JP2003271985A - 並列画像処理方法及びそのシステム - Google Patents
並列画像処理方法及びそのシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の計算機に画像をそれぞれ並列処理させ
ることにより、処理能力の向上を図る。 【解決手段】 制御計算機3は、ディスプレイ装置53
の表示エリアを複数に分割する。また、制御計算機3の
キーボード、マウス等により3次元モデルに対して操作
を行う。この操作データから3次元モデルの位置、向き
等のデータを作成し、分割された領域とともに複数の描
画計算機5、7、9、11に送信する。この各々の描画
計算機は分割された画像の担当エリアのみ画像処理を行
う。表示計算機13は各々の描画計算機からランダムに
送られてくる分割された画像を合体させ完成させる。
ることにより、処理能力の向上を図る。 【解決手段】 制御計算機3は、ディスプレイ装置53
の表示エリアを複数に分割する。また、制御計算機3の
キーボード、マウス等により3次元モデルに対して操作
を行う。この操作データから3次元モデルの位置、向き
等のデータを作成し、分割された領域とともに複数の描
画計算機5、7、9、11に送信する。この各々の描画
計算機は分割された画像の担当エリアのみ画像処理を行
う。表示計算機13は各々の描画計算機からランダムに
送られてくる分割された画像を合体させ完成させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、並列画像処理方
法及びそのシステムに係り、さらに詳細には、複数の計
算機を用いて画像処理を並列に行う並列画像処理方法及
びそのシステムに関する。
法及びそのシステムに係り、さらに詳細には、複数の計
算機を用いて画像処理を並列に行う並列画像処理方法及
びそのシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、描画等の画像処理を行う場合は、
描画等の機能を持つ1台の計算機で行う。すなわち、1
台の計算機に備えられたCPU、メモリ、描画プロッセ
サにより処理された画像は、例えばフレームバッファの
ようなVRAMに一時的に保管される。そして、ディス
プレイインターフェイスを介してディスプレイ装置に表
示される。
描画等の機能を持つ1台の計算機で行う。すなわち、1
台の計算機に備えられたCPU、メモリ、描画プロッセ
サにより処理された画像は、例えばフレームバッファの
ようなVRAMに一時的に保管される。そして、ディス
プレイインターフェイスを介してディスプレイ装置に表
示される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような、従来の画
像処理システムでは、例えば以下のような問題があっ
た。すなわち、描画処理を行う場合、表示画面上で描画
領域に含まれるデータ量が多いほど、1台の計算機は描
画等の画像処理に時間を要する。通常、この種の画像処
理システムでは、リアルタイムに処理を行うことが要求
されており、最低でも1秒間に10回は画像データを更
新する必要がある。
像処理システムでは、例えば以下のような問題があっ
た。すなわち、描画処理を行う場合、表示画面上で描画
領域に含まれるデータ量が多いほど、1台の計算機は描
画等の画像処理に時間を要する。通常、この種の画像処
理システムでは、リアルタイムに処理を行うことが要求
されており、最低でも1秒間に10回は画像データを更
新する必要がある。
【0004】しかし、データ量が膨大な場合、それに比
例して描画処理時間も膨大なものとなり、結果的にリア
ルタイム性を損なう原因となっていた。
例して描画処理時間も膨大なものとなり、結果的にリア
ルタイム性を損なう原因となっていた。
【0005】近年、描画処理回路の性能は飛躍的に向上
したが、描画処理回路の処理速度の高速化は、限界近く
まで達しており、今後、処理速度の飛躍的な向上も期待
できない。
したが、描画処理回路の処理速度の高速化は、限界近く
まで達しており、今後、処理速度の飛躍的な向上も期待
できない。
【0006】本発明は以上のような技術的課題を達成す
るためになされたものであり、その目的とするところ
は、描画等の画像処理を並列化することで大容量データ
の高速描画を実現することにある。
るためになされたものであり、その目的とするところ
は、描画等の画像処理を並列化することで大容量データ
の高速描画を実現することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述のごとき
問題に鑑みてなされたもので、請求項1に係る発明は、
ディスプレイ装置に表示される画像の画像データを計算
機により並列に処理する並列画像処理方法において、前
記画像を前記ディスプレイ装置の表示枠内で仮想的に分
割し、複数の領域を作成する工程と、前記各領域に複数
の描画計算機の各々を関連づけ、前記各領域に含まれる
画像の分割画像データを並列して処理する工程と、画像
を表示する計算機に処理後の分割画像データが複数集ま
ったときに各処理後の分割画像データを合体し、表示す
べき画像を作成する工程とを含む並列画像処理方法であ
る。
問題に鑑みてなされたもので、請求項1に係る発明は、
ディスプレイ装置に表示される画像の画像データを計算
機により並列に処理する並列画像処理方法において、前
記画像を前記ディスプレイ装置の表示枠内で仮想的に分
割し、複数の領域を作成する工程と、前記各領域に複数
の描画計算機の各々を関連づけ、前記各領域に含まれる
画像の分割画像データを並列して処理する工程と、画像
を表示する計算機に処理後の分割画像データが複数集ま
ったときに各処理後の分割画像データを合体し、表示す
べき画像を作成する工程とを含む並列画像処理方法であ
る。
【0008】請求項2に係る発明は、前記各描画計算機
の画像処理の負荷が均一になるように各領域と、描画計
算機との組み合わせを逐次変化する工程を含む上記並列
画像処理方法である。
の画像処理の負荷が均一になるように各領域と、描画計
算機との組み合わせを逐次変化する工程を含む上記並列
画像処理方法である。
【0009】請求項3に係る発明は、前記各描画計算機
の画像処理の負荷が均一になるように分割する領域の面
積を逐次変化する工程を含む上記並列画像処理方法であ
る。
の画像処理の負荷が均一になるように分割する領域の面
積を逐次変化する工程を含む上記並列画像処理方法であ
る。
【0010】請求項4に係る発明は、処理前の分割画像
