CN1856819A - 通过分布式应用程序的图形数据的网络传输的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于三维图形数据的网络传输的系统和方法。通过直接共享所有本地或远程图形加速器(114)中的原始再现帧缓冲器存储信息(500)，单个图形应用程序示例能够虚拟并有效地存在于多个本地或远程显示系统(102)中，由此避免了在每一个节点再次重新再现任意应用程序信息的需要。内部图形卡(110)用于在传输之前缩放再现的数据。该图形缩放消除了对于数据压缩或图像的压缩的需要，且实现了网络带宽的自适应的、硬件加速减小。此外，由于在图形卡中执行所有存储器和远程处理支持任务，CPU、系统总线以及存储器带宽对于系统和其它应用程序是可用的。

Description

通过分布式应用程序的图形数据的网络传输的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于远程地显示图形数据的系统和方法，更具体地，涉及通过分布式应用程序进行三维图形数据的网络传输和执行。
背景技术
随着商业活动移向分布式工作环境，并且随着电子传输成为有价值的商业工具，通过计算机网络有效地传送各种类型的数据变得越来越重要。由于多个原因，图形数据的传输形成特有的挑战，所述原因包括各种类型的图形数据相对较大的数据量以及相对较慢以及不可靠的网络传输带宽。此外，由传统软件应用程序处理的图形数据的数据量呈指数级的增长，由于没有经济、高效以及安全的方式来远程访问数据，这使得实际中不能从远程位置对本地图形数据进行访问。
可以将图形数据作为三维(3D)图形模型存储在计算机中，所述3D图形模型是真实或计算机产生对象的3D表述。通常，在能够以二维(2D)图像形式将其显示于用户之前，利用高端计算机硬件、软件和高端图形加速器计算3D图形模型的特定视图。当涉及到用户、客户机和服务器时，可以互换地使用术语显示器和图像。从3D图形模型中提取2D图像的处理通常包括被称作再现(rendering)的技术。再现是根据所选择的视角创建视图并将3D可视提示以及性质(例如照明、纹理、阴影、颜色和图像属性、立体感知、动画以及运动视差)添加到所提取的3D图形模型中的处理，以便增强模型的2D图像理解。将一种用于再现图形的技术称作光线跟踪。另一种类型的再现是扫描线再现，其一次再现一水平行的图像，而不是如同光线跟踪一样逐对象地进行再现。
对于图形数据的传输或远程显示，存在各种技术。可以在计算机的网络中实现这些技术。计算机的网络可以包括作为运行特定图形应用程序并管理各种资源的计算机的服务器以及作为依赖于服务器来执行一个或多个操作的计算机的一个或多个客户机。或者，计算机的网络可以包括多个节点。这些节点可以是被配置成共享信息的计算机，而无需按照已构造的客户机-服务器关系来实现功能。
可以使用各种图像压缩技术来减小用于在本地或横穿网络来传输3D模型或2D图像所需的带宽。例如，可以在服务器处或在第一节点处，利用硬件图像压缩或硬件数据压缩技术来压缩并发送3D模型或2D图像。然后，可以在客户机处或第二节点处解压已压缩的数据以便对原始数据进行成像。传统的图像压缩技术(例如变换编码、矢量量化、分割和近似、样条近似、小波压缩或分形编码)经常导致图像损失或变形。此外，有损技术经常在每一个压缩级阶段导致图像恶化。结果，开发了无损图像压缩技术，包括扫描宽度编码(run-lengthencoding)、霍夫曼编码、Lempel/Ziv编码或区域编码。
然而，这些传统技术具有固有缺点。例如，服务器或第一节点以及客户机或第二节点必须执行压缩或解压步骤，这降低了计算或计算机资源的使用效率。此外，尤其难以在所有计算环境中找到通常的横跨多个异类平台上实现一些传统技术。此外，无损图像压缩技术遇到的问题在于不能与传统有损技术一样高的压缩比。
美国专利No.6,219,057描述了一种允许用户利用传统技术来远程操纵3D模型的协作工作环境。在该系统中，每一个节点或客户机需要其自身原始3D模型的本地拷贝。在每一个节点或客户机处再现原始3D模型的本地拷贝。用户可以利用变换矩阵来操纵其自身原始3D模型的本地拷贝。变换矩阵是表示了原始3D数据的操纵的一组数据。变换矩阵用于向其它用户通信所操纵的3D模型的观看位置和方位，其它用户根据变换矩阵的应用程序使用该信息将新的本地拷贝再现到原始本地拷贝。。’057专利中所公开的系统的缺点在于在网络中的每一个节点均需要足够的系统资源。例如，每一个节点需要足以再现3D模型的高端图形专用硬件。此外，在网络中的每一个节点，再现操作需要额外的存储器、系统总线带宽以及其它资源。这通常影响了在每一个节点运行的其它应用程序的性能。
此外，由于3D模型由超出客户机或节点的系统能力的数据构成，当一些3D模型信息是机密或不能驻留在客户机或节点上时，’057专利所述的协作环境的性质是不实用的。
可用于显示3D图形数据的其它传统系统包括：由Silicon GraphicsInc.(SGI)所提供的OpenGL Performer和OpenGL VizserverTM。OpenGL Performer包括减小了再现图像的尺寸的“动态视频分辨率”，并且相应地，减少了再现的象素数目。结果，增强了利用新图像更新显示器之前完成的所有处理的速度(帧速率)。之后，专用的SGI视频硬件将图像放大到原始尺寸。通过被称作双极型滤波以放大图像的技术来实现上述操作。按照这种方式，图像具有正确的尺寸且包含减少数目的象素。
