郭 阳，李昆昆，于春雨，卢石磊，李文博，刘 甜

（青岛理工大学 复杂网络与可视化研究所，山东 青岛 266520）

分布式渲染是将分布式计算和实时渲染结合，实现大体量模型的绘制与渲染，利用多GPU累积能力协同处理渲染任务，实现单PC机无法达到的快速绘制与渲染效果。实时渲染流程中最为关键的阶段是几何处理和光栅化。STEVEN和MICHAEL等[1]人针对三维模型实时绘制和渲染提出Sort分类策略，将分布式渲染分为了Sort-first、Sort-middle和Sort-last三种方式，Sort-first将图元数据在几何处理之前进行归属判断，Sort-middle将图元数据在几何处理和光栅化之间进行归属判断，Sort-last由于以无序状态通过了几何处理和光栅化，因此不再需要归属判断，直接在显示系统上进行图像合成。

分布式渲染的实现取决于多渲染节点的系统构建，系统体系结构的设计将直接影响渲染效率[2]。本文设计一种新的体系结构实现超大型三维场景的Sortfirst和Sort-last分布式渲染。

1 传统主从体系结构

传统的分布式渲染系统体系结构为主从（Master-Slave）结构，其结构模型较为简单，整个执行过程中任务量最大的绘制与渲染由从节点完成，并且根据任务量的需求大小或者用户要求决定从节点的数量，实现系统的扩展性。主从结构的劣势在于主节点职责过多，极易影响系统渲染效率；模型的计算渲染和图像合成为串行关系，在从节点计算渲染时，主节点处于空闲状态。

孙昭等[3]基于主从结构实现了一种按场景内容分布的渲染系统，Master节点负责系统的管理和用户的交互结果显示，Slave节点负责子场景的渲染，该方式提升了场景渲染的整体时间。……