データと、処理後の分割画像データとの差分を計算し、
この差分データを圧縮した後、表示する計算機に送信す
る工程を含む上記並列画像処理方法である。
データと、処理後の分割画像データとの差分を計算し、
この差分データを圧縮した後、表示する計算機に送信す
る工程を含む上記並列画像処理方法である。
【0011】請求項5に係る発明は、ディスプレイ装置
に表示される画像の画像データを計算機により並列に処
理する並列画像処理システムにおいて、前記画像を前記
ディスプレイ装置の表示枠内で仮想的に分割し、複数の
領域を作成する手段と、前記各領域に複数の描画計算機
の各々を関連づけ、前記各領域に含まれる画像の分割画
像データを並列して処理する手段と、画像を表示する計
算機に処理後の分割画像データが複数集まったときに各
処理後の分割画像データを合体し、表示すべき画像を作
成する手段とを備えた並列画像処理システムである。
に表示される画像の画像データを計算機により並列に処
理する並列画像処理システムにおいて、前記画像を前記
ディスプレイ装置の表示枠内で仮想的に分割し、複数の
領域を作成する手段と、前記各領域に複数の描画計算機
の各々を関連づけ、前記各領域に含まれる画像の分割画
像データを並列して処理する手段と、画像を表示する計
算機に処理後の分割画像データが複数集まったときに各
処理後の分割画像データを合体し、表示すべき画像を作
成する手段とを備えた並列画像処理システムである。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照して説明する。図1は本実施に係る並列画像処理シス
テム1の概略図である。
照して説明する。図1は本実施に係る並列画像処理シス
テム1の概略図である。
【0013】前記並列画像処理システム1は、画像の分
割を仮想的に行い各描画計算機に描画領域を特定する描
画領域指定データ、カメラデータ(例えば、3次元モデ
ルを観察する視点の位置、向き等を変えるオペレーショ
ンに関するデータ)等を送信する制御計算機3と、上記
のデータから分割画像データを作成し画像処理を行う複
数の描画計算機(本例では、描画計算機5、描画計算機
7、描画計算機9、描画計算機11を備えたシステムを
想定しているが台数は2台以上の描画計算機を備えてい
ればよい)と、処理後の分割画像データを受信し合体し
てディスプレイ装置53に表示する表示計算機13とを
備えている。
割を仮想的に行い各描画計算機に描画領域を特定する描
画領域指定データ、カメラデータ(例えば、3次元モデ
ルを観察する視点の位置、向き等を変えるオペレーショ
ンに関するデータ)等を送信する制御計算機3と、上記
のデータから分割画像データを作成し画像処理を行う複
数の描画計算機(本例では、描画計算機5、描画計算機
7、描画計算機9、描画計算機11を備えたシステムを
想定しているが台数は2台以上の描画計算機を備えてい
ればよい)と、処理後の分割画像データを受信し合体し
てディスプレイ装置53に表示する表示計算機13とを
備えている。
【0014】前記制御計算機3と、複数の描画計算機
5、7、9、11と、表示計算機13とはネットワーク
15(バス型、トークンリング型等、また、公衆回線、
専用回線、無線等を問わない)により通信可能になって
いる。
5、7、9、11と、表示計算機13とはネットワーク
15(バス型、トークンリング型等、また、公衆回線、
専用回線、無線等を問わない)により通信可能になって
いる。
【0015】前記制御計算機3は、CPU17と、メモ
リ19と、インターフェイス(I/F)21と、操作デ
バイス23と、デバイスインターフェイス25と、負荷
分散制御部27と、負荷分散制御部29と、領域分割部
31とを備えている。
リ19と、インターフェイス(I/F)21と、操作デ
バイス23と、デバイスインターフェイス25と、負荷
分散制御部27と、負荷分散制御部29と、領域分割部
31とを備えている。
【0016】前記負荷分散制御部27は、画像処理の負
荷が均一になるように各領域と、この領域の処理を行う
描画計算機との組み合わせを決定する。
荷が均一になるように各領域と、この領域の処理を行う
描画計算機との組み合わせを決定する。
【0017】前記負荷分散制御部29は、各々の描画計
算機の画像処理の負荷が均一になるように分割する領域
の面積を決定する。
算機の画像処理の負荷が均一になるように分割する領域
の面積を決定する。
【0018】前記描画計算機5、7、9、11は各々の
計算機毎に、CPU33と、インターフェイス35と、
受信したカメラデータ、描画領域指定データ等を参照
し、指定領域に含まれるデータに対し画像処理を行う描
画プロッセサ37と、処理後の分割画像データを記憶す
るフレームバッファ39とを備えている。
計算機毎に、CPU33と、インターフェイス35と、
受信したカメラデータ、描画領域指定データ等を参照
し、指定領域に含まれるデータに対し画像処理を行う描
画プロッセサ37と、処理後の分割画像データを記憶す
るフレームバッファ39とを備えている。
【0019】前記表示計算機13はCPU41と、イン
ターフェイス43と、受信した分割画像データ(圧縮し
た差分データを含む、以下同じ)を記憶するメモリ45
と、複数の分割画像データを合体した画像データを記憶
するフレームバッファ47と、複数の分割画像データを
合体させる描画プロッセサ49と、ディスプレイインタ
ーフェイス51と、ディスプレイ装置53とを備えてい
る。
ターフェイス43と、受信した分割画像データ(圧縮し
た差分データを含む、以下同じ)を記憶するメモリ45
と、複数の分割画像データを合体した画像データを記憶
するフレームバッファ47と、複数の分割画像データを
合体させる描画プロッセサ49と、ディスプレイインタ
ーフェイス51と、ディスプレイ装置53とを備えてい
る。
【0020】図2を参照する。ディスプレイ装置53に
表示する領域を領域201、領域203、領域305、
領域207に分割したものである。これにより、4台の
描画計算機5、7、9、11を並列に使用して処理を行
うことができる。
表示する領域を領域201、領域203、領域305、
領域207に分割したものである。これにより、4台の
描画計算機5、7、9、11を並列に使用して処理を行
うことができる。
【0021】図3を参照する。制御計算機3と、描画計
算機5、7、9、11と、表示計算機13との役割分担
を示している。すなわち、前記制御計算機3は、3次元
モデルデータを描画計算機5、7、9、11に送信す
