CN114756334A - 服务器与基于服务器的图形渲染方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种服务器与基于服务器的图形渲染方法，服务器，包括：外挂的显卡；服务器运行Linux系统，Linux系统中运行有虚拟机，虚拟机运行Android系统，虚拟机中运行有虚拟显示终端和推流器，虚拟机采用显卡虚拟化技术加载虚拟显卡驱动，Android系统的图形组件通过Linux系统下的OpenGL ES实现将Android系统的图形渲染指令流转换成虚拟OpenGL渲染指令，通过驱动文件将虚拟OpenGL渲染指令转换成EGL/OpenGL标准的指令；Linux系统的显卡虚拟化库对EGL/OpenGL标准的指令进行处理，通过调用Linux系统的显卡图形库，利用显卡对处理后的指令进行处理得到图像数据，将图像数据输出到虚拟显示终端；推流器从虚拟显示终端采集图像数据，通过编码器对图像数据进行编码后推流给终端，该方案实现简单，不依赖X11和Xorg。
Description
技术领域
本发明涉及计算机领域，具体涉及一种服务器与基于服务器的图形渲染方法。
背景技术
云应用领域中，云端服务器基本存在两种架构，一种是基于SoC（System on Chip，片上系统）的ARM(Advanced RISC Machines，先进精简指令集机器)阵列，另一种是基于ARM大核服务器并外挂PCI（Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准）显卡。基于ARM大核服务器并外挂PCI显卡的云应用架构下，成熟的云应用方案基本上都是基于开源anbox（在Linux系统中运行安卓Android应用的开源项目）的，该方案依赖Linux系统的X11（X Window System，X窗口系统）和桌面系统Xorg作为底层显示，而X11和Xorg的配置复杂，效率低下。
发明内容
针对现有技术存在的技术问题，本申请实施例提供一种服务器与基于服务器的图形渲染方法。
第一方面，本申请实施例提供了一种服务器，包括：
外挂的显卡；其中，
所述服务器运行Linux系统，在所述Linux系统中运行有虚拟机，所述虚拟机运行Android系统，所述Android系统包括图形组件，所述虚拟机中运行有虚拟显示终端和推流器，所述虚拟机采用显卡虚拟化技术加载虚拟显卡驱动，所述图形组件通过Linux系统下的OpenGL ES实现将所述Android系统的图形渲染指令流转换成虚拟OpenGL渲染指令，并通过所述OpenGL ES实现加载的驱动文件将所述虚拟OpenGL渲染指令转换成EGL/OpenGL标准的指令；
所述Linux系统的显卡虚拟化库对所述EGL/OpenGL标准的指令进行处理，通过调用所述Linux系统的显卡图形库，并利用所述显卡对处理后的指令进行处理得到图像数据，将所述图像数据输出到虚拟显示终端；
所述推流器从所述虚拟显示终端采集图像数据，通过编码器对所述图像数据进行编码，并将编码后的图像数据推流给终端进行显示。
第二方面，本申请实施例提供了一种基于前述服务器的图形渲染方法，包括：
所述Linux系统下的OpenGL ES实现将所述Android系统的图形渲染指令流转换成虚拟OpenGL渲染指令，并通过所述驱动文件将所述虚拟OpenGL渲染指令转换成EGL/OpenGL标准的指令；
所述Linux系统的显卡虚拟化库对所述EGL/OpenGL标准的指令进行处理，通过调用所述Linux系统的显卡图形库，并利用所述显卡对处理后的指令进行处理得到图像数据，将所述图像数据输出到虚拟显示终端；
所述推流器从所述虚拟显示终端采集图像数据，通过编码器对所述图像数据进行编码，并将编码后的图像数据推流给终端进行显示。
本申请实施例提供的服务器与基于服务器的图形渲染方法，虚拟机采用显卡虚拟化技术加载虚拟显卡驱动，利用Linux系统下的OpenGL ES实现将Android系统的图形渲染指令流转换成虚拟OpenGL渲染指令，通过OpenGL ES实现加载的驱动文件将虚拟OpenGL渲染指令转换成EGL/OpenGL标准的指令；利用Linux系统的显卡虚拟化库对EGL/OpenGL标准的指令进行处理，通过调用Linux系统的显卡图形库，并利用外挂的显卡对处理后的指令进行处理得到图像数据，将显卡处理得到的图像数据输出到虚拟显示终端，在编码器对图像数据编码后，通过推流器将编码后的图像数据推流给终端进行显示，整个方案有别于已知的基于anbox的方案，实现简单，不依赖X11和Xorg。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种服务器涉及的图形渲染指令流的处理流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种图形渲染方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。
