本發(fā)明涉及動(dòng)畫制作領(lǐng)域，具體涉及一種動(dòng)畫渲染系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

3D電影的特效令我們驚嘆，而這些酷炫的動(dòng)畫效果背后，卻有著極其復(fù)雜的技術(shù)構(gòu)成以及海量的計(jì)算及存儲(chǔ)資源消耗，無(wú)論是對(duì)人工還是對(duì)設(shè)備的要求都是非常高的。以數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明，一部制作精良的特效電影，每幀的分辨率約2k-4k，利用8核CPU的單機(jī)處理大概需要2小時(shí)，而一整部電影下來(lái)渲染時(shí)間需要2800000小時(shí)，近300年，如果想將制作時(shí)間控制在一年，則需要300臺(tái)同樣性能的機(jī)器以及300名具有資質(zhì)的設(shè)計(jì)師，其成本之大門檻之高可見一斑。

同時(shí)，基于云環(huán)境的渲染面臨的首要問題就是如何將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立完整的渲染任務(wù)切分成若干份，在多臺(tái)機(jī)器上協(xié)同作業(yè)。切分的方式有很多，比如按照動(dòng)畫時(shí)長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行切分，或按照機(jī)器數(shù)均分，但這些無(wú)法滿足并行渲染的高性能、高效率以及動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展。例如按照動(dòng)畫時(shí)長(zhǎng)切分，一個(gè)動(dòng)畫每秒鐘所包含的幀數(shù)是不同的，一個(gè)簡(jiǎn)單的場(chǎng)景可能只需要幾張圖片，而一個(gè)酷炫的場(chǎng)景在1秒內(nèi)就要切換幾十張圖片，所以如果按動(dòng)畫時(shí)長(zhǎng)來(lái)切分，勢(shì)必導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)間負(fù)載不均衡以及頻繁通信。而按照機(jī)器數(shù)均分又無(wú)法體現(xiàn)出協(xié)同作業(yè)的效果，與幾百個(gè)單機(jī)執(zhí)行沒有區(qū)別。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)畫渲染方案，

按照本發(fā)明，一種動(dòng)畫渲染系統(tǒng)，用于完成渲染任務(wù)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置和多個(gè)任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置，其中該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置與該任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接，

該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置包括任務(wù)分割單元和任務(wù)分配單元，其中該任務(wù)分割單元配置為將該渲染任務(wù)分割為多個(gè)包含一個(gè)或以上數(shù)目圖片的任務(wù)單元，該任務(wù)分配單元配置為將該多個(gè)任務(wù)單元分別分配到該多個(gè)任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置，

該任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置包括渲染執(zhí)行單元和通信單元，其中該渲染執(zhí)行單元配置為執(zhí)行由該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置分配的任務(wù)單元，該通信單元構(gòu)造為在該任務(wù)單元完成后向該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置發(fā)送完成信號(hào)。

其中，該通信單元進(jìn)一步配置為在執(zhí)行該任務(wù)單元過程中，每間隔一段時(shí)間向該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置發(fā)送聯(lián)絡(luò)信號(hào)。

其中，該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置配置為將該任務(wù)單元分配給向其發(fā)送完成信號(hào)和聯(lián)絡(luò)信號(hào)的任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置。

其中，該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置配置為當(dāng)沒有從一個(gè)任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置接收到該聯(lián)絡(luò)信號(hào)時(shí)，將分配給該任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置重新分配給其他任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置。

其中，該任務(wù)分割單元配置為根據(jù)該渲染任務(wù)的復(fù)雜度確定每個(gè)任務(wù)單元所包含的圖片數(shù)目，其中所述的復(fù)雜度根據(jù)執(zhí)行該渲染任務(wù)所需的單位資源消耗確定。