る。これにより、各描画計算機k(本例で、描画計算機
kというときは、描画計算機5、7、9、11のうち、
いずれか1台をいう)は描画領域指定データ、カメラデ
ータ等を受信するのみで3次元モデルデータに基づき画
像処理を行うことができる。そして、ユーザ等が行った
操作からカメラデータを作成して各描画計算機kに送信
する。また、各描画計算機kから送信されてくる描画終
了メッセージを受信する。これにより、どの描画計算機
kが空いているのか判断することができる。
算機5、7、9、11と、表示計算機13との役割分担
を示している。すなわち、前記制御計算機3は、3次元
モデルデータを描画計算機5、7、9、11に送信す
る。これにより、各描画計算機k(本例で、描画計算機
kというときは、描画計算機5、7、9、11のうち、
いずれか1台をいう)は描画領域指定データ、カメラデ
ータ等を受信するのみで3次元モデルデータに基づき画
像処理を行うことができる。そして、ユーザ等が行った
操作からカメラデータを作成して各描画計算機kに送信
する。また、各描画計算機kから送信されてくる描画終
了メッセージを受信する。これにより、どの描画計算機
kが空いているのか判断することができる。
【0022】前記描画計算機kは、3次元モデルデータ
を受信しメモリに記憶する。そして、描画領域指定デー
タ、カメラデータ等を受信し、分割画像データを処理し
表示計算機13に送信する。
を受信しメモリに記憶する。そして、描画領域指定デー
タ、カメラデータ等を受信し、分割画像データを処理し
表示計算機13に送信する。
【0023】前記表示計算機13は処理された分割画像
データを逐次受信する。そして、これらの分割画像デー
タを合体し画像を作成する。続いて、ディスプレイ装置
53に前記画像を表示する。なお画像は、逐次受信した
毎に更新しても良いし、全ての画像が作成されたとき更
新しても良い。
データを逐次受信する。そして、これらの分割画像デー
タを合体し画像を作成する。続いて、ディスプレイ装置
53に前記画像を表示する。なお画像は、逐次受信した
毎に更新しても良いし、全ての画像が作成されたとき更
新しても良い。
【0024】図4〜図28を参照して並列画像処理シス
テム1の動作を説明する。
テム1の動作を説明する。
【0025】図4、図5、及び図6を参照する。制御計
算機3の動作を示している。ステップS401では、制
御計算機3は全ての描画計算機5、7、9、11に3次
元モデルデータを送信する。これにより、各描画計算機
kは描画領域指定データ、カメラデータ等を受信するの
みで3次元モデルデータに基づき画像処理を行うことが
できる。
算機3の動作を示している。ステップS401では、制
御計算機3は全ての描画計算機5、7、9、11に3次
元モデルデータを送信する。これにより、各描画計算機
kは描画領域指定データ、カメラデータ等を受信するの
みで3次元モデルデータに基づき画像処理を行うことが
できる。
【0026】ステップS403では制御計算機3は描画
要求メッセージ送信処理を描画計算機kに対して実行す
る。
要求メッセージ送信処理を描画計算機kに対して実行す
る。
【0027】図5を参照する。描画要求メッセージ送信
処理の動作を示している。ステップS501では、操作
デバイスデータ(例えば、3次元モデルに対して姿勢を
変化させる命令、シェーディングの命令等を含む)を操
作デバイス(例えば、マウス、キーボード等を含む)2
3から入力する。
処理の動作を示している。ステップS501では、操作
デバイスデータ(例えば、3次元モデルに対して姿勢を
変化させる命令、シェーディングの命令等を含む)を操
作デバイス(例えば、マウス、キーボード等を含む)2
3から入力する。
【0028】ステップS503では、操作デバイスデー
タを元にカメラデータ(位置及び向き等のデータを含
む)を算出しメモリ19に記憶する。
タを元にカメラデータ(位置及び向き等のデータを含
む)を算出しメモリ19に記憶する。
【0029】ステップS505の処理では、全ての描画
計算機5、7、9、11にカメラデータ及び描画領域指
定データ(分割領域を特定するためのデータで領域分割
部31、負荷分散制御部27、負荷分散制御部29が作
成する)を付与し描画要求メッセージを送信する。
計算機5、7、9、11にカメラデータ及び描画領域指
定データ(分割領域を特定するためのデータで領域分割
部31、負荷分散制御部27、負荷分散制御部29が作
成する)を付与し描画要求メッセージを送信する。
【0030】ステップ507では、全ての描画計算機
5、7、9、11が描画処理中であることをメモリ19
に記憶する。これにより、処理の終わった描画計算機k
を特定することができる。
5、7、9、11が描画処理中であることをメモリ19
に記憶する。これにより、処理の終わった描画計算機k
を特定することができる。
【0031】図6を参照する。描画処理制御の動作を示
す。ステップS601では、描画計算機k(本実施例で
はkは5、7、9、11のいずれかとする)から描画終
了メッセージを受信する。
す。ステップS601では、描画計算機k(本実施例で
はkは5、7、9、11のいずれかとする)から描画終
了メッセージを受信する。
【0032】ステップS603では、描画計算機kが描
画した領域の処理が終了したことをメモリ19に記憶す
る。
画した領域の処理が終了したことをメモリ19に記憶す
る。
【0033】ステップS605では、全ての領域の描画
処理は終了したかどうかを判断する。全ての領域の処理
を終了したと判断したとき処理はステップS607に進
む。処理はまだ、全て終了してないときは何もしない。
処理は終了したかどうかを判断する。全ての領域の処理
を終了したと判断したとき処理はステップS607に進
む。処理はまだ、全て終了してないときは何もしない。
【0034】ステップS607では、描画要求メッセー
ジ送信処理を実行する。これにより、新たな画像処理を
行うことができる。
ジ送信処理を実行する。これにより、新たな画像処理を
行うことができる。
【0035】図7及び図8を参照する。描画計算機5、
7、9、11の処理の動作を示している。
7、9、11の処理の動作を示している。
【0036】図7に示すように、ステップS701で
は、制御計算機3から送信された3次元モデルデータを
受信しメモリに記憶する。
は、制御計算機3から送信された3次元モデルデータを
受信しメモリに記憶する。
【0037】図8を参照する。ステップS801では、