然而，OpenGL Performer的缺点在于在显示对象图像的任意机器上，其需要专用SGI视频硬件。此外，该系统不能进行远程再现，而是被优化成本地实现高帧速率。当与远程可用产品相结合以便发送3D图形信息时，这需要在网络中的每一个节点处放大图像。因此，每一个节点都必须包含专用视频硬件。OpenGL VizserverTM具有类似的缺点。例如，OpenGL VizserveTM需要压缩/解压再现的3D图形模型的帧的多个(五个)压缩模块形式的专用硬件。这些压缩模块驻留在客户机和服务器处，因此，当执行其它必要任务以及于3D图形模型进行交互时，会降低每一端处的性能。OpenGL VizserverTM还需要对于客户机和服务器的系统资源造成负面影响的附加定制模块。在利用OpenGLPerformer、OpenGL VizserverTM或二者的应用程序中，实现这种系统的成本是相当大的。
用于显示3D图形数据的传统系统的另一个示例包括LandmarkGraphics Corporation提供的EarthCubeRemote Viz。与其它专用远程协作系统相似，EarthCubeRemote Viz需要基于图像或基于视频的压缩分组形式的专用硬件，这些硬件价格昂贵且限制了客户机和服务器系统资源执行其它必要的功能。
如现有技术所陈述的，尤其对于高效系统需要能够通过分布式应用程序来远程地显示3D图形数据，然而，不是在网络中的每一个节点上都需要专用硬件或软件。，还需要可以按照协作的方式使用的单个可执行应用程序，并且选择性地向远程用户提供控制并在大多数已有客户机平台和操作系统上运行。简而言之，需要系统能够在大多数硬件平台上进行操作并且能够实现高远程帧速率、透明远程协作处理以及适于每个组件的分辨率，同时消除对于任何客户机处理、后台程序(daemon)、硬件图像压缩、软件图像压缩、流压缩和/或数据压缩的需要。
发明内容
解决了现有技术中这些和其它需要的本发明的一个实施例包括一种在一个或多个客户机上对图形数据进行成像的方法。该方法包括：在本地服务器处以3D模型的形式再现3D图形信息，并利用本地服务器图形加速器(这里有时将其称作图形卡)通过动态地进行处理并将缩放因子应用于3D图形信息，来减少图形信息的网络带宽需要(传输数据量)。所述方法还包括从服务器的图形加速器存储器向至少一个客户机的图形加速器存储器发送已缩放的3D图形信息和/或其它信息，并重新缩放3D图形信息，以便向所有可用客户机显示原始3D图形信息的镜像。
在一个特定实施例中，利用本地服务器图形加速器来进行处理并将缩放因子应用于3D图形数据包括：从服务器中检索再现的图形加速器存储器信息，并将图形信息绑定到纹理存储器中，以形成纹理映射，或直接再现为纹理。这还包括：将图形信息再现到服务器图形加速器的存储缓冲器中，确定客户机固有图形卡象素格式，以及重新格式化3D图形信息的象素格式，以便与客户机的固有象素格式相匹配。
在另一个实施例中，本发明包括计算机可执行指令，可执行用于执行以下步骤：在本地服务器处以3D模型的形式再现3D图形信息，并专门地利用本地服务器图形加速器通过动态地进行处理并将缩放因子应用于3D图形信息，来减少图形信息的网络带宽需要。所述计算机可执行指令还可执行用于执行以下步骤：从服务器的图形加速器存储器向至少一个客户机的图形加速器存储器发送已缩放的3D图形信息和/或其它信息，并重新缩放3D图形信息，以便向所有可用客户机显示原始3D图形信息的镜像。
在另一个实施例中，一种服务器系统用于在远程客户机处显示图形数据，所述服务器系统包括：3D应用程序再现模块，被配置成再现图形信息；3D图形加速器，并配置成通过动态地进行处理并将缩放因子应用于图形信息，来减少图形信息的网络带宽需要；以及帧缓冲存储器，被配置成存储已缩放的3D图形信息。该系统还可以包括窗口应用程序接口(API)，被配置成向客户机发送窗口系统和图形协议，以使客户机能够打开一个或多个显示窗口。所述系统还包括图形API，被配置成从帧缓冲存储器向客户机发送3D图形信息的缩小图像。
在另一个实施例中，一种用于在客户机处显示图形数据的方法包括：接收来自服务器的窗口协议；接收来自服务器的预再现3D图形信息；以及将3D图形信息直接映射到图形加速器存储器。该方法还包括执行窗口系统协议以及显示预再现的3D图形信息。
附图说明
参考附图来描述本发明，其中相同组件参考相同参考数字，图中：
图1是根据本发明实施例用于远程地显示图形的系统的方框图。
图2是根据本发明实施例的服务器系统的方框图。
图3是根据本发明实施例的客户机系统的方框图。
图4是根据本发明实施例的服务器图形加速器的方框图。
图5示出了根据本发明实施例用于远程地显示图形的方法的流程图。
图6a-f示出了根据本发明实施例的可用网络环境。
具体实施方式
图1是根据本发明实施例用于远程地显示图形的系统的方框图。该系统包括3D图形应用程序服务器100和3D图形客户机102，这里将其称作服务器100和客户机102。在一些应用中，可以统一地将服务器100和客户机102称作节点。服务器100可以是被配置成运行分布式应用程序并在客户机102处远程地显示图形数据和其它信息的任意计算机。服务器100可以存储要再现和成像到远程客户机的3D模型。服务器100还可以管理一个或多个客户机102所使用的资源。这些资源包括专用的再现图形数据以及由分布式应用程序所产生的其它信息。