另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为了使得本领域技术人员能够使用本申请内容，给出以下实施方式。对于本领域技术人员来说，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用场景。
需要说明的是，本申请实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。
本申请实施例提供一种服务器，包括：
外挂的显卡；其中，
所述服务器运行Linux系统，在所述Linux系统中运行有虚拟机，所述虚拟机运行Android系统，所述Android系统包括图形组件，所述虚拟机中运行有虚拟显示终端和推流器，所述虚拟机采用显卡虚拟化技术加载虚拟显卡驱动，所述图形组件通过Linux系统下的OpenGL ES实现将所述Android系统的图形渲染指令流转换成虚拟OpenGL渲染指令，并通过所述OpenGL ES实现加载的驱动文件将所述虚拟OpenGL渲染指令转换成EGL/OpenGL标准的指令；
所述Linux系统的显卡虚拟化库对所述EGL/OpenGL标准的指令进行处理，通过调用所述Linux系统的显卡图形库，并利用所述显卡对处理后的指令进行处理得到图像数据，将所述图像数据输出到虚拟显示终端；
所述推流器从所述虚拟显示终端采集图像数据，通过编码器对所述图像数据进行编码，并将编码后的图像数据推流给终端进行显示。
本申请实施例提供的服务器，虚拟机采用显卡虚拟化技术加载虚拟显卡驱动，利用Linux系统下的OpenGL ES实现将Android系统的图形渲染指令流转换成虚拟OpenGL渲染指令，通过OpenGL ES实现加载的驱动文件将虚拟OpenGL渲染指令转换成EGL/OpenGL标准的指令；利用Linux系统的显卡虚拟化库对EGL/OpenGL标准的指令进行处理，通过调用Linux系统的显卡图形库，并利用外挂的显卡对处理后的指令进行处理得到图像数据，将显卡处理得到的图像数据输出到虚拟显示终端，在编码器对图像数据编码后，通过推流器将编码后的图像数据推流给终端进行显示，整个方案有别于已知的基于anbox的方案，实现简单，不依赖X11和Xorg。
在前述服务器实施例的基础上，所述Linux系统下的OpenGL ES实现可以包括Mesa，使用libEGL_mesa库作为所述Android系统的图形驱动库，所述Mesa通过直接渲染管理器drm库加载所述驱动文件。
如图1所示为前述服务器实施例涉及的一种图形渲染指令流的处理流程示意图，参照图1，在前述服务器实施例的基础上，所述虚拟机为所述Android系统提供直接渲染管理器drm接口；
所述Android系统在加载图形库libEGL后，通过所述libEGL_mesa库将所述图形渲染指令流转换成虚拟OpenGL渲染指令，通过虚拟显卡驱动virtio_gpu_dri将所述虚拟OpenGL渲染指令转换成EGL/OpenGL标准的指令，并调用libdrm库对所述EGL/OpenGL标准的指令进行处理，将处理后的指令通过所述drm接口发送给显卡虚拟化库libvirglrenderer进行处理。
本实施例中，需要说明的是，所述虚拟机可以包括qemu虚拟机，所述显卡虚拟化技术可以为virglrenderer。所述虚拟机采用显卡虚拟化技术加载虚拟显卡驱动实现显卡设备节点/dev/dri/renderD128的挂载，并提供drm接口用于将图形组件Graphic处理后的图形渲染指令流传给Linux系统的显卡虚拟化库libvirglrenderer进行处理。具体地，图形组件Graphic可以包括图形库libEGL、libEGL_mesa库、虚拟显卡驱动virtio_gpu_dri（即为前述驱动文件）和libdrm库，Android系统的图形渲染指令流首先通过图形库libEGL的实现libEGL_mesa库进行处理，以将图形渲染指令流转换成虚拟OpenGL渲染指令，之后由virtio_gpu_dri将虚拟OpenGL渲染指令转换成EGL/OpenGL标准的指令，由libdrm库对EGL/OpenGL标准的指令进行处理后通过drm接口传给libvirglrenderer。libvirglrenderer对libdrm库传过来的指令进行处理，通过调用Linux系统的显卡图形库（图1中示出的是英伟达图形库libEGL_nvidia），并利用外挂的显卡对处理后的指令进行处理得到图像数据，将所述图像数据输出到作为Android系统的虚拟显示器的虚拟显示终端egl-headlessdisplay进行合成。之后推流器Streamer从egl-headless display采集合成后的图像数据，通过编码器（图1中示出的是编码器FFmpeg加载英伟达标准驱动，通过英伟达编码库libnvidia-encode进行硬件编码）对所述图像数据进行编码，并将编码后的图像数据推流给终端的媒体播放器Media Player进行显示。
