据流；客户端通过控制流服务与可视化应用进行交互联动；WEB前端接收数据流并解析在页面上，同时通过控制流服务发送指令与可视化应用交互。
本发明的有益效果是：通过上述方案，通过在云端搭建高性能的服务集群渲染重量级可视化应用内容，将渲染后的内容基于图像编码技术编码，在云端将编码后的内容传输给客户端进行解码，客户机不需要进行其它复杂的运算操作，只需要将其按照相对应的图像解码技术解码即可在客户机上运行重量级可视化应用，降低了应用条件，有利于重量级可视化应用的普及。
附图说明
图1是本发明一种云渲染的方法的原理图。
图2是本发明一种云渲染的方法的云渲染流程图。
图3是本发明一种云渲染的系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种云渲染的方法，在云端构建虚拟服务器集群，将可视化应用部署至所述虚拟服务器集群上，采用虚拟化技术实现在云端进行渲染，同时在云端实现相对应的控制流指令来控制可视化应用的渲染，并在云端实现相对应的图像编码技术将渲染好的图像进行编码,在客户端进行相对应的解码，从而将图像可视化展示在客户端中，无需处理任何数据，兼容各种引擎，无需关心底层引擎，同时无需额外开发量即可完成将应用转为使用云端渲染的网页应用，普通客户机或者移动端即可随处打开浏览器访问。
如图1所示，本云渲染方法，首先需要在云端构建一个服务器集群，将需要进行云渲染的应用部署至服务器集群中。在云端的服务器中实现数据流服务，通过数据流服务将应用内容转为相对应的数据流传输给客户端。同时在云端的服务器中实现控制流服务，通过控制流服务，与应用进行相互通信，应用端接收指令进行相对应的交互操作（如：客户端通过控制流服务向应用发送，鼠标事件，键盘事件等）。客户端实现相对应的图像解码技术将接收到的数据流解码并绘制在页面上。
通过将重量级可视化应用部署至云端高性能机器集群中，利用云端高性能机器进行渲染应用内容，将渲染后的内容传输至客户端，客户端只需要做基本的解析绘制操作，只需要用基本的html5 CANVAS控件即可展示呈现，从而只需要用普通的客户机在浏览器输入Url地址即可访问。
如图2所示，通过在云端构建云渲染环境，实现云节点管理功能进行云主机自主配置弹性管控云端主机；将重量级可视化应用部署至云渲染环境；通过数据流服务获取指定应用窗口的内容，并编码为相对应的数据流；客户端通过控制流服务与重量级可视化应用进行交互联动；WEB前端接收数据流并解析在页面上，同时通过控制流服务发送指令与重量级可视化应用交互；用户通过任意操作系统，任意浏览器无需安装插件输入Url地址即可展示重量级可视化应用内容。
本发明通过在服务端构建虚拟服务器集群，将开发好的应用部署至集群上，借助虚拟化技术实现在云端进行渲染，同时在服务端实现相对应的控制流指令来控制服务端应用的渲染，并在服务端实现相对应的图像编码技术将渲染好的图像进行编码,在客户端实现相对应的解码技术将图像解码可视化展示在网页中，用户通过移动端设备（安卓或IOS等）或者普通客户机在任意操作系统，任意浏览器无需安装任何插件输入Url地址即可访问。
本发明借助虚拟化技术、远程协议技术、GPU渲染技术、图像编解码技术，通过在云端搭建高性能的服务集群渲染重量级可视化应用内容，将渲染后的内容基于图像编码技术编码，在云端将编码后的内容传输给客户端进行解码，客户机不需要进行其它复杂的运算操作，只需要将其按照相对应的图像解码技术解码即可在客户机上运行重量级可视化应用。本专利通过将复杂的重量级可视化应用放在云端高性能服务器集群中进行渲染计算，客户端只需要进行简单的图像解码操作，从而使得客户机的硬件配置不再受要求，操作系统不受限制，浏览器不受限制，不需要任何插件即可非常轻松的加载展示重量级可视化应用，同时支持在移动端设备（安卓或者IOS等）浏览器上轻松运行，因此可以轻而易举的让重量级可视化应用真正落地应用。
