[发明专利]众包视频渲染系统

说明书

技术领域

本发明总的涉及分布式众包图形渲染的应用，更具体地说是涉及这样一种服务器，其利用一个或多个相连的客户端上的图形处理单元执行漫射光渲染，从一个或多个相连的客户端接收渲染场景，由接收的场景生成合成场景，并且将合成场景传输给所有相连的客户端。

背景技术

客户-服务器架构一般来说是分布式计算架构，该架构在服务器（可以被认为是“服务供应商”）和客户端（可以被认为是“服务需求者”或者“服务消费者”）之间分配任务或者工作负荷。服务器和客户端常常经由计算机网络而连接，并且各类数据可在各个服务器和各个客户端之间通过计算机网络双向传输。传统上，服务器通常比客户端具有更多的资源和更好的性能。服务器可与一个或多个客户端共享它的资源，诸如为客户端执行特定的任务（即，为客户端提供服务）。由于服务器通常比客户端具有更多的资源，因此服务器可以比客户端所能做到的快得多地完成任务，特别是占用资源的任务。

在服务器和客户端之间所交换的数据可使用任何适当的数据格式来表示，并使用任何适当的通信协议来传输。例如，当在服务器上为客户端执行应用时，应用的输出可使用结构式文件来表示，诸如超文本标记语言（HTML）文件或者可扩展标记语言（XML）文件等。服务器可通过在服务器和客户端之间的超文本传输协议（HTTP）连接将包括表示应用输出的数据的HTML或者XML文件传输到客户端。当接收到HTML或者XML文件时，客户端可以使用该文件，并利用该HTML或者XML文件在诸如在该客户端上运行的网页浏览器中本地渲染应用的输出。

发明内容

本发明总的涉及一种众包图形渲染系统，其在一个或多个相连的客户端之间分配渲染任务，所述客户端将渲染输出传输回服务器，该服务器将客户端输出合成为一个单独的、用于向所有相连的客户端传输和显示的渲染输出。

在服务器端图形渲染的情况下，单台服务器可以包括一系列图形处理单元（GPU），以用于渲染图形对象并且将输出传输到客户端。然而，在处理器周期方面，渲染复杂的3D环境代价巨大，并且必须增加额外的GPU或者服务器以向所连接的客户端充分地提供渲染后的帧或场景。因此，传统的服务器端图形渲染面临着重大的可扩展性问题。为了满足数量不断增长的客户端的需求，增加服务器或者GPU对于供应商来说可能是过于昂贵的；相反，当需求降至处理能力以下时，对服务器或GPU等基础设施的过度投资将导致利用不充分。

此外，具有能够快速执行较为复杂的3D渲染的能力的GPU的大众化设备的数量近年来增长迅猛。例如，在21世纪初，具备能够在一分钟之内执行3D场景的路径追踪的GPU的个人电脑的数量可能局限于为数不多的电脑，而目前超过四千万台个人电脑拥有附带这种性能的GPU。因此，希望为这些客户端GPU融资以谋求将图形渲染任务从服务器转移到客户端，从而实施众包的给定帧或环境的渲染。

在一个实施例中，计算机系统托管多个应用程序实例，每个应用程序实例对应于一个远程的客户端应用程序。该计算机系统保持与托管应用程序实例的每个远程客户端应用的网络连接。在特定的实施例中，应用程序实例为如下所述的软件插桩。在特定的实施例中，计算机系统将用于具有足够强大的GPU的计算机的渲染资源传输给客户端应用，以有助于进行渲染。在特定的实施例中，如下所述，计算机系统以视口状态数据对象（VSDO）的形式传输渲染资源。在特定的实施例中，计算机系统也向每个参与众包渲染处理的客户端传输或者分配一个唯一的空间位置。在特定的实施例中，客户端设备利用接收的渲染资源和唯一的视点来渲染帧或者环境。在特定的实施例中，客户端设备执行路径追踪以渲染一个场景或者环境的漫射照明。在完成其被分配的渲染任务之后，每个参与的客户端设备将其渲染输出传输回计算机系统。在特定的实施例中，渲染输出为来自特定视点的帧。在特定的实施例中，渲染输出为用于环境的漫射照明的光照贴图。在特定的实施例中，渲染输出为改进的VSDO。当接收到渲染输出时，计算机系统生成一个合成的渲染输出，用于回传给所有相连的客户端，甚至是那些没有参与众包渲染处理的客户端。