在前述服务器实施例的基础上，所述编码器可以包括FFmpeg，所述FFmpeg加载显卡编码驱动，通过所述显卡编码驱动对所述图像数据进行硬件编码。
在前述服务器实施例的基础上，所述显卡可以包括N卡，所述服务器使用的显卡驱动可以包括英伟达标准驱动，所述显卡图形库可以包括英伟达图形库libEGL_nvidia，所述FFmpeg通过英伟达编码库libnvidia-encode对所述图像数据进行硬件编码。
本实施例中，可以理解的是，当所述显卡为N卡时，显卡驱动可以为英伟达标准驱动，该驱动提供标准EGL/OpenGL ES接口，Android系统的图形渲染指令流的处理流程可以如图1所示。除此之外，所述显卡可以为A卡，当所述显卡为A卡时，Android系统的图形渲染指令流的处理流程整体与图1所示的处理流程一致，所不同的是，显卡图形库和显卡编码库分别为A卡对应的显卡图形库和显卡编码库。
在前述服务器实施例的基础上，还可以包括：采用ARM架构的大核CPU，其中，所述Linux系统可以包括采用ARM架构的乌班图ubuntu。
本实施例中，需要说明的是，Linux系统除了可以采用ARM架构的乌班图ubuntu外，还可以采用X86架构的乌班图ubuntu等其它系统。
参照图2所示，为本申请实施例提供的一种基于前述服务器的图形渲染方法，包括：
S20、所述Linux系统下的OpenGL ES实现将所述Android系统的图形渲染指令流转换成虚拟OpenGL渲染指令，并通过所述驱动文件将所述虚拟OpenGL渲染指令转换成EGL/OpenGL标准的指令；
S21、所述Linux系统的显卡虚拟化库对所述EGL/OpenGL标准的指令进行处理，通过调用所述Linux系统的显卡图形库，并利用所述显卡对处理后的指令进行处理得到图像数据，将所述图像数据输出到虚拟显示终端；
S22、所述推流器从所述虚拟显示终端采集图像数据，通过编码器对所述图像数据进行编码，并将编码后的图像数据推流给终端进行显示。
本申请实施例提供的图形渲染方法，利用Linux系统下的OpenGL ES实现将Android系统的图形渲染指令流转换成虚拟OpenGL渲染指令，通过OpenGL ES实现加载的驱动文件将虚拟OpenGL渲染指令转换成EGL/OpenGL标准的指令；利用Linux系统的显卡虚拟化库对EGL/OpenGL标准的指令进行处理，通过调用Linux系统的显卡图形库，并利用显卡对处理后的指令进行处理得到图像数据，将显卡处理得到的图像数据输出到虚拟显示终端，在编码器对图像数据编码后，通过推流器将编码后的图像数据推流给终端进行显示，整个方案有别于已知的基于anbox的方案，实现简单，不依赖X11和Xorg。
在前述方法实施例的基础上，所述Linux系统下的OpenGL ES实现将所述Android系统的图形渲染指令流转换成虚拟OpenGL渲染指令，并通过所述驱动文件将所述虚拟OpenGL渲染指令转换成EGL/OpenGL标准的指令，可以包括：
所述Android系统在加载图形库libEGL后，通过libEGL_mesa库将所述图形渲染指令流转换成虚拟OpenGL渲染指令，通过虚拟显卡驱动virtio_gpu_dri将所述虚拟OpenGL渲染指令转换成EGL/OpenGL标准的指令，并调用libdrm库对所述EGL/OpenGL标准的指令进行处理，将处理后的指令通过直接渲染管理器drm接口发送给显卡虚拟化库libvirglrenderer进行处理。
术语解释：
EGL：OpenGL ES 渲染 API 和本地窗口系统之间的一个中间接口层；
OpenGL ES：OpenGL三维图形API的子集，针对手机、PDA和游戏主机等嵌入式设备而设计；
OpenGL：英文全称为Open Graphics Library，中文译文为开放图形库，其定义了一个跨编程语言、跨平台的编程接口的规格，不同厂商会有不同的实现方法，它主要用于三维图象（二维的亦可）绘制；
API：英文全称为Application Programming Interface，中文译文为应用程序编程接口；