制御計算機3から描画要求メッセージを受信する。
制御計算機3から描画要求メッセージを受信する。
【0038】ステップS803では、描画プロッセサ4
9はカメラデータ(位置及び向き等のデータ)、描画領
域指定データ及び3次元モデルデータを元に分割画像デ
ータを作成する。
9はカメラデータ(位置及び向き等のデータ)、描画領
域指定データ及び3次元モデルデータを元に分割画像デ
ータを作成する。
【0039】ステップS805では、分割画像データに
対し、差分計算を行った後、差分データを圧縮し表示計
算機13に送信する。これにより、送信時間の短縮を図
ることができる。
対し、差分計算を行った後、差分データを圧縮し表示計
算機13に送信する。これにより、送信時間の短縮を図
ることができる。
【0040】ステップS807では、描画計算機kは制
御計算機3に描画終了メッセージを送信する。これによ
り、制御計算機3は前記描画計算機kが空き状態になっ
たことを認識できる。
御計算機3に描画終了メッセージを送信する。これによ
り、制御計算機3は前記描画計算機kが空き状態になっ
たことを認識できる。
【0041】図9を参照する。表示計算機13の動作を
示している。ステップS901では、描画計算機kから
分割画像データ(圧縮された差分データを含む)を受信
し、このデータ伸張した後、メモリ45上に記憶する。
示している。ステップS901では、描画計算機kから
分割画像データ(圧縮された差分データを含む)を受信
し、このデータ伸張した後、メモリ45上に記憶する。
【0042】ステップS903では、全ての分割画像デ
ータを受信したかどうかを判断する。全ての分割画像デ
ータを処理したと判断したとき処理はステップS905
に進む。未だ全ての分割画像データを処理していないと
判断されたとき何もしない。
ータを受信したかどうかを判断する。全ての分割画像デ
ータを処理したと判断したとき処理はステップS905
に進む。未だ全ての分割画像データを処理していないと
判断されたとき何もしない。
【0043】ステップS905では、メモリ45上の画
像データをフレームバッファにコピーした後、フレーム
バッファ47上の画像をディスプレイ装置53に出力す
るコマンドをビデオカードに出力する。これにより、描
画プロセッサ49により合体された画像が作成されディ
スプレイ装置53には画像(分割画像が合体され作成さ
れた画像)が更新される。
像データをフレームバッファにコピーした後、フレーム
バッファ47上の画像をディスプレイ装置53に出力す
るコマンドをビデオカードに出力する。これにより、描
画プロセッサ49により合体された画像が作成されディ
スプレイ装置53には画像(分割画像が合体され作成さ
れた画像)が更新される。
【0044】図10〜図18を参照する。上述の方法に
各々の前記描画計算機kの画像処理の負荷が均一になる
ように各領域と、この領域の処理を行う描画計算機kと
の組み合わせを逐次変化させる方法の動作を示してい
る。
各々の前記描画計算機kの画像処理の負荷が均一になる
ように各領域と、この領域の処理を行う描画計算機kと
の組み合わせを逐次変化させる方法の動作を示してい
る。
【0045】図10は画面を16分割(領域A〜領域
P)した例を示している。
P)した例を示している。
【0046】図11及び図12は各分割画像データをど
の描画計算機kが処理を行うかを示している。
の描画計算機kが処理を行うかを示している。
【0047】図11を参照する。フレームNでは領域A
を描画計算機5が処理する。領域Bを描画計算機7が処
理する。領域Cを描画計算機9が処理する。領域Dを描
画計算機11が処理する。領域Eを描画計算機11が処
理する。領域Fを描画計算機5が処理する。領域Gを描
画計算機7が処理する。領域Hを描画計算機5が処理す
る。領域Iを描画計算機9が処理する。領域Jを描画計
算機7が処理する。領域Kを描画計算機5が処理する。
領域Lを描画計算機7が処理する。領域Mを描画計算機
9が処理する。領域Nを描画計算機7が処理する。領域
Oを描画計算機5が処理する。領域Pを描画計算機11
が処理する。
を描画計算機5が処理する。領域Bを描画計算機7が処
理する。領域Cを描画計算機9が処理する。領域Dを描
画計算機11が処理する。領域Eを描画計算機11が処
理する。領域Fを描画計算機5が処理する。領域Gを描
画計算機7が処理する。領域Hを描画計算機5が処理す
る。領域Iを描画計算機9が処理する。領域Jを描画計
算機7が処理する。領域Kを描画計算機5が処理する。
領域Lを描画計算機7が処理する。領域Mを描画計算機
9が処理する。領域Nを描画計算機7が処理する。領域
Oを描画計算機5が処理する。領域Pを描画計算機11
が処理する。
【0048】図12を参照する。上記の配列で処理を行
っている場合、既に処理を終了して空き状態になる描画
計算機kが出てくる。この空き状態の描画計算機kを未
だ未処理の領域の分割画像データに割り当て再度、構成
したときの状態を示す。すなわち、領域Aを描画計算機
5が処理する。領域Bを描画計算機7が処理する。領域
Cを描画計算機9が処理する。領域Dを描画計算機11
が処理する。領域Eを描画計算機5が処理する。領域F
を描画計算機11が処理する。領域Gを描画計算機7が
処理する。領域Hを描画計算機7が処理する。領域Iを
描画計算機7が処理する。領域Jを描画計算機11が処
理する。領域Kを描画計算機9が処理する。領域Lを描
画計算機5が処理する。領域Mを描画計算機7が処理す
る。領域Nを描画計算機9が処理する。領域Oを描画計
算機11が処理する。領域Pを描画計算機5が処理す
る。このように、負荷分散制御部27はスケジュールを
組み直す。
っている場合、既に処理を終了して空き状態になる描画
計算機kが出てくる。この空き状態の描画計算機kを未
だ未処理の領域の分割画像データに割り当て再度、構成
したときの状態を示す。すなわち、領域Aを描画計算機
5が処理する。領域Bを描画計算機7が処理する。領域
Cを描画計算機9が処理する。領域Dを描画計算機11
が処理する。領域Eを描画計算機5が処理する。領域F
を描画計算機11が処理する。領域Gを描画計算機7が
処理する。領域Hを描画計算機7が処理する。領域Iを
描画計算機7が処理する。領域Jを描画計算機11が処
理する。領域Kを描画計算機9が処理する。領域Lを描
画計算機5が処理する。領域Mを描画計算機7が処理す
る。領域Nを描画計算機9が処理する。領域Oを描画計
算機11が処理する。領域Pを描画計算機5が処理す
