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1、江苏科技大学南徐学院 2011 届毕业设计（论文）基于云计算技术的渲染应用系 部： 电子与信息工程 专业名称： 通信工程 班 级： 学 号： 作 者: 江哲 指导教师: 刘镇 2011年6月8日江苏科技大学南徐学院本科毕业论文基于云计算技术的渲染应用 Rendering based on cloud computing applications摘 要云渲染，是在传统渲染农场的原理基础上，采用云计算技术而形成的一种新型渲染模式。因为云计算的核心思想是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。所以基于云计算的3D网络渲染可以解决传统渲染农场中负载不均衡，单机效率低
2、下，以及文件系统繁复所造成的管理混乱等问题。本课题主要是研究云计算技术该如何应用在多机集群渲染中，从而能够达到负载均衡，以及单机高效等指标；并且讲述应该如何构建一个云渲染平台，能够充分发挥云计算的优点，解决文件系统繁乱复杂等问题；最终可以达到管理高效，自动管理等目标。为了达到以上目标，所使用的管理软件必须包括三个模块：第一个模块为管理控制台（XMC） ，第二个模块为渲染任务调度服务器 (Master)，第三个模块为渲染节点程序（Slave）第一个部分为管理控制台界面，此模块体现出了云渲染中的高效管理和自动管理。用户可以在界面中提交任务，主要特点为基于 WEB 的界面，用户不需要安装客户端软件，
3、即可以提交和监控任务，可以查看任务状态，以及划分后的每个子任务的状态，并且可以查看每个子任务的输出，察看结果；可以改变任务的调度顺序等；支持中文和英文，对于计算节点而言，可以监控节点的运行状态，支持远程对节点关机/休眠和远程唤醒。 第二个部分为任务调度服务器，该模块体现出云渲染中任务分配合理高效等优点。该模块可以支持上百个渲染节点。其基本功能为将用户提交的任务划分成为子任务后，分发到每个机群节点上运行，并且收集计算结果。节点之间的数据共享可以采取 Windows 共享文件夹。在机群资源的管理上，采用四级映射机制，分别为用户组，任务队列，节点组和文件服务器，两两之间都为多对多映射，可以根据具体的
4、应用环境，采取合适的资源分配/调度策略。第三个部分为集群节点上的执行引擎，该模块能够发挥云渲染中负载均衡的特点。负责监控当前计算节点的资源，如果资源空闲，则从任务调度系统获取，执行和监控子任务（包括输入/输出），并且负责将计算结果交给任务调度系统，从而最终展现给用户。关键词：云计算、管理平台、文件系统AbstractCloud rendering, render farm in the traditional principle based on the use of cloud computing technology and the formation of a new rendering
5、 mode. Because the core idea of cloud computing is to a large number of computing resources with the network connection unified management and scheduling, to form a pool of computing resources on demand services to users. Therefore, network-based cloud rendering, 3D render farm can be solved in the
6、traditional load imbalance, inefficiency stand-alone, and document management system created by complex dislocation. The main topic is to study how cloud computing technologies used in multi-machine cluster rendering, thus to achieve load balancing, and single and high efficiency indicators; and tel
7、ls how to build a cloud rendering platform, able to give full play to the advantages of cloud computing to address file Complicated chaotic system and complex problems; eventually managed to achieve efficient, automated management objectives.To achieve the above objectives, the use of management sof
8、tware must include three modules: first module for the management console (XMC), a second module for rendering the task scheduler server (Master), a third module for rendering node (Slave )The first part of the management console interface, this module reflects the cloud rendering of efficient manag
9、ement and automated management. Users can submit tasks in the interface, the main features of WEB-based interface, users do not need to install client software, which can submit and monitor tasks, you can view job status, and after each sub-division status of the task, and can see each The output of
10、 sub-tasks, see the results; can change the order of task scheduling, etc.; support Chinese and English, for the compute nodes, we can monitor the operational status of the node, remote node shutdown hibernate and remote wake-up.The second part of the task scheduling server, rendering the module ref
11、lect the clouds in the rational and efficient distribution of tasks and so on. The module can support hundreds of rendering nodes. Its basic function is to be submitted by the user task into subtasks, the distribution to each cluster node, run, and collect the results. Sharing of data between nodes
12、can take Windows shared folder. Management of resources in the cluster, using the four mapping mechanism, respectively, for the user group, task queues, and file server node group, between two to-many mapping between all, based on specific application environment, take the appropriate allocation of
13、resources scheduling policy.The third part of the cluster nodes in the execution engine, the module can play cloud rendering load balancing features. Responsible for monitoring the current compute node resources, if resources are idle, the task scheduling system from the acquisition, implementation
14、and monitoring of sub-tasks (including input / output), and is responsible for the results to the scheduling system, and ultimately presented to the user. Keywords: Cloud Computing、Management platform、File System目录第一章 绪论1.1 研究背景近年来，我国的动漫行业作为自主创新的朝阳产业，取得了可喜的发展。涌现出一系列以三维动画制作为基础的优秀动漫作品，并带动动漫周边产业的热销，产业链
15、条基本形成。但是，在三维动画制作过程中，动画设计者经常遇到这样的难题制作十帧长的动画可能只需要十几分钟，但是渲染这十帧长的动画往往需要花费一百多分钟甚至几百分钟，而在渲染的时间里电脑几乎是干不了其他任何的事情。在电影和高清节目的制作上此类问题更加突出，渲染周期常常以天，乃至以月计算。虽然当前的超级计算机可以完成这样需要大量运算的渲染任务，但是过于高昂的售价和过于庞大的体积都让大部分中小型动漫制作企业望而却步。为什么会遇到这种状况呢？我先来介绍一下什么是渲染。3D动画的制作一般分为：场景、建模、美工、渲染四个步骤。前期的场景、建模和美工都是由人来完成工作的，而后期的渲染这一步骤，主要是将前期制作的场景和模型，加入摄像头和光源后，通过专门的渲染软件计算出3D场景中的光效果。这个光效指的就是光在场景和模型中的反射、折射等。渲染这一步骤是全由计