客户机102可以是使用由服务器100提供资源的计算机。客户机102可以被配置成远程地显示图形数据。在一个实施例中，客户机102可以被配置成远程地显示由服务器100专门再现并且基于存储在服务器100上的3D模型的图形数据。在本实施例中，客户机102可以被配置成利用窗口API显示图形数据，以执行由服务器100通信的窗口和其它图形协议。这可以使客户机102远程地显示图形数据，而无需实际地运行分布式应用程序，并且无需运行后台程序或其它处理。在其它实施例中，客户机102本身的功能就像与其它计算机相结合的服务器。
服务器100可以通过网络104与客户机102相连。网络104可以是能够使服务器100和客户机102交换信息的任意逻辑连接。在一个实施例中，网络104可以包括局域网(LAN)、广域网络(WAN)、因特网或其它网络。网络104还可以包括有线网络、无线网络或其某些结合。
服务器100可以包括应用程序再现窗口106以及3D图形加速器110。应用程序再现窗口106包含表示再现3D模型的投影视图图像108的存储器。由3D图形加速器110处理投影视图图像108，以产生存储在相同位置处的应用程序再现窗口106中的缩小图像112。3D图像加速器110可以包括设计用于操纵存储在其存储器中的图形数据的专用图形硬件。取决于3D图形加速器110所使用的存储器的类型，应用程序再现窗口106可以用于向服务器100处的用户显示缩小的图像112，或使其对于用户完全不可视。可以通过网络104将由应用程序再现窗口106存储的缩小图像112发送到针对客户机102的3D图形加速器114。发送缩小图像112可以包括同时从3D图形加速器110的存储器直接向3D图形加速器114的存储器发送附加信息，例如窗口协议、用户界面(UI)信息或其它应用程序信息。
3D图形加速器110通常包括任意商业可用高性能图形加速器，3D图形加速器114可以包括任意OpenGL兼容游戏级图形加速器，例如NVIDIA投入市场的GeForce和Quadro图形卡，这些对于其本地图像处理以及编辑能力是公知的。3D图形加速器110和3D图形加速器114包括存储器和GPU。在一个实施例中，用于3D图形加速器110和114的存储器可以包括帧缓冲器、纹理窗口和其它存储器对象。或者，这些对象可以作为独立于3D图形加速器的存储器存在。
参考图1，应用程序再现窗口106驻留在服务器100处3D图形加速器110的存储器中。类似地，远程应用程序窗口118驻留在客户机102处3D图像加速器114的存储器中。3D图形加速器114可以被配置为再现扩大的图像116。然后，可以在远程应用程序再现窗口118上显示扩大的图像116。
图2是根据本发明实施例的服务器100的方框图。服务器100可以包括操作系统202。操作系统202可以包括图形API 204和窗口/图形协议206。图形API 204可以包括一组例程、协议和工具，用于创建作为开放源码软件的图形软件应用程序(例如X11和Open GL)。所述窗口/图形协议206可以包括一组例程、协议和工具，用于管理针对各种应用程序(例如开放源码X-Server)的显示窗口，或其它任意窗口仿真程序。
服务器100还包括真实或计算机产生对象的3D模型210。3D模型210包括由3D应用程序再现模块212再现的所有必要模型信息，以创建投影视图图像108。
3D应用程序再现模块212使用图形API 204向3D图形加速器110发送适当命令，以便创建投影视图图像108。在一些应用程序中，优选地，将投影视图图像108存储在帧缓冲器216中，以便在用于服务器100的监视器(未示出)上显示可视的对象。服务器100还用于通过窗口/图形协议206向客户机102处的窗口API/X-Server 304发送用于2D对象214的UI信息。3D再现模块212和2D对象214定义了驻留在服务器100上的分布式应用程序。
可以通过3D图形加速器110来缩小投影视图图像108。缩放可以包括基于动态选择的缩放因子来缩小投影视图图像108的尺寸。可以通过特定客户机的性能需要或自适应地根据使用的工作流来确定用于缩小投影视图图像208的缩放因子。参考图4来更详细地描述缩放处理。
窗口/图形协议206可以用于打开应用程序3D窗口218并显示存储在帧缓冲器216中的缩小图像112。应用程序3D窗口218还可以包含来自窗口/图形协议206的窗口信息。应用程序3D窗口218和应用程序再现窗口106可以相关到执行类似功能的程度，并驻留在3D图形加速器110的存储器中。
优选地，应用程序3D窗口218包括根据帧缓冲器216的存储。在一些实施例中，来自帧缓冲器216的存储是指显示在服务器100处的监视器(未示出)上的3D图形加速器110的可视存储。
窗口/图形协议206还用于打开位于客户机102处的窗口。此外，应用程序3D窗口218可以用于向客户机102发送信息。在一些实施例中，可以从帧缓冲器216将来自应用程序3D窗口218的信息直接发送到客户机102。然后，一旦来自3D图形加速器110的存储映射到3D图形加速器114的各个存储器时，可以在客户机102处由窗口API/X-Server 304打开的窗口中显示应用程序3D窗口218。
图3是根据本发明实施例的客户机102的方框图。客户机102可以包括操作系统302。操作系统302可以包括窗口API/X-Server 304。窗口API/X-Server 304可以包括一组例程、协议或工具，用于管理用于各种应用程序的显示窗口，例如X windowing系统或X windowing仿真器。
客户机102可以接收来自服务器100的信息。可以由窗口API/X-Server 304接收信息。从服务器100接收的信息可以包括含有指令或协议的信息，以便打开一个或多个显示窗口，或显示来自窗口/图形协议206的数据。从服务器100接收的信息还可以包括缩小图像112和/或来自帧缓冲器216的其它图形信息。
