一种无文件传输的云渲染系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无文件传输的云渲染系统和方法，通过在客户端和服务器间共享内置场景管理系统，使其二者能够不经过文件、不考虑复杂文件格式，直接传输和使用内存数据；同时进一步针对统一的内存数据进行包括并发传输和云缓存在内的多种优化。通过服务器内置云渲染器，客户端内置内容制作系统的方式，避免了以往必须在服务器端安装、使用多种第三方制作软件、渲染器的弊端。相对基于文件传输的云渲染方法，本发明专利技术用内存传输替代了传统的文件上传、下载、解析过程，以达到提高任务提交速度、改善用户体验、控制运营成本的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机多媒体
，特别涉及一种利用云计算技术为客户提供高速渲染服务的系统及其方法。
技术介绍
渲染指在进行建筑设计、动画制作等活动中，利用3ds MAX、MAYA等内容制作软件完成模型、材质、动画帧制作后，利用上述软件或者辅助软件将所制作内容形成最终效果图或者动画的过程。负责渲染的软件或模块一般称之为渲染器；负责制作模型、动画帧等内容的软件称为内容制作软件；部分内容制作软件自身包含渲染功能，部分则开放SDK允许第三方软件访问其内部的场景管理系统，如Max SDK，Sketch Up Ruby Script等。其中场景管理系统又称场景图，指渲染器或内容制作软件内部用于管理渲染数据、提供保存数据结构及其方法的系统；场景管理系统所管理的场景即渲染和制作所使用的数据；一些软件平台采用专用非公开的场景管理系统，如3ds Max、MAYA；也有一些通用、开源的场景管理系统如Open Scene Graph等。云渲染是一种利用大规模云计算资源快速完成渲染任务的方法。为达到上述目的，云渲染系统需通过一定的途径将用户的渲染数据提交到云端：申请号为CN201310113063.3的中国专利申请的提交方法为：通过浏览器将源文件上传至服务器；申请号为CN201510755865.3的中国专利申请的提交方法为：通过客户端系统生成文件列表的方式将源文件上传至服务器。上述现有云渲染系统提交方式的共同特征是需要将渲染所需的各种任务文件、工程文件、资源文件传输给云渲染服务商，即基于文件传输。此类系统具有无需涉及内容制作系统、场景管理系统、渲染器的开发，且能够兼容多种文件格式的特点，但是，基于文件传输的技术特征决定了该类系统普遍存在以下两个问题：其一，基于文件传输的云渲染系统中文件上传、下载或邮寄硬盘的过程严重降低了云渲染的效率；对于复杂的零碎型渲染任务而言，渲染相关的资源文件可能高达数百个，任一文件缺失或错误将导致整个渲染任务无法进行；对于大容量整体型的渲染任务而言，单个工程文件容量可高达数GB，以当前普及的10MBps的网络带宽计算(上传带宽由于运营商限制一般仅2MBps)，2GB的渲染文件上传时间需要2*1024/(2/8) = 8192秒， 即2.26小时；其二，为了支持客户传输到服务器的多种格式的渲染文件，基于文件传输的云渲染系统必须能够识别多种内容制作软件所产生的文件格式；为达到这个目的，目前云渲染系统的解决方法为在服务器中安装相应内容制作软件：如为了接受 “.MAX”、“.3ds”、“.SKP”、“.MA”、“.MB”等文件格式，基于文件传输的云渲染系统的服务器端必须安装和使用3ds MAX、Blender、Sketch Up、MAYA、V-RAY等内容制作软件和渲染器；由于这些软件一般都是由“除了用户和云渲染服务提供商之外的第三方”提供的，所以使用此类系统的云渲染服务商必须获得在云端使用第三方软件的授权；云计算平台包含大量计算节点，如果每个节点都安装拥有合法授权的软件将是一笔巨额费用；著名渲染器V-RAY开发商Chaos Group在其主页上做出公开声明：“没有在这里列出的商业渲染农场没有权利提供Chaos Group的产品，他们没有被授予许可并/或没有真正合法的使用我们的产品。”而在其后的合法列表中并没有包含任何中国本土的云渲染服务商，这就是说目前中国本土的V-RAY云渲染服务商随时可能面临盗版起诉。原文参见http://www.chaosgroup.com/en/2/vray_services.html#Ranch。针对第一个问题，申请号为CN201510755865.3的专利申请通过为每个文件建立hash索引的方式避免传输相同的渲染资源文件，以达到加快传输速度的目的。但是该方法仍然存在以下两个问题： 1）在处理采用单一大工程文件的渲染任务时该方法几乎无效：因为实际应用中一般不会有两个完全相同的渲染任务，当所有渲染数据都保存在一个文件时，该文件一般不可重复使用，代表文件格式为Sketch Up的.SKP格式。2）即使采用了多渲染资源文件，当某个渲染资源文件做出修改后，哪怕只是修改了文件的一个字节，因为其hash索引值已经发生了变化，该资源文件必须被完整重新传输。上述问题产生的根源在于不同文件、不同文件格式、不同文件的序列化方式造成了固有的数据边界，很难形成可行的算法对该边界内部数据的变化进行识别和区分，也就难以获得有效的增量传输方法。云渲染系统如果希望识别文件内部的实际数据变化就必须了解所有文件的格式结构，并对文件进行读取和解析；面对种类繁多、产权归属不一的文件格式这种解析基本无法实现。同样针对第一个问题，申请号为CN201410439156.X的中国专利申请采取低精度模型和高精度模型配合使用的方式以节省传输高精度模型的开销，达到加快传输速度的目的；但由于该方法需要同时维护一套高精度模型和对应的低精度模型库，模型库必须在设计开始前固定好，限制了其使用的范围。