る。このように、負荷分散制御部27はスケジュールを
組み直す。
【0049】図13、図14及び図15を参照する。制
御計算機3の動作を示している。
御計算機3の動作を示している。
【0050】図13に示すようにステップS1301で
は、制御計算機3は全ての描画計算機5、7、9、11
に3次元モデルデータを送信する。
は、制御計算機3は全ての描画計算機5、7、9、11
に3次元モデルデータを送信する。
【0051】ステップS1303は操作デバイス23が
操作デバイスデータを入力する。
操作デバイスデータを入力する。
【0052】ステップS1305では、制御計算機3は
操作デバイスデータを元にカメラデータ(位置及び向き
等のデータ)を算出しメモリ19に記憶する。
操作デバイスデータを元にカメラデータ(位置及び向き
等のデータ)を算出しメモリ19に記憶する。
【0053】ステップS1307は、全ての描画計算機
5、7、9、11に対し、描画要求メッセージ送信処理
を実行する。
5、7、9、11に対し、描画要求メッセージ送信処理
を実行する。
【0054】図14は描画要求メッセージ処理を示す。
ステップS1401では、描画計算機kに対し、カメラ
データ及び未処理の描画領域指定データを付与し描画要
求メッセージを送信する。
ステップS1401では、描画計算機kに対し、カメラ
データ及び未処理の描画領域指定データを付与し描画要
求メッセージを送信する。
【0055】図15を参照する。制御計算機3による描
画制御処理の動作を示す。ステップS1501では、描
画計算機kから描画終了メッセージを受信する。
画制御処理の動作を示す。ステップS1501では、描
画計算機kから描画終了メッセージを受信する。
【0056】ステップS1503では、描画計算機kが
描画した領域の処理が終了したことをメモリ19に記憶
する。
描画した領域の処理が終了したことをメモリ19に記憶
する。
【0057】ステップS1505では、全ての領域の描
画処理は終了したかどうかを判断する。全ての領域の描
画処理を終了したと判断したときステップS1507に
進む。未だ全ての処理は終了していないと判断したとき
処理はステップS1509に進む。
画処理は終了したかどうかを判断する。全ての領域の描
画処理を終了したと判断したときステップS1507に
進む。未だ全ての処理は終了していないと判断したとき
処理はステップS1509に進む。
【0058】ステップS1507では、操作デバイス2
3により操作デバイスデータを入力する。
3により操作デバイスデータを入力する。
【0059】ステップS1509では、描画計算機kに
対し、描画要求メッセージ送信処理を実行する。
対し、描画要求メッセージ送信処理を実行する。
【0060】ステップS1511では、操作デバイスデ
ータを元にカメラデータ(位置及び向き等のデータ)を
算出しメモリ19に記憶する。
ータを元にカメラデータ(位置及び向き等のデータ)を
算出しメモリ19に記憶する。
【0061】ステップS1513では、全ての描画計算
機5、7、9、11に対し、描画要求メッセージ送信処
理を実行する。
機5、7、9、11に対し、描画要求メッセージ送信処
理を実行する。
【0062】図16及び図17は描画計算機kの動作を
示している。
示している。
【0063】図16に示すようにステップS1601で
は、3次元モデルデータを受信し、メモリに記憶する。
は、3次元モデルデータを受信し、メモリに記憶する。
【0064】図17は分割描画処理を示す。ステップS
1701では、描画計算機kは制御計算機3から描画要
求メッセージを受信する。
1701では、描画計算機kは制御計算機3から描画要
求メッセージを受信する。
【0065】ステップS1703では、カメラデータ
(位置及び向き等のデータ)、描画領域指定データ及び
3次元モデルデータを元に分割画像データを作成する。
(位置及び向き等のデータ)、描画領域指定データ及び
3次元モデルデータを元に分割画像データを作成する。
【0066】ステップS1705では、分割画像データ
に対し、差分計算を行った後、差分データを圧縮し、表
示計算機13に送信する。これにより、送信時間を短縮
することができる。
に対し、差分計算を行った後、差分データを圧縮し、表
示計算機13に送信する。これにより、送信時間を短縮
することができる。
【0067】ステップS1707では、制御計算機に描
画終了メッセージを送信する。
画終了メッセージを送信する。
【0068】図18を参照する。表示計算機13の画像
表示処理の動作を示している。ステップS1801で
は、描画計算機kから分割画像データ(差分データを含
む)を受信し、データを伸張した後、メモリ45上に記
憶する。
表示処理の動作を示している。ステップS1801で
は、描画計算機kから分割画像データ(差分データを含
む)を受信し、データを伸張した後、メモリ45上に記
憶する。
【0069】ステップS1803では、全ての分割画像
データを受信したかどうかを判断する。全ての分割画像
データを受信したと判断したときステップS1805に
進む。未だ全ての分割画像データは受信していないと判
断したとき処理を続行する。
データを受信したかどうかを判断する。全ての分割画像
データを受信したと判断したときステップS1805に
進む。未だ全ての分割画像データは受信していないと判
断したとき処理を続行する。
【0070】ステップS1805では、メモリ45上の
画像データをフレームバッファ47にコピーした後、フ
レームバッファ47の画像をディスプレイ装置53に出
力するコマンドをビデオカードに出力する。
画像データをフレームバッファ47にコピーした後、フ
レームバッファ47の画像をディスプレイ装置53に出
力するコマンドをビデオカードに出力する。
【0071】図19〜図28を参照する。上述の方法に
各描画計算機の描画処理の負荷が均一となるように描画
領域の面積を逐次変化させる手段による画面分割例の動
作を示している。なお、以下に説明する分割例に限ら
ず、各描画計算機kの処理の負荷が均一になるように画
面を所定数に分割するパターンは多数あり、説明を省略
するが、本発明の技術的範囲内である。
各描画計算機の描画処理の負荷が均一となるように描画
領域の面積を逐次変化させる手段による画面分割例の動
作を示している。なお、以下に説明する分割例に限ら
ず、各描画計算機kの処理の負荷が均一になるように画
面を所定数に分割するパターンは多数あり、説明を省略
するが、本発明の技術的範囲内である。