将来自帧缓冲器216的信息发送到3D图形加速器114，优选地，所述3D图形加速器用于再现扩大的图像116。用于3D图形加速器114的GPU可以用于执行双线性插值或其它希望的功能，以便再现扩大的图像116。该处理还可以包括由3D图形加速器114执行的纹理滤波器的应用程序，这导致更平滑、更连续的图像。
窗口API/X-Server 304可以用于打开一个或多个窗口，以便显示扩大的图像116和其它数据。例如，窗口API/X-Server 304可以用于打开显示扩大的图像116的应用程序3D窗口310。此外，窗口API/X-Server 304可以用于打开显示UI信息的用户界面窗口308(例如文本和其它菜单操作对象)以及显示其它2D图像(颜色映射和其它对象)的应用程序2D窗口312。
优选地，用户界面窗口308、应用程序3D窗口310以及应用程序2D窗口312是驻留在3D图形加速器114的存储器中的帧缓冲器306的一部分。在本实施例中，可以在位于客户机102处的显示设备(未示出)上显示用户界面窗口308、应用程序3D窗口310以及应用程序2D窗口312。应用程序3D窗口310和远程应用程序再现窗口118可以相关到执行类似功能的程度，并驻留在3D图形加速器114的存储器中。
现在参考图4，示出了根据本发明实施例的3D图形加速器110的方框图。可以将3D应用程序再现模块212的结果(即，投影视图图像108)存储在分立信息单元的阵列中。可以将这些分立信息单元中的每一个称作组件块(component chunk)。每一个组件块可以包括与颜色通道元素相关联的数值阵列。例如，在一个实现方式中，每一个组件块包括按照任意预定的顺序与红色、绿色以及蓝色(RGB)相对应的数值。在另一个实现方式中，每一个组件块可以包括按照任意预定的顺序与红色、绿色。蓝色以及不透明因子alpha(RGBA)相对应的数值。
3D图形加速器110还可以包括纹理存储器404、后台(back)缓冲器406以及象素传送和映射模块408。在一个实施例中，帧缓冲器216、纹理存储器404以及后缓冲器406存在于3D图形加速器110的存储器中。也被称作纹理高速缓冲器的纹理存储器404可以包括设置在一旁用于图形操作的专用存储器。可以将组件块信息绑定到纹理存储器404，这包括将组件块信息加载并锁定到纹理存储器404。可以将结果称作纹理映射。将组件块信息绑定到纹理存储器404还可以包括将组件块信息转换为服务器100本身的处理格式，这导致3D图形加速器110中更快的处理性能。可以利用通常处于大多数3D图形卡中的象素传送和映射模块408来实现该操作。由于3D图形加速器110能够重新格式化组件块信息，以便与服务器和客户机本身的处理格式相匹配，因此，CPU、主存储器、总线带宽以及其它计算系统资源可以用于其它处理或任务。
可以缩放包含在纹理存储器404中的信息并将其传送到可视后台缓冲器406。可以由用户选择或指定缩放因子，或由计算机计算或确定。可以根据网络带宽传输需要来指定或确定缩放因子。这取决于在特定客户机102上使用的性能需要或工作流。例如，如果用户需要较高分辨率，可以自适应地减小缩放因子，因此，在获得希望的分辨率和性能之前，增大所传输的数据量。或者，如果用户正在使用非常慢的带宽，可以增大缩放因子，因此，在获得希望的分辨率和交互性能之前，减小所传输的数据量。还可以将包含在纹理存储器404中的信息缩放到与缩放因子成比例的尺寸。例如，在一个实施例中，可以利用因子1/SF2来缩放包含在纹理存储器404中的信息，其中SF是缩放因子。
因此，通过将包含在纹理存储器404中的信息应用于如四边形的多边形可以缩小包含在纹理存储器404(即，纹理图)中的信息，四边形具有相对于投影视图图像108的1/SF的缩放因子。直接将多边形再现到后台缓冲器406中。结果，可以在3D图形加速器110中专门地执行导致缩小图像112的所有操作，这使服务器资源能够执行其它任务。
可以利用象素传送和映射模块408，将后台缓冲器406中的已缩放信息转换为特定客户机102更易于理解的格式。因此，象素传送和映射模块408可以用于重新格式化从后台缓冲器406或帧缓冲器216接收的已缩放信息，以便与3D图形加速器114支持的格式相匹配。该技术可以包括将已缩放信息转换为任意公知格式，包括RGB或RGBA组合。因此，可以将按照上述方式转换的已缩放信息通过网络104从3D图形加速器110发送到一个或多个客户机102。
或者，可以将被转换的已缩放信息发送到压缩模块410。压缩模块410可以位于服务器100处或其它位置。在通过网络104被发送到客户机102之前，压缩模块410将附加的压缩技术应用于已缩放信息。压缩模块410可以应用例如JPEG、MPEG、RLE、LBX、分形编码、小波压缩或其它公知的压缩技术。
在本发明的一个实施例中，位于服务器100处或客户机102处的用户可以希望交互地改变或操纵投影视图108，这可以利用2D窗口和光标信息完成。例如，当更新图形信息时，还可以通过服务器100或客户机102来自动地操纵图形信息。在对其进行操纵的同时，可以利用有损因子显示或成像图形信息，当没有对其进行操纵时，可以利用无损因子来进行显示。
现在参考图5，示出了根据本发明一个实施例用于远程地显示图形的方法的流程图。通过再现来自3D模型210的3D图形信息，所述方法在步骤500开始。在步骤500再现3D图形信息包括通过添加三维属性和性质(例如纹理、照明、阴影以及颜色和阴暗的变化)，将真实感添加到计算机图形中。在步骤500再现3D图形信息还可以包括光线跟踪、扫描线再现或其它公知的再现技术。