其中，每個(gè)所述任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置還包括負(fù)載平衡單元，各個(gè)所述任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置的該負(fù)載平衡單元構(gòu)造為通過所述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊，其中，每個(gè)該負(fù)載平衡單元包括：負(fù)載信息模塊，配置為獲取本任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置的負(fù)載數(shù)據(jù)，以及可根據(jù)其他任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置的請(qǐng)求將該負(fù)載數(shù)據(jù)通過該計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸至發(fā)出該請(qǐng)求的任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置；任務(wù)轉(zhuǎn)移模塊，配置為當(dāng)本任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置的負(fù)載數(shù)據(jù)小于第一閾值時(shí)，將距離該本任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置最近且負(fù)載數(shù)據(jù)大于第二閾值的另一任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)的部分渲染工作轉(zhuǎn)移到所述本任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置執(zhí)行。

其中，該任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置配置為向該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置發(fā)送預(yù)備信號(hào)以通知該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)分配任務(wù)單元。

由此，本發(fā)明提出了一種基于云計(jì)算的渲染方法，即利用云計(jì)算的分布式處理和存儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)，將一個(gè)或者多個(gè)渲染任務(wù)進(jìn)行分割為多個(gè)復(fù)雜度基本相同的任務(wù)單元，每個(gè)任務(wù)單元所需的資源消耗基本相同，避免現(xiàn)有技術(shù)中渲染任務(wù)分配不均衡的缺點(diǎn)。按照本發(fā)明的系統(tǒng)，由集群中各個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)渲染，從而達(dá)到快速渲染、縮短制作時(shí)間及成本的目的。另外，各個(gè)任務(wù)節(jié)點(diǎn)之間能夠平衡負(fù)載、調(diào)配渲染任務(wù)，避免主節(jié)點(diǎn)大量的輸入/輸出開銷，同時(shí)也能夠重復(fù)利用系統(tǒng)資源，加速渲染過程。

附圖說(shuō)明

下面將以明確易懂的方式，結(jié)合附圖說(shuō)明優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)方式予以進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)畫渲染系統(tǒng)的示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

100 主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置

110 任務(wù)分割單元

120 任務(wù)分配單元

200，200-1，200-2 任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置

210 通信單元

220 渲染執(zhí)行單元

230 負(fù)載平衡單元

232 負(fù)載信息模塊

234 任務(wù)轉(zhuǎn)移模塊

300 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)照附圖說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖，并獲得其他的實(shí)施方式。

一種動(dòng)畫渲染系統(tǒng)，包括至少一個(gè)主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置100和多個(gè)任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置200，其中該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置100和該任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置200通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接。在圖1示出的實(shí)施例中，為了說(shuō)明性的目的，只示出一個(gè)主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置和兩個(gè)任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠了解，在其他的例子中，可以更多的主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置和任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置。

另外，所述的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以是任何適合的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其能夠在該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置和任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置之間傳遞信息。例如，該計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以是，包括但不限于，局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、有線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

如圖1所示，該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置100包括任務(wù)分割單元110和任務(wù)分配單元120，該任務(wù)分割單元110和該任務(wù)分配單元120之間構(gòu)造為可以交換數(shù)據(jù)信息。

按照?qǐng)D1示出的實(shí)施例，對(duì)于一個(gè)渲染任務(wù)，該任務(wù)分割單元110配置為將該渲染任務(wù)分割為多個(gè)任務(wù)單元，其中每個(gè)任務(wù)單元所需要渲染的圖片的數(shù)據(jù)相同。進(jìn)一步，對(duì)于一個(gè)具體的渲染任務(wù)，每個(gè)任務(wù)單元所包含的圖片數(shù)據(jù)根據(jù)該渲染任務(wù)的復(fù)雜度來(lái)確定。渲染任務(wù)的復(fù)雜度是通過執(zhí)行該渲染任務(wù)所需要的單位資源消耗確定的。單位資源消耗越大，復(fù)雜度越高，每個(gè)任務(wù)單元所包含的圖片數(shù)目越低，反之亦然。