【0072】図19は画面を同一の矩形に4分割(領域
1〜領域4)した場合を示している。
1〜領域4)した場合を示している。
【0073】図20及び図21は負荷を考慮した結果、
分割面積が変化した状態を示している。すなわち、図2
0のフレームNでは、フレーム1での領域1〜領域4の
処理時間を算出した結果、処理時間の長かった順に面積
を小さく設定している。同様に図21のフレームN+1
では、フレームNでの領域1〜領域4の処理時間を算出
した結果、処理時間の長かった順に面積を小さく設定し
ている。これらは、負荷分散制御部29が行っている。
分割面積が変化した状態を示している。すなわち、図2
0のフレームNでは、フレーム1での領域1〜領域4の
処理時間を算出した結果、処理時間の長かった順に面積
を小さく設定している。同様に図21のフレームN+1
では、フレームNでの領域1〜領域4の処理時間を算出
した結果、処理時間の長かった順に面積を小さく設定し
ている。これらは、負荷分散制御部29が行っている。
【0074】図22、図23、図24、及び図25を参
照する。制御計算機3の動作を示している。以下に使用
する計算式の変数等は、図19、図20、及び図21で
定義された変数を意味するものである。
照する。制御計算機3の動作を示している。以下に使用
する計算式の変数等は、図19、図20、及び図21で
定義された変数を意味するものである。
【0075】図22に示すように、ステップS2201
では、全ての描画計算機5、7、9、11に3次元モデ
ルデータを送信する。
では、全ての描画計算機5、7、9、11に3次元モデ
ルデータを送信する。
【0076】ステップS2203では、領域分割計算処
理用変数の初期値をメモリ19に記憶する(例えば、T
k=0、Y1=YMAX/2、X1=XMAX/2、X
2=XMAX/2)。
理用変数の初期値をメモリ19に記憶する(例えば、T
k=0、Y1=YMAX/2、X1=XMAX/2、X
2=XMAX/2)。
【0077】ステップS2205では、描画要求メッセ
ージ送信処理を実行する。
ージ送信処理を実行する。
【0078】図23は描画要求メッセージ送信処理の動
作を示している。ステップS2301では、領域分割部
31は領域分割計算処理を実行する。
作を示している。ステップS2301では、領域分割部
31は領域分割計算処理を実行する。
【0079】ステップS2303では、操作デバイスデ
ータを操作デバイスにより入力する。
ータを操作デバイスにより入力する。
【0080】ステップS2305では、操作デバイスデ
ータを元にカメラデータ(位置及び向き等のデータ)を
算出し、メモリ19に記憶する。
ータを元にカメラデータ(位置及び向き等のデータ)を
算出し、メモリ19に記憶する。
【0081】ステップS2307では、全ての描画計算
機5、7、9、11にカメラデータ及び描画領域指定デ
ータを付与し描画要求メッセージを送信する。
機5、7、9、11にカメラデータ及び描画領域指定デ
ータを付与し描画要求メッセージを送信する。
【0082】ステップS2309では、全ての描画計算
機5、7、9、11が描画処理中であることをメモリ1
9に記憶する。
機5、7、9、11が描画処理中であることをメモリ1
9に記憶する。
【0083】図24は制御計算機3の描画制御処理の動
作を示している。ステップS2401では、描画計算機
kから描画終了メッセージを受信する。
作を示している。ステップS2401では、描画計算機
kから描画終了メッセージを受信する。
【0084】ステップS2403では、描画計算機kが
描画した領域の処理が終了したことを及び描画処理時間
Tkをメモリ19に記憶する。
描画した領域の処理が終了したことを及び描画処理時間
Tkをメモリ19に記憶する。
【0085】ステップS2405では、全ての領域の描
画処理は終了したかどうかを判断する。全ての領域の描
画処理が終了したと判断したとき処理はステップS24
07に進む。全ての領域の描画処理は未だ終了していな
いと判断したとき何もしない。
画処理は終了したかどうかを判断する。全ての領域の描
画処理が終了したと判断したとき処理はステップS24
07に進む。全ての領域の描画処理は未だ終了していな
いと判断したとき何もしない。
【0086】ステップS2407の処理では、描画要求
メッセージ送信処理を続行する。
メッセージ送信処理を続行する。
【0087】図25は制御計算機3が行う領域分割計算
処理の動作を示している。ステップS2501では、列
方向の描画時間の合計を計算しメモリ19に記憶する
(例えば、TL1=T1+T2、TL2=T3+T
4)。
処理の動作を示している。ステップS2501では、列
方向の描画時間の合計を計算しメモリ19に記憶する
(例えば、TL1=T1+T2、TL2=T3+T
4)。
【0088】ステップS2503では、次回描画処理時
に各列の描画時間の合計の差|TL1−TL2|が小と
なるようにY1の値を調整し、メモリ19に記憶する
(例えば、TL1>TL2の場合、Y1+(YMAX−
Y1)(TL1−TL2)/2TL1をY1に入力。T
L2>TL1の場合、Y1−Y1(TL2−TL1)/
2TL2をY1に入力)。
に各列の描画時間の合計の差|TL1−TL2|が小と
なるようにY1の値を調整し、メモリ19に記憶する
(例えば、TL1>TL2の場合、Y1+(YMAX−
Y1)(TL1−TL2)/2TL1をY1に入力。T
L2>TL1の場合、Y1−Y1(TL2−TL1)/
2TL2をY1に入力)。
【0089】ステップS2505では、次回描画時に第
1列に含まれる領域の描画時間の差|T1−T2|が小
となるようにX1の値を調整し、メモリ19に記憶する
(例えば、T1>T2の場合、X1−X1(T1−T
2)/2T1をX1に入力。T2>T1の場合、X1+
(XMAX−X1)(T2−T1)/2T2をX1に入
力)。
1列に含まれる領域の描画時間の差|T1−T2|が小
となるようにX1の値を調整し、メモリ19に記憶する
(例えば、T1>T2の場合、X1−X1(T1−T
2)/2T1をX1に入力。T2>T1の場合、X1+
(XMAX−X1)(T2−T1)/2T2をX1に入
力)。
【0090】ステップS2507では、次回描画時に第
2列に含まれる領域の描画時間の差|T3−T4|が小
となるようにX2の値を調整し、メモリ19に記憶する
(例えば、T3>T4の場合、X2−X2(T3−T
4)/2T3をX2に入力。T4>T3の場合、X2+
(XMAX−X2)(T4−T3)/2T4をX2に入
力)。