例如，可以通过3D应用程序再现模块212来执行再现3D图形信息。如参考图2所述，3D应用程序再现模块212可以使用图形API 204。步骤500可以产生3D信息、2D信息和UI信息的任意组合。
在步骤502，将步骤500的结果存储在3D图形加速器110(即，帧缓冲器216、纹理存储器404、后台缓冲器406或其它任意类型的图形卡存储器)中。在服务器100处，可以将步骤502期间存储的结果存储为组件块，并可选地向用户显示。如参考图4所述，每一个组件块可以是与颜色通道元素相关联的数值的阵列。
步骤504将步骤500的结果绑定到纹理存储器404。步骤504可以包括将步骤500的结果加载并锁定到纹理存储器404。可以将步骤504的结果称作绑定纹理映射。如参考图4所述，步骤504还可以包括将结果(纹理映射)转换为服务器100本身的处理格式。利用象素传送和映射模块408可以实现该转换技术，这导致在3D图形加速器110中更快的处理性能，并使CPU主存储器、总线带宽以及其它系统资源可以用于其它任务。
在步骤506，按照参考图4所述的方式，通过选择、指定或确定缩放因子以及将已缩放结果再现到3D图形加速器110的存储器中，可以缩放步骤504的结果。根据希望或必要的网络带宽减小，可以由用户指定或由计算机确定缩放因子。这可以取决于特定客户机102的性能需要。例如，步骤506可以包括将包含在纹理存储器404中的信息缩放为与缩放因子成比例的尺寸。在一个实施例中，这包括由因子1/SF2缩放包含在纹理存储器404中的信息，其中SF是缩放因子。
步骤508将步骤506的缩放结果转换为特定客户机102更易于理解的格式。还可以通过利用象素传送和映射模块408来执行步骤508。因此，如参考图4所述，象素传送和映射模块408用于重新格式化步骤506的缩放结果，以便于客户机102的3D图形加速器114支持的格式相匹配。该技术可以包括将步骤506的缩放结果转换为包括RGB或RGBA组合的任意公知格式。可以通过网络104将步骤508的结果发送到一个或多个客户机102。
或者，可以在步骤510利用压缩模块410来压缩步骤508的结果。可以在服务器100或其它位置上执行步骤510。步骤510可以包括在通过网络104被发送到客户机102之前，将附加压缩技术应用于步骤508的结果。步骤510可以包括应用例如JPEG、MPEG、RLE、LBX、分形编码、小波压缩或其它公知的压缩技术。
可以在3D图形加速器110的存储器和处理单元中专门地执行步骤504、506和508。结果，CPU、主存储器、总线带宽以及其它系统资源可以用于其它处理或任务。
在本发明的一个实施例中，位于服务器100或客户机102处的用户可以希望交互地改变或操纵从3D应用程序再现模块212再现的图形信息。例如，当更新图形信息时，还可以通过服务器100或客户机102来自动地操纵图形信息。在对其进行操纵的同时，可以利用有损因子显示或成像图形信息，当没有对其进行操纵时，可以利用无损因子来进行显示。
可以在步骤512中打开一个或多个显示连接。步骤512可以包括在服务器100上运行的、能够向特定客户机102的远程窗口系统打开一个或多个显示连接的应用程序。因此，如参考图2所述，可以利用图形API 204和窗口/图形协议206来执行步骤512。可以由客户机窗口管理器系统来管理打开的空客户机窗口。
在步骤514，可以通过网络104将来自3D图形加速器110的协议和信息发送到客户机102。发送协议可以包括通过网络104发送窗口协议、窗口管理协议或图形协议。在一个实施例中，客户机102可以执行窗口系统协议和命令，而无需运行任意客户机侧处理或后台程序。从3D图形加速器110发送信息可以包括将“原始”或未处理存储从3D图形加速器110发送到3D图形加速器114。或者，如参考图4所述，在将其发送到客户机102之前，可以压缩来自3D图形加速器110的信息。
在步骤516，可以利用所发送的协议在打开的窗口上向客户机102显示来自3D图形加速器114的存储器的信息。
总而言之，包括3D应用程序再现模块121和2D对象214的应用程序的单个可执行示例可以位于服务器100上。因此，如参考步骤512所述，服务器100可以远程地打开各种显示连接。这使得服务器100能够利用不同的图形存储分辨率以及不同的缩放因子将来自3D图形加速器110的原始存储直接写入多个客户机。这还使服务器100能够控制本地和远程窗口刷新，以便仅仅根据需要并在需要的特定窗口上刷新窗口。还使得应用程序能够控制用于特定窗口的安全设置，或使用用于特定窗口的自适应有损或无损压缩。此外，无需由客户机102执行再现(步骤500)的事实可以减小或消除许多传统系统对于客户机102的需要。
图6a-f示出了根据本发明多个实施例的各种可选网络环境。图6a-f所示的计算机可以包括台式计算机、膝上型计算机、专用服务器、超级计算机、个人数字助理(PDA)、其它公知计算设备、或其任意组合。
图6a示出了本地环境。本地环境可以包括本地运行的服务器/客户机600。服务器/客户机600可以再现并显示3D图形数据。
