3D渲染方法及系统技术方案

本申请提供一种3D渲染方法及系统，涉及虚拟云桌面技术领域，能够解决多个3D渲染任务访问同一公共资源时因虚拟GPU需要频繁地进行渲染上下文切换、同步、排队等操作而影响系统性能的问题。具体技术方案为：虚拟机获取至少一个3D应用发送的3D渲染指令，将每个3D渲染指令发送给与3D应用对应的虚拟GPU，其中，每个3D应用对应有一个独立的虚拟GPU；虚拟GPU对接收到的3D渲染指令进行解析，得到IR数据，并将该IR数据发送给宿主机；宿主机根据IR数据生成目标渲染指令并将目标渲染指令发送给目标物理GPU，以便目标物理GPU执行目标渲染指令。本发明专利技术用于3D渲染。

【技术实现步骤摘要】
3D渲染方法及系统
本申请涉及虚拟云桌面
，尤其涉及3D渲染方法及系统。
技术介绍
随着云端虚拟化技术的迅速发展，公有云平台和私有云平台得到了进一步的发展，这便对虚拟桌面云平台提出了进一步的细分需求。当前，根据用户的使用行为，虚拟云桌面逐步细化出了云桌面办公用户、2D/3D设计开发用户以及3D游戏娱乐用户。在当前的技术条件下，针对云桌面办公用户的需求，桌面云提出了许多解决方案，比如QEMU(虚拟操作系统模拟器)结合spice协议开源项目。而对于2D/3D设计开发以及3D游戏娱乐这两类用户，则需要云端虚拟出来能够渲染3D应用的虚拟显卡。目前，针对虚拟机的3D渲染需求一般有如下的三种解决方案：第一种是在云端宿主机中安装多个物理GPU(GraphicsProcessingUnit，图形处理器)显卡，并借助Passthrough技术将单个物理GPU显卡映射到每个客户的虚拟机中作为该虚拟机的物理显卡来使用，其原理示意图可参见图1，虚拟机通过Passthrough到虚拟机的物理显卡实现对3D指令的渲染。第二种是在云端宿主机中安装单个物理GPU显卡，并借助vGPU(虚拟GPU)技术将单个物理GPU显卡虚拟成多张vGPU显卡，并将这多张vGPU逐个映射到客户的虚拟机中作为虚拟显卡来使用，其原理示意图可参见图2，虚拟机通过vGPU显卡实现对3D指令的渲染。第三种是虚拟机虚拟显卡方案，每个虚拟机通过各自的虚拟GPU显卡将渲染请求发送给宿主机，宿主机利用物理GPU显卡完成真正的渲染，其原理示意图可参见图3。在上述的解决方案中，第一种方案实现简单，但每个虚拟机在启动时就要绑定好GPU硬件并独占使用，而实际运行当中可能根本不需要使用到GPU，从而造成GPU资源的浪费。第二种方案的技术实现相对复杂，需要GPU硬件支持，而且该功能一般限定在某些特定厂家的特定型号的GPU，价格昂贵，使用成本高。第三种方案最为灵活，虚拟机启动和运行中都不需要绑定至固定的GPU硬件，宿主机也不需要选择特定厂家特定型号的GPU硬件，从成本考虑也最优，因此，第三种方案得到了广泛的应用。但对于第三种方案，虚拟机同时运行多个3D应用时，虚拟GPU要管理多个渲染上下文环境，每个3D应用都需要独占使用虚拟GPU，而在虚拟GPU内部，所有资源都是公共的，每个3D应用通过各自的渲染上下文向虚拟GPU发起渲染请求，虚拟GPU通过识别不同的渲染上下文环境，响应不同应用的渲染请求。这样，多个渲染任务在访问同一公共资源时，虚拟GPU就需要频繁地进行渲染上下文切换、同步、排队等操作，从而影响系统的性能。
技术实现思路
本申请实施例提供一种3D渲染方法及系统，能够解决多个3D渲染任务访问同一公共资源时因虚拟GPU需要频繁地进行渲染上下文切换、同步、排队等操作而影响系统性能的问题。所述技术方案如下：根据本申请实施例的第一方面，提供一种3D渲染方法，该方法包括：虚拟机获取至少一个3D应用发送的3D渲染指令；所述虚拟机将每个3D渲染指令发送给与所述3D应用对应的虚拟图形处理器GPU，其中，每个所述3D应用对应有一个独立的虚拟GPU；虚拟GPU对接收到的3D渲染指令进行解析，得到中间表示IR数据，并将所述IR数据发送给宿主机；宿主机根据所述IR数据生成目标渲染指令，并将所述目标渲染指令发送给目标物理GPU，以便所述目标物理GPU执行所述目标渲染指令。本申请实施例提供的3D渲染方法，为每个3D应用设置一个独立的虚拟GPU，虚拟机可以将每个3D应用发送的3D渲染指令发送给该3D应用唯一对应的虚拟GPU，虚拟GPU对接收到的3D渲染指令进行解析，并将得到的IR数据发送给宿主机，宿主机根据该IR数据生成目标渲染指令，并将该目标渲染指令发送给目标物理GPU，以便目标物理GPU执行该目标渲染指令。这样，一个虚拟GPU只负责管理一个3D应用的渲染上下文，从而避免了一个虚拟GPU管理多个渲染上下文环境而导致虚拟GPU需要频繁地进行上下文切换、同步、排队等影响性能的问题。在一个实施例中，所述虚拟机将每个3D渲染指令发送给与所述3D应用对应的虚拟图形处理器GPU包括：所述虚拟机判断是否为所述3D应用创建了对应的虚拟GPU；若已创建，则将所述3D渲染指令发送给所述3D应用对应的虚拟GPU。在一个实施例中，所述虚拟机在判断是否为所述3D应用创建了对应的虚拟GPU之后，所述方法还包括：若未为所述3D应用创建对应的虚拟GPU，则为所述3D应用创建对应的虚拟GPU；将所述3D渲染指令发送给所述3D应用对应的虚拟GPU。本申请实施例提供的3D渲染方法，虚拟机在获取到3D应用发送的3D渲染指令后，先判断是否为该3D应用创建了对应的虚拟GPU，若已创建，则将3D渲染指令发送给3D应用对应的虚拟GPU，若未创建，则先为该3D应用创建对应的虚拟GPU，然后将3D渲染指令发送给3D应用对应的虚拟GPU。可以保证每个3D应用都有一个独立的虚拟GPU。在一个实施例中，所述将所述目标渲染指令发送给目标物理GPU之前，所述方法还包括：宿主机根据预设规则从至少一个物理GPU中选定目标物理GPU。在一个实施例中，所述宿主机根据预设规则从至少一个物理GPU中选定目标物理GPU包括：宿主机从其管理的至少一个物理GPU中选择利用率最低的物理GPU作为目标物理GPU。本申请实施例提供的3D渲染方法，宿主机能够从其管理的至少一个物理GPU中选择利用率最低的物理GPU作为目标物理GPU，然后将目标渲染指令发送给该目标物理GPU，以便该目标物理GPU执行该目标渲染指令。这样，能够以3D应用为最小颗粒进行区分，并将各3D的渲染指令分发至不同的物理GPU硬件，从而避免了一个虚拟机仅对应一个物理GPU，且该虚拟机同时运行多个3D应用时造成的该虚拟机对应物理GPU负担过重的问题。根据本申请实施例的第二方面，提供一种3D渲染系统，该3D渲染系统包括虚拟机、宿主机、至少一个虚拟图形处理器GPU和至少一个物理GPU，所述虚拟机上运行有至少一个3D应用，每个3D应用对应一个独立的虚拟GPU，所述宿主机包括至少一个物理GPU；所述虚拟机，用于获取至少一个3D应用发送的3D渲染指令，将每个3D渲染指令发送给与所述3D应用对应的虚拟GPU；所述虚拟GPU，用于对接收到的3D渲染指令进行解析，得到中间表示IR数据，并将所述IR数据发送给所述宿主机；所述宿主机，用于根据所述IR数据生成目标渲染指令，并将所述目标渲染指令发送给目标物理GPU；所述物理GPU，用于执行接收到的目标渲染指令。本申请实施例提供的3D渲染系统，包括虚拟机、宿主机、至少一个虚拟GPU和至少一个物理GPU，虚拟机上运行有至少一个3D应用，每个3D应用对应一个独立的虚拟GPU，宿主机包括至少一个物理GPU。该系统为每个3D应用设置了一个独立的虚拟GPU，虚拟机可以将每个3D应用发送的3D渲染指令发送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D渲染方法，其特征在于，所述方法包括：/n虚拟机获取至少一个3D应用发送的3D渲染指令；/n所述虚拟机将每个3D渲染指令发送给与所述3D应用对应的虚拟图形处理器GPU，其中，每个所述3D应用对应有一个独立的虚拟GPU；/n虚拟GPU对接收到的3D渲染指令进行解析，得到中间表示IR数据，并将所述IR数据发送给宿主机；/n宿主机根据所述IR数据生成目标渲染指令，并将所述目标渲染指令发送给目标物理GPU，以便所述目标物理GPU执行所述目标渲染指令。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D渲染方法，其特征在于，所述方法包括：
虚拟机获取至少一个3D应用发送的3D渲染指令；
所述虚拟机将每个3D渲染指令发送给与所述3D应用对应的虚拟图形处理器GPU，其中，每个所述3D应用对应有一个独立的虚拟GPU；
虚拟GPU对接收到的3D渲染指令进行解析，得到中间表示IR数据，并将所述IR数据发送给宿主机；
宿主机根据所述IR数据生成目标渲染指令，并将所述目标渲染指令发送给目标物理GPU，以便所述目标物理GPU执行所述目标渲染指令。