针对第二个问题，申请号为CN201420304688.8的技术申请采用为每一台影视制作电脑建立虚拟机的方式对不同的软硬件环境进行适配从而改善云渲染环境兼容问题；但该方法无法解决需要在服务器的虚拟机上安装、配置各种第三方软件的问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的缺陷提供了一种无文件传输的云渲染系统和方法，通过在客户端和服务器之间共享场景管理系统，使得服务器和客户端能够不经过文件、不考虑复杂文件格式，直接传输和使用内存数据；通过在服务器中内置云渲染器的方式避免了在服务器端安装、使用第三方制作软件和渲染器的弊端；采用从客户端内存直接向服务器内存传输数据块的方案替代了传统的文件上传下载，显著提高了任务提交的性能。本专利技术的技术方案能够有效提高传输性能、改善用户体验、控制运营成本。本专利技术能够提高传输性能的主要原因包括：1）内存访问比磁盘文件访问快速。2）无文件传输节省了第三方文件格式解析和保存的时间。3）无文件传输节省了各种第三方软件在服务器端的调用时间。4）内存数据的分割方法，提高了数据的重复使用性，节省了传输重复数据的时间。5）内存数据的分割方法，使得系统能够并发传输分割后的数据块。6）云缓存系统，能够在兼顾存储成本的情况下利用不同性能特征的存储硬件进一步最大化数据块检索性能。本专利技术能够使得用户体验得到改善的原因是，用户无需进行文件的上传和下载管理，也无需考虑本地软件环境和云端软件环境的兼容问题。本专利技术能够控制运营成本的原因是，采用了本专利技术的云渲染提供商无需在服务器端安装运行任何第三方制作及渲染软件，从而避免了购买相关软件授权的大量开销。为了实现以上技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种无文件传输的云渲染系统，包括客户端系统、服务器系统、场景管理系统；其中客户端系统包括内容制作系统、任务管理系统，并可选地包括第三方内容制作软件的数据访问模块；服务器系统包括场景重构系统、云渲染器系统、结果管理系统，并可选地包括云缓存系统；场景管理系统被客户端和服务器系统共享使用。本专利技术内置了内容制作系统、云渲染器和场景管理系统的必要性在于：在缺少统一场景管理系统支撑的前提下，无法直接在客户端内存和服务器内存之间传输数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无文件传输的云渲染系统，其特征在于：包括客户端系统、服务器系统、场景管理系统；所述客户端系统包括内容制作系统、任务管理系统，并可选地包括第三方内容制作软件的数据访问模块；所述服务器系统包括场景重构系统、云渲染器系统、结果管理系统，并可选地包括云缓存系统；所述场景管理系统被客户端和服务器系统共享使用。

【技术特征摘要】
1.一种无文件传输的云渲染系统，其特征在于：包括客户端系统、服务器系统、场景管理系统；所述客户端系统包括内容制作系统、任务管理系统，并可选地包括第三方内容制作软件的数据访问模块；所述服务器系统包括场景重构系统、云渲染器系统、结果管理系统，并可选地包括云缓存系统；所述场景管理系统被客户端和服务器系统共享使用。2.根据权利要求1所述的一种无文件传输的云渲染系统，其特征在于：所述客户端系统可部署为独立的应用程序和\\或第三方应用程序的插件。3.根据权利要求1所述的一种无文件传输的云渲染系统，其特征在于：所述客户端系统和服务器系统通信时不访问任何文件和\\或文件格式。4.根据权利要求1所述的一种无文件传输的云渲染系统，其特征在于：所述客户端可以包含第三方内容制作软件的数据访问模块，该数据访问模块用于将第三方内容制作软件的场景数据导入所述内容制作系统中。5.根据权利要求1所述的一种无文件传输的云渲染系统，其特征在于：所述场景管理系统定义了渲染数据的统一内存结构M；所述客户端系统和服务器系统都可以依据M访问场景数据；进一步地，所述内容制作系统可以依据M进行场景编辑，所述云渲染器系统依据M进行渲染，所述任务管理系统依据M对结构中的数据进行分块，所述场景重构系统依据上述分块的方式组装回原始场景。6.根据权利要求1或5所述的一种无文件传输的云渲染系统，其特征在于：所述任务管理系统从客户端内存中、将所述M传输至服务器，并在所述客户端用户界面上显示任务状态信息。7.根据权利要求1或5所述的一种无文件传输的云渲染系统，其特征在于，所述任务管理系统的数据传输方式为：将所述M的数据成员依据实际含义分割为数据块进行传输。8.根据权利要求1或5所述的一种无文件传输的云渲染系统，其特征在于：所述场景重构系统接收所述客户端传入的数据块，并在所有数据块成功传输至服务器后重构出所述M，再将M交由所述云渲染器系统执行渲染。9.根据权利要求1所述的一种无文件传输的云渲染系统，其特征在于：所述云缓存系统通过在服务器暂存可重用的数据块为所述场景重构系统提供云端高速缓存服务；所述云缓存系统管理由不同性能特征的存储硬件构成的一至多级存储系统。10.一种无文件传输的云渲染方法，其特征在于，包含以下步骤，其中STP1至STP7为所述客户端执行步骤，STP8至STP11为所述服务器的并发执行步骤：STP1：用户使用所述内容制作系统进行渲染数据制作，当用户要求使用第三方内容制作软件进行数据制作时，启用第三方内容制作软件的数据访问模块；STP2：用户完成内容制作后可以直接在所述内容制作系统中提交云渲染任务，所述任务管理系统将该任务状态标注为正在提交；STP3：所述任务管理系统访问所述场景管理系统，遍历权利要求2所述M，处理M的所有数据成员并根据数据成员...

【专利技术属性】
技术研发人员：王淼，
申请(专利权)人：王淼，
类型：发明
国别省市：北京;11