图6b示出了协作集线器网络环境。协作集线器可以包括向多个其它计算机发送数据并接收来自多个其它计算机的数据的任意计算机。协作集线器还可以被配置成将从多个其它计算机接收到的改变合并为单个数据对象或其它数据示例。协作集线器还可以控制用于一个或多个其它计算机的应用程序安全设置。协作集线器网络环境可以包括服务器/协作集线器602，可以再现并显示3D图形数据以及用作协作集线器。协作集线器网络环境还可以包括远程地显示在服务器/协作集线器602上再现的3D图形数据的一个或多个协作客户机604、606。在一个实施例中，协作客户机604、606还改变或操纵所再现的数据。可以由服务器/协作集线器602跟踪、处理或存储这些改变。
图6c示出了远程执行网络环境。该远程执行网络环境可以包括再现并显示3D图形数据的服务器608。远程执行网络环境还可以包括远程地显示在服务器608上再现的3D图形数据的一个或多个协作客户机610。
图6d示出了远程执行和协作网络环境。远程执行和协作网络环境可以包括可视或不可视地再现并显示3D图形数据的服务器612。远程执行和协作网络环境还可以包括一个或多个客户机/协作集线器614。每一个客户机/协作集线器614可以远程地显示在服务器612上再现的3D图形数据。每一个客户机/协作集线器614可以向一个或多个协作客户机616、618发送数据并接收来自其的数据。每一个客户机/协作集线器614还被配置成将从协作客户机616、618接收到的改变合并为单个数据对象或其它数据示例。客户机/协作集线器614还可以控制用于协作客户机616、618的安全设置。协作客户机616、618可以通过客户机/协作集线器614远程地显示在服务器612上再现的3D图形数据并对其进行发送。在一个实施例中，协作客户机616、618还可以改变或操纵所再现的数据。可以通过窗口由每一个客户机/协作集线器614跟踪、处理或存储这些改变，并显示要发送到服务器612的、用于处理并同步所有客户机交互的状态改变。
图6e示出了应用程序服务提供商(ASP)网络环境。ASP网络环境可以包括再现并显示3D图形数据的一个或多个服务器620、622、624。ASP网络环境还可以包括一个或多个客户机/ASP服务器626。每一个客户机/ASP服务器626可以接收在服务器620、622、624上再现的3D图形数据。客户机/ASP服务器626可以包括计算机，所述计算机被配置成管理基于软件的服务和解决方案并将其从中央数据中心分配到广域网或其它网络中的消费者。在一个实施例中，每一个客户机/ASP服务器626可以是与拥有并操作服务器620、622、624或客户机628的实体相分离的实体拥有并操作的第三方服务器。每一个客户机/ASP服务器626可以是：企业ASP，被设计为传递高端商业应用程序；本地或区域ASP，被设计为在本地区域中较小的商业提供各种应用程序服务；专用ASP，被设计为向特定需求提供应用程序；纵向市场ASP，被设计为向特定企业提供支持；或定量商业ASP，被设计为按量向小型或中等规模商业提供预打包的应用程序服务。ASP网络环境还可以包括远程地显示在服务器620、622、624上再现的3D图形数据并将3D图形数据通过客户机/ASP服务器626发送到每一个客户机628的一个或多个客户机628。
图6f示出了ASP和协作网络环境。ASP和协作网络环境可以包括再现并显示3D图形数据的一个或多个服务器630、632、634。ASP和协作网络环境还可以包括一个或多个客户机/ASP服务器636。每一个客户机/ASP服务器636可以接收在服务器630、632、634上再现的3D图形数据。每一个客户机/ASP服务器636包括计算机，所述计算机被配置成管理基于软件的服务和解决方案并将其从中央数据中心分配到广域网或其它网络中的消费者。在一个实施例中，每一个客户机/ASP服务器636可以是与拥有并操作服务器630、632、634、客户机/协作集线器638或客户机640、642的实体相分离的实体拥有并操作的第三方服务器。每一个客户机/ASP服务器636可以是：企业ASP，被设计为传递高端商业应用程序；本地或区域ASP，被设计为在本地区域中较小的商业提供各种应用程序服务；专用ASP，被设计为向特定需求提供应用程序；纵向市场ASP，被设计为向特定企业提供支持；或定量商业ASP，被设计为按量向小型或中等规模商业提供预打包的应用程序服务。
ASP和协作网络环境还可以包括一个或多个客户机/协作集线器638。每一个客户机/协作集线器638远程地显示在服务器630、632、634上再现的3D图形数据并通过客户机/ASP服务器636发送所述数据。每一个客户机/协作集线器638可以向多个协作客户机640、642发送数据并接收来自其的数据。客户机/协作集线器638还被配置成将从客户机640、642接收到的改变合并为单个数据对象或其它数据示例。每一个客户机/协作集线器638还可以控制用于客户机640、642的安全设置。客户机640、642还可以通过客户机/ASP服务器636以及客户机/协作集线器638远程地显示在服务器630、632、634上再现的3D图形数据并对其进行发送。在另一个实施例中，协作客户机640、642还可以通过窗口改变或操纵所再现的数据，并显示要发送到服务器630、632、634的、用于处理并同步所有客户机交互的状态改变。
本发明的以上描述作为演示，本领域的技术人员可以进行配置和实现的修改。例如，可以按照任意顺序来组合或执行步骤。可以在实施例中分配作为单个描述的硬件、软件或其它资源，并可以在实施例中类似地组合作为分配所述的资源。因此，仅由所附的权利要求来限定本发明的范围。

Claims (60)

1.一种用于图形数据的远程显示的方法，所述图形数据表示了对象的三维模型，所述方法包括步骤：
在服务器上再现图形数据，以形成投影视图图像；