分割的目的是將渲染任務(wù)分解為絕大多數(shù)單元任務(wù)均分并大小合適，因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠了解，對(duì)于有些渲染任務(wù)，有可能不是每個(gè)任務(wù)單元都具有完全相同的圖片數(shù)目。例如，如果將一個(gè)包含430個(gè)圖片的渲染任務(wù)分成20個(gè)任務(wù)單元，則絕大部分任務(wù)單元的圖片數(shù)目都為21，但是還有一個(gè)任務(wù)單元的圖片數(shù)目為10。

該任務(wù)分配單元120將分割好的任務(wù)單元分配給該任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置200，用以完成渲染任務(wù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，在一個(gè)例子中，可以將任務(wù)單元的數(shù)據(jù)發(fā)送到相應(yīng)的任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置200。或者，在另一個(gè)例子中，任務(wù)單元可以位于一個(gè)單獨(dú)的存儲(chǔ)設(shè)備上，例如，連入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)服務(wù)器上，任務(wù)分配單元120將任務(wù)單元的標(biāo)記發(fā)送給相應(yīng)的任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置200，然后，任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置200利用該標(biāo)記過去任務(wù)單元的數(shù)據(jù)。這里，為了便于理解，所述的任務(wù)單元的數(shù)據(jù)是指任務(wù)單元所包含的需要執(zhí)行渲染的數(shù)據(jù)。

每個(gè)任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置200包括彼此可數(shù)據(jù)交換的通信單元210和渲染執(zhí)行單元220。為了便于說(shuō)明，在下面的描述中，將側(cè)重描述一個(gè)任務(wù)執(zhí)行單元200-1，其他的任務(wù)執(zhí)行單元也具有相同的配置和功能。

在獲取該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置分配的任務(wù)單元后，該渲染執(zhí)行單元220開始執(zhí)行渲染工作。同時(shí)，該通信單元210每間隔一定時(shí)間向該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置100發(fā)送聯(lián)絡(luò)信號(hào)，表明該任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置200出去活動(dòng)狀態(tài)。

當(dāng)該渲染執(zhí)行單元220完成所述任務(wù)單元的渲染工作后，該通信單元210向該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置100發(fā)出空閑信號(hào)信號(hào)，則，該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置100將另一任務(wù)單元分配給該任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置200-1。

所述聯(lián)絡(luò)信號(hào)的發(fā)送間隔可以根據(jù)具體應(yīng)用確定，例如，以秒計(jì)，或者以毫秒計(jì)。

如果該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)單元100沒有收到任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置200-1發(fā)出聯(lián)絡(luò)信號(hào)，則將原本分配給任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置200-1的任務(wù)單元重新分配給另一任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置，例如，200-2，以重新完成該任務(wù)單元。

一個(gè)接入該計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置可以向該主任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置發(fā)送預(yù)備信號(hào)，從而加速該渲染系統(tǒng)。這樣，該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置就可將任務(wù)單元分配給該任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置。另一方面，如果一個(gè)任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置可以主動(dòng)停止向該主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置發(fā)送聯(lián)絡(luò)信號(hào)，這樣主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置就不再向這個(gè)任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置分配任務(wù)單元。

基于這樣的機(jī)制，可以靈活增加或者減少系統(tǒng)中任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)單元的數(shù)量。一方面可以適應(yīng)于多種負(fù)載的渲染任務(wù)，例如，當(dāng)渲染任務(wù)的復(fù)雜度較高，即單位消耗資源較多時(shí)，可以增加節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，以更快完成渲染任務(wù)，而當(dāng)渲染任務(wù)比較簡(jiǎn)單時(shí)，可以減少參與的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，從而節(jié)省資源，提高單個(gè)節(jié)點(diǎn)的資源利用率。

在有些例子中，該預(yù)備信號(hào)與該空閑信號(hào)可以是同樣的信號(hào)，目的是通知主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置可以隨時(shí)接收任務(wù)單元。而在其他的例子中，預(yù)備信號(hào)與空閑信號(hào)是不同的信號(hào)，任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置發(fā)送預(yù)備信號(hào)表明新加入該渲染系統(tǒng)可以接收任務(wù)單元，而發(fā)送空閑信號(hào)表明完成一個(gè)任務(wù)單元。