本发明通过在服务端构建虚拟服务器集群，将任意开发好的应用部署至集群上，借助虚拟化技术实现在云端进行渲染，同时在服务端实现相对应的控制流指令来控制服务端应用的渲染，并在服务端实现相对应的图像编码技术将渲染好的图像进行编码,在客户端实现相对应的解码技术将图像解码可视化展示在网页中，用户通过移动端设备（安卓或IOS等）或普通客户机在任意操作系统，任意浏览器无需安装任何插件输入地址即可访问，由于在前端只需要做图像的绘制操作所以硬件要求非常低，渲染效率非常高，应用非常稳定。
如图3所示，本发明还提供了一种云渲染的系统，包括后台管理系统1，Web可视化系统2，服务系统3，后台管理系统1，Web可视化系统3，服务系统2构成了虚拟服务器集群。
如图3所示，后台管理系统1负责用户管理、云节点管理、资源监控管理、服务管理、运营管理等功能模块，其中：
用户管理：负责云渲染后台的用户管理，主要包括用户账号信息管理、角色信息管理、权限信息管理等；
云节点管理：负责云渲染的服务器节点信息的添加、删除、修改、查询等操作，管理员通过该模块可以自主配置云渲染环境的服务器信息；
资源监控管理：负责管理云渲染服务器环境的资源监控情况主要监控服务器CPU、GPU、内存等使用情况，管理员通过设定服务器资源的阈值，触发监控报警信息；
服务管理：负责管理云渲染使用到的服务信息，可以注册、删除、查询以及启动、停止服务；
运营管理：负责统计云渲染的运营情况，基于云智能分析服务分析计算每个节点的每个客户端访问情况，从而分析出更优的服务器节点管理方案。
服务系统2提供通信服务、云智能选址服务、数据流服务、控制流服务、云智能分析服务等基础支撑功能服务，其中：
通信服务负责建立起云端与客户端之间的通信，通过通信服务云端与客户端进行相互通信，传输数据流、控制指令等信息；
云智能选址服务负责当用户在浏览器上输入地址时智能选址服务会分析计算匹配一个最适合的云端节点给用户；
数据流服务负责获取云端节点上的指定应用窗口内容，并进行相对应的图像编码；
控制流服务负责处理云端与客户端之间相互发送的指令，当用户从客户端点击鼠标时，客户端向云端应用发送了一个点击事件指令，云端接收到指令后，进行了应用点击操作，改变了应用窗口内容，客户端接收到相对应指令改变页面可视化内容；
云智能分析服务负责云节点资源使用情况的智能统计分析，通过智能分析服务计算每个节点的负载量，从而达到最大力度的负载均衡，提高云端效率。
WEB可视化系统3负责在浏览器端通过输入地址即可展示重量级应用内容，主要包括可视化展示、以及交互联动功能，其中：
可视化展示将重量级可视化应用在WEB页面上展示，用户只要在浏览器上输入Url地址即可展示可视化内容；
交互联动模块实现指令的收发功能，可以将鼠标键盘等事件传输给云端从而达到交互联动，如：用户通过鼠标滚动，按下键盘按键等来交互联动。
本发明提供的一种云渲染的系统与方法，具有以下改进：
1、通过构建服务器节点作为云渲染环境，将应用部署至云渲染环境，监听指定窗口内容并对其进行数据编码,需要保护将应用部署至云渲染环境，对应用窗口内容编码的方法；
2、通过云节点管理功能管理云渲染环境，可以自主配置云主机的服务器数量，硬件情况等来适配不同并发需求；
3、通过云智能分析计算来分析计算服务器资源的使用情况；通过云智能选址分析来智能匹配最佳的服务器节点；
4、通过通信服务来实现将编码后的数据流，从云端传输给客户端；
5、通过通信服务来实现将控制流指令在云端与客户端间相互通信，从而实现客户端与云端应用的交互联动；