2列に含まれる領域の描画時間の差|T3−T4|が小
となるようにX2の値を調整し、メモリ19に記憶する
(例えば、T3>T4の場合、X2−X2(T3−T
4)/2T3をX2に入力。T4>T3の場合、X2+
(XMAX−X2)(T4−T3)/2T4をX2に入
力)。
【0091】図26は描画計算機の動作を示している。
ステップS2601では、3次元モデルデータを受信し
メモリに記憶する。
ステップS2601では、3次元モデルデータを受信し
メモリに記憶する。
【0092】図27は描画計算機の分割描画処理の動作
を示している。ステップS2701では、制御計算機3
から描画要求メッセージを受信する。
を示している。ステップS2701では、制御計算機3
から描画要求メッセージを受信する。
【0093】ステップS2703では、描画時間の計算
準備をする。
準備をする。
【0094】ステップS2705では、カメラデータ
(位置及び向き等のデータ)、描画領域指定データ及び
3次元モデルデータを元に分割画像データを作成する。
(位置及び向き等のデータ)、描画領域指定データ及び
3次元モデルデータを元に分割画像データを作成する。
【0095】ステップS2707では、描画時間を計測
する。
する。
【0096】ステップS2709では、分割画像データ
に対し、差分計算を行った後、差分データを圧縮し、表
示計算機13に送信する。これにより、送信時間を短縮
することができる。
に対し、差分計算を行った後、差分データを圧縮し、表
示計算機13に送信する。これにより、送信時間を短縮
することができる。
【0097】ステップS2711では、描画計算機kは
制御計算機3に描画終了メッセージを送信する。
制御計算機3に描画終了メッセージを送信する。
【0098】図28は表示計算機13の画像表示処理の
動作を示している。ステップS2801では、描画計算
機kから分割画像データ(差分データを含む)を受信
し、データを伸張した後、ビデオメモリ45に記憶す
る。
動作を示している。ステップS2801では、描画計算
機kから分割画像データ(差分データを含む)を受信
し、データを伸張した後、ビデオメモリ45に記憶す
る。
【0099】ステップS2803では、全ての分割画像
データを受信したかどうかを判断する。全ての分割画像
データを受信したと判断したとき処理はステップS28
05に進む。全ての分割画像データは未だ受信していな
いと判断したとき処理は行わない。
データを受信したかどうかを判断する。全ての分割画像
データを受信したと判断したとき処理はステップS28
05に進む。全ての分割画像データは未だ受信していな
いと判断したとき処理は行わない。
【0100】ステップS2805では、メモリ45上の
画像データをフレームバッファ47にコピーした後、フ
レームバッファ47上の画像をディスプレイ装置53に
出力するコマンドをビデオカードに出力する。これによ
り、画像が更新される。
画像データをフレームバッファ47にコピーした後、フ
レームバッファ47上の画像をディスプレイ装置53に
出力するコマンドをビデオカードに出力する。これによ
り、画像が更新される。
【0101】上述の説明では、描画計算機の台数は、画
面分割数以下であるが、描画計算機の台数は、画面の分
割数より多い構成もできる。
面分割数以下であるが、描画計算機の台数は、画面の分
割数より多い構成もできる。
【0102】例えば、ある領域の負荷が高くなったとき
に、その領域だけを細分割し、余剰の描画計算機を用い
て処理することにより負荷を均一化することもできる。
また、先に次のフレームの特定領域の処理をはじめるこ
ともできる。
に、その領域だけを細分割し、余剰の描画計算機を用い
て処理することにより負荷を均一化することもできる。
また、先に次のフレームの特定領域の処理をはじめるこ
ともできる。
【0103】なお、この発明は、上述の実施の形態に限
定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その
他の態様で実施し得るものである。
定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その
他の態様で実施し得るものである。
【0104】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、例えば、複
数の描画計算機を用いて1枚の画像を生成することが可
能となり、画像処理能力を向上することができるという
効果がある。
数の描画計算機を用いて1枚の画像を生成することが可
能となり、画像処理能力を向上することができるという
効果がある。
【0105】また、各描画計算機の画像処理の負荷が均
一になるように各領域と、この領域の処理を行う描画計
算機との組み合わせを逐次変化させ、同様に、描画領域
の面積を逐次変化させること等により、一層の処理能力
の向上を図ることができるという効果がある。
一になるように各領域と、この領域の処理を行う描画計
算機との組み合わせを逐次変化させ、同様に、描画領域
の面積を逐次変化させること等により、一層の処理能力
の向上を図ることができるという効果がある。
【図1】並列画像処理システムの概略の構成を示す概略
図である。
図である。
【図2】画面の分割を説明する説明図である。
【図3】各計算機の処理のタイミングを説明する説明図
である。
である。
【図4】制御計算機の処理を説明するフローチャート図
である。
である。
【図5】制御計算機の処理を説明するフローチャート図
である。
である。
【図6】制御計算機の処理を説明するフローチャート図
である。
である。
【図7】描画計算機の処理を説明するフローチャート図
である。
である。
【図8】描画計算機の処理を説明するフローチャート図
である。
である。
【図9】表示計算機の処理を説明するフローチャート図
である。
である。
【図10】計算機の負荷を均一にする処理を説明する説
明図である。
明図である。
【図11】計算機の負荷を均一にする処理を説明する説
明図である。
明図である。
【図12】計算機の負荷を均一にする処理を説明する説
明図である。
明図である。
【図13】制御計算機の処理を説明するフローチャート
図である。
図である。
【図14】制御計算機の処理を説明するフローチャート
図である。
図である。
【図15】制御計算機の処理を説明するフローチャート
図である。
図である。
【図16】描画計算機の処理を説明するフローチャート
図である。
図である。