X86架构：英文全称为The X86 architecture，中文译文为微处理器执行的计算机语言指令集；
qemu：一款开源的模拟器及虚拟机监管器。
以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种服务器，其特征在于，包括：
外挂的显卡；其中，
所述服务器运行Linux系统，在所述Linux系统中运行有虚拟机，所述虚拟机运行Android系统，所述Android系统包括图形组件，所述虚拟机中运行有虚拟显示终端和推流器，所述虚拟机采用显卡虚拟化技术加载虚拟显卡驱动，所述图形组件通过Linux系统下的OpenGL ES实现将所述Android系统的图形渲染指令流转换成相应的虚拟OpenGL渲染指令，并通过所述OpenGL ES实现加载的驱动文件将所述虚拟OpenGL渲染指令转换成EGL/OpenGL标准的指令；
所述Linux系统的显卡虚拟化库对所述EGL/OpenGL标准的指令进行处理，通过调用所述Linux系统的显卡图形库，并利用所述显卡对处理后的指令进行处理得到图像数据，将所述图像数据输出到虚拟显示终端；
所述推流器从所述虚拟显示终端采集图像数据，通过编码器对所述图像数据进行编码，并将编码后的图像数据推流给终端进行显示。
2.根据权利要求1所述的服务器，其特征在于，所述Linux系统下的OpenGL ES实现包括Mesa，使用libEGL_mesa库作为所述Android系统的图形驱动库，所述Mesa通过直接渲染管理器drm库加载所述驱动文件。
3.根据权利要求2所述的服务器，其特征在于，所述虚拟机为所述Android系统提供直接渲染管理器drm接口；
所述Android系统在加载图形库libEGL后，通过所述libEGL_mesa库将所述图形渲染指令流转换成虚拟OpenGL渲染指令，通过虚拟显卡驱动virtio_gpu_dri将所述虚拟OpenGL渲染指令转换成EGL/OpenGL标准的指令，并调用libdrm库对所述EGL/OpenGL标准的指令进行处理，将处理后的指令通过所述drm接口发送给显卡虚拟化库libvirglrenderer进行处理。
4.根据权利要求1至3任一项所述的服务器，其特征在于，所述编码器包括FFmpeg，所述FFmpeg加载显卡编码驱动，通过所述显卡编码驱动对所述图像数据进行硬件编码。
5.根据权利要求4所述的服务器，其特征在于，所述显卡包括N卡，所述显卡图形库包括英伟达图形库libEGL_nvidia，所述FFmpeg通过英伟达编码库libnvidia-encode对所述图像数据进行硬件编码。
6.根据权利要求1所述的服务器，其特征在于，还包括：采用ARM架构的大核CPU，其中，所述Linux系统包括采用ARM架构的乌班图ubuntu。
7.一种基于权利要求1至6任一项所述的服务器的图形渲染方法，其特征在于，包括：
所述Linux系统下的OpenGL ES实现将所述Android系统的图形渲染指令流转换成虚拟OpenGL渲染指令，并通过所述驱动文件将所述虚拟OpenGL渲染指令转换成EGL/OpenGL标准的指令；
所述Linux系统的显卡虚拟化库对所述EGL/OpenGL标准的指令进行处理，通过调用所述Linux系统的显卡图形库，并利用所述显卡对处理后的指令进行处理得到图像数据，将所述图像数据输出到虚拟显示终端；
所述推流器从所述虚拟显示终端采集图像数据，通过编码器对所述图像数据进行编码，并将编码后的图像数据推流给终端进行显示。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述Linux系统下的OpenGL ES实现将所述Android系统的图形渲染指令流转换成虚拟OpenGL渲染指令，并通过所述驱动文件将所述虚拟OpenGL渲染指令转换成EGL/OpenGL标准的指令，包括：
所述Android系统在加载图形库libEGL后，通过libEGL_mesa库将所述图形渲染指令流转换成虚拟OpenGL渲染指令，通过虚拟显卡驱动virtio_gpu_dri将所述虚拟OpenGL渲染指令转换成EGL/OpenGL标准的指令，并调用libdrm库对所述EGL/OpenGL标准的指令进行处理，将处理后的指令通过直接渲染管理器drm接口发送给显卡虚拟化库libvirglrenderer进行处理。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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