2.根据权利要求1所述的3D渲染方法，其特征在于，所述虚拟机将每个3D渲染指令发送给与所述3D应用对应的虚拟图形处理器GPU包括：
所述虚拟机判断是否为所述3D应用创建了对应的虚拟GPU；
若已创建，则将所述3D渲染指令发送给所述3D应用对应的虚拟GPU。


3.根据权利要求2所述的3D渲染方法，其特征在于，所述虚拟机在判断是否为所述3D应用创建了对应的虚拟GPU之后，所述方法还包括：
若未为所述3D应用创建对应的虚拟GPU，则为所述3D应用创建对应的虚拟GPU；
将所述3D渲染指令发送给所述3D应用对应的虚拟GPU。


4.根据权利要求1所述的3D渲染方法，其特征在于，所述将所述目标渲染指令发送给目标物理GPU之前，所述方法还包括：
宿主机根据预设规则从至少一个物理GPU中选定目标物理GPU。


5.根据权利要求4所述的3D渲染方法，其特征在于，所述宿主机根据预设规则从至少一个物理GPU中选定目标物理GPU包括：
宿主机从其管理的至少一个物理GPU中选择利用率最低的物理GPU作为目标物理GPU。


6.一种3D渲染系统，其特征在于，包括虚拟机、宿主机、至少一个虚...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘威，卢涛，
申请(专利权)人：西安万像电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61