在服务器图形加速器上处理所述投影视图图像，以产生具有小于投影视图图像的传输数据量的传输数据量的缩小图像；
从服务器向客户机发送缩小图像；
在客户机图形加速器处理缩小图像，以便实质上再现投影视图图像；以及
在客户机上显示实质上再现的投影视图图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在服务器图形加速器上处理投影视图图像包括：
将投影视图图像重新格式化为服务器本身的处理格式；
将重新格式化的投影视图图像绑定到纹理存储器，以形成纹理映射；
将纹理映射应用于具有预定缩放因子的多边形，以形成缩小图像；以及
将缩小图像重新格式化为客户机本身的处理格式。
3.根据权利要求1所述的方法，其中通过网络介质将缩小图像从服务器图形加速器发送到客户机图形加速器。
4.根据权利要求1所述的方法，其中通过缩放缩小图像以增大缩小图像的传输数据量，实质上在客户机图形加速器上再现投影视图图像。
5.根据权利要求1所述的方法，其中利用自适应分辨率在客户机上向用户显示实质上再现的投影视图图像。
6.根据权利要求5所述的方法，其中自适应分辨率包括根据有损或无损因子自适应地设置最终分辨率。
7.根据权利要求6所述的方法，其中在操纵图形数据的同时，利用有损因子显示实质上再现的投影视图图像。
8.根据权利要求6所述的方法，其中在图形数据处于静态的同时，利用无损因子显示实质上再现的投影视图图像。
9.根据权利要求8所述的方法，其中按照一对一的象素分辨率显示实质上再现的投影视图图像。
10.根据权利要求1所述的方法，其中服务器和客户机驻留在单个计算机上。
11.根据权利要求1所述的方法，其中服务器用作客户机的协作集线器。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述服务器和客户机工作在远程执行网络环境中。
13.根据权利要求1所述的方法，其中客户机用作客户机/协作集线器。
14.根据权利要求13所述的方法，其中服务器通过客户机/协作集线器与客户机相连。
15.根据权利要求1所述的方法，其中客户机用作客户机/ASP服务器。
16.根据权利要求15所述的方法，其中服务器通过客户机/ASP服务器与客户机相连。
17.根据权利要求15所述的方法，其中服务器通过客户机/ASP服务器以及客户机/协作集线器与客户机相连。
18.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：在服务器上压缩缩小图像，以便进一步减小缩小图像的传输数据量。
19.根据权利要求2所述的方法，还包括步骤：从客户机图形加速器中检索图像，以便将缩小图像重新格式化为客户机本身的处理格式。
20.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：
操纵图形数据，以创建新投影视图图像；
在服务器图形加速器上处理新投影视图图像，以产生具有小于新投影视图图像的传输数据量的传输数据量的新缩小图像；
从服务器向客户机发送新缩小图像；
在客户机图形加速器处理新缩小图像，以便实质上再现新投影视图图像；以及
在客户机上显示实质上再现的新投影视图图像。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括步骤：当显示实质上再现的新投影视图图像时，向客户机发送使用户能够操纵图形数据的协议。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述协议包括窗口协议调用。
23.根据权利要求21所述的方法，其中所述协议包括用户界面信息。
24.一种用于将图形数据发送到一个或多个客户机的方法，所述图形数据表示了对象的三维模型，所述方法包括步骤：
在服务器上再现图形数据，以形成投影视图图像；
在服务器图形加速器上处理所述投影视图图像，以产生具有小于投影视图图像的传输数据量的传输数据量的缩小图像；以及
将所述缩小图像发送到至少一个客户机。
25.根据权利要求24所述的方法，其中在服务器图形加速器上处理投影视图图像包括：
将投影视图图像重新格式化为服务器本身的处理格式；
将重新格式化的投影视图图像绑定到纹理存储器，以形成纹理映射；
将纹理映射应用于具有预定缩放因子的多边形，以形成缩小图像；以及
将缩小图像重写格式化为客户机本身的处理格式。
26.根据权利要求24所述的方法，还包括步骤：
操纵图形数据，以创建新投影视图图像；
在服务器图形加速器上处理新投影视图图像，以产生具有小于新投影视图图像的传输数据量的传输数据量的新缩小图像；以及
从服务器向客户机发送新缩小图像。
27.根据权利要求24所述的方法，还包括步骤：向客户机发送使用户能够操纵图形数据的协议。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述协议包括窗口协议调用。
29.根据权利要求27所述的方法，其中所述协议包括用户界面信息。
30.一种用于在客户机上显示图形数据的方法，所述图形数据表示了对象的三维模型，所述方法包括步骤：
接收来自服务器的缩小图像，所述缩小图像表示了从服务器上的图形数据再现的投影视图图像的较小透视；
在客户机图形加速器上处理缩小图像，以便实质上再现投影视图图像；以及
在客户机上显示实质上再现的投影视图图像。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述缩小图像具有小于投影视图图像的传输数据量的传输数据量。