【図17】描画計算機の処理を説明するフローチャート
図である。
図である。
【図18】表示計算機の処理を説明するフローチャート
図である。
図である。
【図19】計算機の負荷を均一にする処理を説明する説
明図である。
明図である。
【図20】計算機の負荷を均一にする処理を説明する説
明図である。
明図である。
【図21】計算機の負荷を均一にする処理を説明する説
明図である。
明図である。
【図22】制御計算機の処理を説明するフローチャート
図である。
図である。
【図23】制御計算機の処理を説明するフローチャート
図である。
図である。
【図24】制御計算機の処理を説明するフローチャート
図である。
図である。
【図25】制御計算機の処理を説明するフローチャート
図である。
図である。
【図26】描画計算機の処理を説明するフローチャート
図である。
図である。
【図27】描画計算機の処理を説明するフローチャート
図である。
図である。
【図28】表示計算機の処理を説明するフローチャート
図である。
図である。
1 並列画像処理システム
3 制御計算機
5 描画計算機
7 描画計算機
9 描画計算機
11 描画計算機
13 表示計算機
15 ネットワーク
Claims (5)
- 【請求項1】 ディスプレイ装置に表示される画像の画
像データを計算機により並列に処理する並列画像処理方
法において、 前記画像を前記ディスプレイ装置の表示枠内で仮想的に
分割し、複数の領域を作成する工程と、 前記各領域に、複数の描画計算機の各々を関連づけ、前
記各領域に含まれる画像の分割画像データを並列して処
理する工程と、 画像を表示する計算機に処理後の分割画像データが複数
集まったときに各処理後の分割画像データを合体し、表
示すべき画像を作成する工程と、 を含むことを特徴とする並列画像処理方法。 - 【請求項2】 前記各描画計算機の画像処理の負荷が均
一になるように各領域と、描画計算機との組み合わせを
逐次変化する工程を含むことを特徴とする請求項1記載
の並列画像処理方法。 - 【請求項3】 前記各描画計算機の画像処理の負荷が均
一になるように分割する領域の面積を逐次変化する工程
を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の並列画像
処理方法。 - 【請求項4】 処理前の分割画像データと、処理後の分
割画像データとの差分を計算し、この差分データを圧縮
した後、表示する計算機に送信する工程を含むことを特
徴とする請求項1、2又は3記載の並列画像処理方法。 - 【請求項5】 ディスプレイ装置に表示される画像の画
像データを計算機により並列に処理する並列画像処理シ
ステムにおいて、 前記画像を前記ディスプレイ装置の表示枠内で仮想的に
分割し、複数の領域を作成する手段と、 前記各領域に、複数の描画計算機の各々を関連づけ、前
記各領域に含まれる画像の分割画像データを並列して処
理する手段と、 画像を表示する計算機に処理後の分割画像データが複数
集まったときに各処理後の分割画像データを合体し、表
示すべき画像を作成する手段と、 を備えたことを特徴とする並列画像処理システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002070162A JP2003271985A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 並列画像処理方法及びそのシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002070162A JP2003271985A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 並列画像処理方法及びそのシステム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003271985A true JP2003271985A (ja) | 2003-09-26 |
Family
ID=29200811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002070162A Pending JP2003271985A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 並列画像処理方法及びそのシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003271985A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008117384A (ja) * | 2006-11-03 | 2008-05-22 | Vivante Corp | 階層的タイル状構造に基づくラスタライゼーションのアルゴリズム |
JP2018092607A (ja) * | 2016-09-30 | 2018-06-14 | ダッソー システムズDassault Systemes | 並列に動作する演算リソースの集合を用いて3dシーンをシミュレートするための方法、プログラム、及びシステム |
US10203930B2 (en) | 2015-03-19 | 2019-02-12 | Fujitsu Limited | Display method and display control apparatus |
JP2021119453A (ja) * | 2019-12-30 | 2021-08-12 | ティーエムアールダブリュー ファウンデーション アイピー エスエーアールエル | 仮想世界または現実世界の多次元3dエンジンコンピューティングおよび仮想化ベースの動的負荷分散 |
-
2002
- 2002-03-14 JP JP2002070162A patent/JP2003271985A/ja active Pending
Cited By (7)
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JP2018092607A (ja) * | 2016-09-30 | 2018-06-14 | ダッソー システムズDassault Systemes | 並列に動作する演算リソースの集合を用いて3dシーンをシミュレートするための方法、プログラム、及びシステム |
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