6、客户端通过相对应的解码技术将数据流解码绘制在页面上。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1.基于云端渲染，客户端硬件配置要求低；
2.跨浏览器，支持任意浏览器；
3.跨平台运行，支持任意操作系统访问；
4.无插件，不需要安装任何三维插件；
5.支持高效率加载重量级可视化应用；
6.稳定性好不会崩溃；
7.支持移动端使用，可以使用任何系统的移动端设备浏览器访问。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种云渲染的系统，其特征在于：包括后台管理系统，Web可视化系统，服务系统，其中，所述后台管理系统包括用户管理模块、云节点管理模块、资源监控管理模块、服务管理模块、运营管理模块，所述Web可视化系统包括可视化展示模块、交互联动功能模块，所述服务系统包括通信服务模块、云智能选址服务模块、数据流服务模块、控制流服务模块、云智能分析服务模块；
所述用户管理模块：负责云渲染后台的用户管理，包括用户账号信息管理、角色信息管理、权限信息管理；所述云节点管理模块：负责云渲染的服务器节点信息的添加、删除、修改、查询操作，管理员通过该云节点管理模块自主配置云渲染环境的服务器信息；所述资源监控管理模块：负责管理云渲染服务器环境的资源监控情况，监控服务器CPU、GPU、内存的使用情况，管理员通过设定服务器资源的阈值，触发监控报警信息；所述服务管理模块：负责管理云渲染使用到的服务信息，包括注册、删除、查询以及启动、停止服务；所述运营管理模块：负责统计云渲染的运营情况，基于云智能分析服务分析计算每个节点的每个客户端访问情况，从而分析出服务器节点管理方案；
基于所述系统进行以下云渲染：
在云端构建虚拟服务器集群，将可视化应用部署至所述虚拟服务器集群上，采用虚拟化技术实现在云端进行渲染，同时在云端实现相对应的控制流指令来控制可视化应用的渲染，并在云端实现相对应的图像编码技术将渲染好的图像进行编码,在客户端进行相对应的解码，从而将图像可视化展示在客户端中；
客户端通过html5 CANVAS控件进行图像可视化展示；
通过在云端构建云渲染环境，实现云节点管理功能，进行云主机自主配置，弹性管控云端主机；将可视化应用部署至云渲染环境；通过数据流服务获取指定应用窗口的内容，并编码为相对应的数据流；客户端通过控制流服务与可视化应用进行交互联动；WEB前端接收数据流并解析在页面上，同时通过控制流服务发送指令与可视化应用交互。
2.根据权利要求1所述的云渲染的系统，其特征在于：所述通信服务模块：负责建立起云端与客户端之间的通信，传输数据流、控制指令信息；所述云智能选址服务模块：负责当用户在浏览器上输入地址时，分析计算匹配一个云端节点给用户；所述数据流服务模块：负责获取云端节点上的指定应用窗口内容，并进行相对应的图像编码；所述控制流服务模块：负责处理云端与客户端之间相互发送的指令，当用户从客户端点击鼠标时，客户端向云端应用发送了一个点击事件指令，云端接收到指令后，进行了应用点击操作，改变了应用窗口内容，客户端接收到相对应指令改变页面可视化内容；云智能分析服务模块：负责云节点资源使用情况的智能统计分析，通过智能分析服务计算每个节点的负载量。
3.根据权利要求1所述的云渲染的系统，其特征在于：所述可视化展示模块：负责将重量级可视化应用在WEB页面上展示，用户在浏览器上输入Url地址即可展示可视化内容；所述交互联动功能模块：负责实现指令的收发功能，将用户的操作事件传输给云端从而达到交互联动。
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