32.根据权利要求31所述的方法，其中通过缩放缩小图像以增大缩小图像的传输数据量，实质上在客户机图形加速器上再现投影视图图像。
33.根据权利要求30所述的方法，其中利用自适应分辨率在客户机上向用户显示实质上再现的投影视图图像。
34.根据权利要求30所述的方法，还包括步骤：从服务器接收使用户能够操纵图形数据的协议。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述协议包括窗口协议调用。
36.根据权利要求34所述的方法，其中所述协议包括用户界面信息。
37.一种用于图形数据的远程显示的系统，所述图形数据表示了对象的三维模型，所述系统包括：
服务器；
服务器应用程序再现模块，被配置成以投影视图图像的形式再现图形数据；
服务器图形加速器，被配置成根据所述投影视图图像产生缩小图像，所述缩小图像具有小于投影视图图像的传输数据量的传输数据量；
网络，用于向客户机发送缩小图像；
客户机图形加速器，被配置成实质上再现投影视图图像；以及
监视器，用于在客户机上显示实质上再现的投影视图图像。
38.根据权利要求38所述的系统，其中还操纵图形数据，以创建新投影视图图像，服务器图形加速器还被配置成处理新投影视图图像，以产生具有小于新投影视图图像的传输数据量的传输数据量的新缩小图像，经过网络从服务器向客户机发送新缩小图像，客户机图形加速器还被配置成处理新缩小图像，以便实质上再现新投影视图图像，监视器显示实质上再现的新投影视图图像。
39.根据权利要求38所述的系统，其中当在监视器上显示实质上再现的新投影视图图像时，通过网络从服务器向客户机发送使用户能够操纵图形数据的协议。
40.根据权利要求39所述的系统，其中所述协议包括窗口协议调用。
41.根据权利要求39所述的系统，其中所述协议包括用户界面协议调用。
42.根据权利要求37所述的系统，其中本地服务器和客户机驻留在相同的计算机上。
43.根据权利要求37所述的系统，其中服务器用作客户机的协作集线器。
44.根据权利要求37所述的系统，其中所述服务器和客户机工作在远程执行网络环境中。
45.根据权利要求37所述的系统，其中客户机用作客户机/协作集线器。
46.根据权利要求45所述的系统，其中服务器通过客户机/协作集线器与客户机相连。
47.根据权利要求37所述的系统，其中客户机用作客户机/ASP服务器。
48.根据权利要求47所述的系统，其中服务器通过客户机/ASP服务器与客户机相连。
49.根据权利要求47所述的系统，其中服务器通过客户机/ASP服务器以及客户机/协作集线器与客户机相连。
50.一种用于将图形数据发送到一个或多个客户机的系统，所述图形数据表示了对象的三维模型，所述系统包括：
服务器；
服务器应用程序再现模块，被配置成按照投影视图图像的形式再现图形数据；
服务器图形加速器，被配置成根据投影视图图像产生缩小图像，所述缩小图像具有小于投影视图图像的传输数据量的传输数据量；以及
网络，用于将所述缩小图像发送到客户机。
51.根据权利要求50所述的系统，其中服务器图形加速器还被配置成：
将投影视图图像重新格式化为服务器本身的处理格式；
将重新格式化的投影视图图像绑定到纹理存储器，以形成纹理映射；
将纹理映射应用于具有预定缩放因子的多边形，以形成缩小图像；以及
将缩小图像重写格式化为客户机本身的处理格式。
52.根据权利要求50所述的系统，其中操纵图形数据，以创建新投影视图图像，服务器图形加速器还被配置成处理新投影视图图像，以产生具有小于新投影视图图像的传输数据量的传输数据量的新缩小图像，通过网络从服务器向客户机发送新缩小图像。
53.根据权利要求50所述的系统，其中通过网络从服务器向客户机发送使用户能够操纵图形数据的协议。
54.根据权利要求53所述的系统，其中所述协议包括窗口协议调用。
55.根据权利要求53所述的方法，其中所述协议包括用户界面信息。
56.一种用于在客户机上显示图形数据的系统，所述图形数据表示了对象的三维模型，所述系统包括：
客户机，用于接收来自服务器的缩小图像，所述缩小图像表示了从服务器上的图形数据再现的投影视图图像的较小透视；
客户机图形加速器，用于处理缩小图像，以便实质上再现投影视图图像；以及
监视器，用于在客户机上显示实质上再现的投影视图图像。
57.根据权利要求56所述的系统，其中所述缩小图像具有小于投影视图图像的传输数据量的传输数据量。
58.根据权利要求57所述的系统，其中通过缩放缩小图像以增大缩小图像的传输数据量，实质上在客户机图形加速器上再现投影视图图像。
59.根据权利要求56所述的方法，其中利用自适应分辨率在客户机上向用户显示实质上再现的投影视图图像。
60.一种用于图形数据的远程操纵和显示的方法，所述图形数据表示了对象的三维模型，所述方法包括步骤：
在服务器上再现图形数据，以形成投影视图图像；
处理所述投影视图图像，以产生具有小于投影视图图像的传输数据量的传输数据量的缩小图像；
从服务器向客户机发送缩小图像；
处理缩小图像，以便实质上再现投影视图图像；
在客户机上显示实质上再现的投影视图图像；
操纵图形数据，以创建新投影视图图像；
处理新投影视图图像，以产生具有小于新投影视图图像的传输数据量的传输数据量的新缩小图像；
从服务器向客户机发送新缩小图像；
处理所述新缩小图像，以便实质上再现新投影视图图像；以及
与图形数据的操作相对应地在在客户机上显示实质上再现的新投影视图图像。
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