每個(gè)任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置200還包括負(fù)載平衡單元230，構(gòu)造為通過該計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊。每個(gè)負(fù)載平衡單元230包括負(fù)載信息模塊232和任務(wù)轉(zhuǎn)移模塊234。

負(fù)載信息模塊232能夠獲取任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置200自身的負(fù)載數(shù)據(jù)，并且可以根據(jù)其他任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置的請(qǐng)求而將自身的該負(fù)載數(shù)據(jù)發(fā)送到發(fā)出請(qǐng)求的任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置。例如，任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置200-1的負(fù)載信息模塊獲取該節(jié)點(diǎn)裝置200-1本身的負(fù)載數(shù)據(jù)，當(dāng)任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置200-2請(qǐng)求獲取節(jié)點(diǎn)裝置200-1的負(fù)載數(shù)據(jù)時(shí)，該負(fù)載信息模塊能夠?qū)⒐?jié)點(diǎn)裝置200-1的負(fù)載數(shù)據(jù)發(fā)送給節(jié)點(diǎn)裝置200-2。

一個(gè)任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置，例如200-1，上的任務(wù)轉(zhuǎn)移模塊234在本節(jié)點(diǎn)的任務(wù)單元將要完成時(shí)，即負(fù)載數(shù)據(jù)降低到設(shè)定的第一閾值以下，例如CPU占用率降低到20％，則獲取附近多個(gè)任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置的負(fù)載數(shù)據(jù)，并且檢查它們的負(fù)載數(shù)據(jù)是否大于第二閾值，例如CPU占用率大于60％，如果超過該第二閾值，則將距離最近的那個(gè)任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置上的部分渲染工作轉(zhuǎn)移到本節(jié)點(diǎn)裝置執(zhí)行。

參照?qǐng)D1，例如，如果任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置200-1的CPU占用率小于20％，則其中的任務(wù)轉(zhuǎn)移模塊獲取附近的其他任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置的CPU占用率。對(duì)于節(jié)點(diǎn)裝置200-2，其中的負(fù)載信息模塊將節(jié)點(diǎn)裝置200-2的負(fù)載數(shù)據(jù)應(yīng)節(jié)點(diǎn)裝置200-1的請(qǐng)求發(fā)送到該節(jié)點(diǎn)裝置200-1。如果節(jié)點(diǎn)裝置200-2的CPU占用率大于60％，則節(jié)點(diǎn)裝置200-1的任務(wù)轉(zhuǎn)移模塊就將節(jié)點(diǎn)裝置200-2的部分渲染工作轉(zhuǎn)移到節(jié)點(diǎn)裝置200-1執(zhí)行。

這種機(jī)制能夠平衡各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的負(fù)載。由于節(jié)點(diǎn)裝置的性能不同，其完成復(fù)雜度基本相同的任務(wù)單元的時(shí)間和資源消耗不同，尤其是對(duì)于分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的硬件性能存在差異。性能強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)能夠快速完成任務(wù)，反之，性能弱的節(jié)點(diǎn)需要更長(zhǎng)的時(shí)間完成同樣的任務(wù)單元。

通常情況下，高性能的任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置可以向主任務(wù)節(jié)點(diǎn)裝置請(qǐng)求獲取新的任務(wù)單元。但是，當(dāng)主任務(wù)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)將任務(wù)單元分配完，或者，主任務(wù)單元收到的請(qǐng)求太多而來(lái)不及處理時(shí)，高性能的節(jié)點(diǎn)實(shí)際上處于閑置狀態(tài)，既造成資源的浪費(fèi)，也不能提高系統(tǒng)整體的處理速度。利用該負(fù)載平衡單元，高性能的任務(wù)執(zhí)行節(jié)點(diǎn)裝置能夠完成更多的渲染工作，提高了系統(tǒng)整體的處理速度。

應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，上述實(shí)施例均可根據(jù)需要自由組合。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。