parallel scene graph(psg)
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Parallel Scene Graph(PSG). Parallel Rendering Group CAD&CG State Key Lab. PSG Goals. Abstract scene graph management. Support various high-level applications, especially the HLA-base simulation. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Parallel Scene Graph(PSG)
Parallel Rendering Group
CAD&CG State Key Lab
PSG Goals
• Abstract scene graph management.• Support various high-level applications, especially
the HLA-base simulation.• Support cluster-based parallel rendering, expecial
ly the cluster architecture with large display wall.• Integrate with parallel rendering, view frustum and
occlusion culling, out-of-core data management, LODs management.
• Provide a configurable and scalable framework.
Cluster Architechture
client01 client02
server01 server02 server32
…
networknetwork
server15
…
Note the differencewith NVSG. So problem?
支持多个客户端的仿真
支持并行绘制支持大屏幕投影
Abstract scene graph management
High-level applicationHigh-level application
PSGPSG
OpenGLOpenGL DirectXDirectX
Graphics hardwareGraphics hardware
Interface to high-level application
SimulationApplication
SimulationApplication
PSGPSG
WalkthroughApplication
WalkthroughApplication
EntertainmentApplication
EntertainmentApplication
SimulationInstantiation
SimulationInstantiation
SimulationEnvironment
SimulationEnvironment
PSGPSG
SimulationInstantiation
SimulationInstantiation
SimulationEnvironment
SimulationEnvironment
(our scheme) (another scheme)
把仿真环境建立在PSG 上的，为了重用部分数据结构，HLA 更新数据和状态， PSG 则根据状态绘制数据，实现采用类的继承，由 HLA 继承 PSG中的基类。
PSG treePSG
TreeRoot
PSGTreeRoot
PSGStaticNode
PSGStaticNode
PSGDynamicNode
PSGDynamicNode
PSGTreeNode
PSGTreeNode
PSGTreeNode
PSGTreeNode
PSGTreeNode
PSGTreeNode
PSGTreeNode
PSGTreeNode
PSGModelFile
PSGModelFile
PSGModelFile
PSGModelFile
地形、海面地形、海面 树木、建筑树木、建筑
PSGTreeNode
PSGTreeNode
PSGModelFile
PSGModelFile
PSGModelFile
PSGModelFile
飞机、坦克飞机、坦克 潜艇潜艇
PSG tree meta data
PSGTreeRoot
PSGTreeRoot
PSG 场景树的根节点，遍历入口点，通过它可以遍历到场景中的每个模型，或更新其状态，或对其进行绘制。
PSGStaticNode
PSGStaticNode
PSGDynamicNode
PSGDynamicNode
PSGTreeNode
PSGTreeNode
PSGModelFile
PSGModelFile
PSG 场景树仅含有一个此静态节点，直接挂在根节点下，维系场景中的静态模型层次结构。
PSG 场景树仅含有一个此动态节点，直接挂在根节点下，维系场景中的动态模型层次结构。
PSG 场景树的中间节点，或表示一个模型组（子节点为 TreeNode ），或表示单个模型（子节点为 ModelFile ）。
PSG 场景树的叶节点，对应一个模型文件，存储模型几何数据，可以被多个 TreeNode 引用，场景树变成场景图。
PSG tree geometry
PSGTreeNode
PSGTreeNode
PSGModelFile
PSGModelFile
PSGModelObject
PSGModelObject
包含模型组信息：模型组全局标识符，模型组局部坐标框架，其父模型组指针，所有子模型组指针或子模型文件指针（二选一有效）。一个 TreeNode 最多对应一个 ModelFile ，但一个 ModelFile 可以对应多个 TreeNode 。
包含模型文件信息：模型文件全局标识符，模型文件被引用计数器，所有子模型物体指针，模型包围盒。一个 ModelFile 可以对应多个 ModelObject ，但一个 ModelObject 只对应一个 ModelFile 。 ModelFile 指现实中的一个物体， ModelObject 指物体中的一个部件。
n
1
1
n包含模型部件信息：模型部件局部坐标框架，模型部件顶点列表，模型部件三角面片列表，模型部件包围盒。
PSG tree traverser将遍历器从场景树中分离的好处：（ 1）仿真环境与绘制环境分离，仿真环境可以继承并修改自己需要的
遍历器，方便的根据仿真结果修改模型状态；并行绘制则根据绘制的需要拥有自己的遍历器，遍历场景并绘制。
（ 2）提供更方便的二次开发能力， PSG tree 可以继承和修改，如果需要访问修改后的数据（特别是增加的数据结构），则继承基本遍历器并修改其对每个元数据的访问方式即可。
（ 3）将实现与数据结构分离，若用 OpenGL 绘制，则将绘制语句封装在GL traverser 中；若用 DirectX 绘制，则其封装在 DX traverser 中。
simutraverser
simutraverser
GL rendertraverser
GL rendertraverser
PSG tree
DX rendertraverser
DX rendertraverser
文件名
Interaction with simulation仿真应用仿真应用 仿真环境仿真环境 PSGPSG
状态信息
绘制请求
创建场景创建场景
仿真仿真
更新场景更新场景
创建 SG加载文件创建 SG加载文件
更新场景更新场景
显示场景显示场景 并行绘制并行绘制
PSG modules
Parallel Rendering Engine
Rendering moduleRendering module
Culling moduleCulling module
File manager moduleFile manager module
Camera moduleCamera module
绘制资源管理和调度、并行绘制控制、场景树的管理
视锥剔除、遮挡剔除
对 ModelFile/ 纹理进行 disk/ main memory/video memory 三个层次的 out-of-core 管理
Lighting moduleLighting module
PSG rendering pipeline
Culling
File manager
Parallel rendering
Video memory
DiskMain
memoryGraphics hardware