虛擬現(xiàn)實(shí)的計(jì)算體系結(jié)構(gòu)課件

虛擬現(xiàn)實(shí)的計(jì)算體系結(jié)構(gòu)虛擬現(xiàn)實(shí)的計(jì)算體系結(jié)構(gòu)導(dǎo)學(xué)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握?qǐng)D形繪制流水線和觸覺繪制流水線的原理。2.熟悉基于PC和基于工作站的VR的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。3.理解多流線的同步機(jī)制，掌握分布式VR的網(wǎng)絡(luò)組成和應(yīng)用。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)1、圖形繪制流水線3個(gè)階段應(yīng)用程序、幾何處理、光柵化。2、觸覺繪制流水線3個(gè)階段碰撞檢測(cè)、受力計(jì)算、觸覺計(jì)算。3、多用戶多用戶分布式虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)單服務(wù)器、多服務(wù)器環(huán)狀網(wǎng)、點(diǎn)到點(diǎn)LAN、通過路由的混合點(diǎn)到點(diǎn)WAN4、基于工作站的VR體系結(jié)構(gòu)

導(dǎo)學(xué)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)二、重點(diǎn)、難點(diǎn)21繪制流水線

VR引擎是從輸入設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)，訪問與任務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，執(zhí)行任務(wù)要求的實(shí)時(shí)計(jì)算，從而實(shí)時(shí)更新虛擬世界的狀態(tài)，并把結(jié)果反饋給輸出顯示設(shè)備。大量的數(shù)據(jù)計(jì)算、低延遲和圖形、觸覺實(shí)時(shí)顯示都要VR引擎具有強(qiáng)健的計(jì)算體系結(jié)構(gòu)。VR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中最重要的是繪制技術(shù)。1繪制流水線

VR引擎是從輸入設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)，訪問與任務(wù)相31繪制流水線

1.1圖形繪制流水線圖形繪制流水線：指的是把圖形繪制過程劃分成幾個(gè)階段，并把它們指派給不同的硬件資源并行處理，用來提高圖形繪制速度。多邊形（三角形）網(wǎng)格表示法）：物體的立體幾何信息是通過它們的邊界面或包圍面來表示，而物體的邊界面可以用許多單獨(dú)的多邊形表示。是最常見的虛擬現(xiàn)實(shí)三維模型表示法之一。使用多邊形網(wǎng)格法建模的三維圖像1繪制流水線

1.1圖形繪制流水線圖形繪制流水線：指41繪制流水線

圖形繪制流水線3個(gè)階段1繪制流水線

圖形繪制流水線3個(gè)階段51繪制流水線

應(yīng)用程序階段幾何處理階段光柵化階段完成建模完成建模、加速計(jì)算、動(dòng)畫、人機(jī)交互響應(yīng)用戶輸入。和觸覺繪制流水線一些任務(wù)。模型變換（坐標(biāo)變換、平移、旋轉(zhuǎn)和縮放等）、光照計(jì)算、場(chǎng)景投影、剪裁和映射將幾何圖形信息轉(zhuǎn)換成視頻顯示器需要的像素信息，即幾何場(chǎng)景轉(zhuǎn)化為圖像。通過CPU軟件編程實(shí)現(xiàn)由幾何處理引擎硬件實(shí)現(xiàn)由光柵化單元硬件實(shí)現(xiàn)1繪制流水線

應(yīng)用程序階段幾何處理階段光柵化階段完成建模完61繪制流水線

圖形繪制流水線的實(shí)例-HPVisualizefx卡幾何處理階段：由幾何處理主板上最空閑的幾何處理引擎執(zhí)行相關(guān)操作，處理相應(yīng)的三維數(shù)據(jù)，并返回結(jié)果到接口芯片。接口芯片將經(jīng)過幾何處理的數(shù)據(jù)發(fā)送給紋理芯片，紋理芯片負(fù)責(zé)紋理映射。光柵化階段：光柵化單元從紋理芯片中讀取數(shù)據(jù)，把它們轉(zhuǎn)換成像素信息，然后發(fā)送到幀緩沖區(qū)。接口芯片接收系統(tǒng)總線傳送的3D數(shù)據(jù)，發(fā)送到幾何處理主板。視頻芯片把像素顏色映射成真彩色，進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換和視頻同步處理，輸出顯示結(jié)果1繪制流水線

圖形繪制流水線的實(shí)例-HPVisuali71繪制流水線

1.2觸覺繪制流水線為了提高對(duì)象模型的真實(shí)感除了視覺效果外，還需要觸覺來感知物體。可以通過多階段的觸覺繪制流水線描述觸覺模型的過程。1繪制流水線

1.2觸覺繪制流水線為了提高對(duì)象模型的81繪制流水線

碰撞檢測(cè)階段受力計(jì)算階段觸覺計(jì)算階段確定兩個(gè)（或多個(gè)）虛擬對(duì)象之間是否有接觸。從數(shù)據(jù)庫中加載虛擬對(duì)象的物理特性基于各種物理仿真模型計(jì)算觸點(diǎn)壓力。還包括力平滑和力映射。主要繪制仿真過程的接觸反饋分量（觸覺紋理），增強(qiáng)了對(duì)象表面物理模型真實(shí)感。注意：只有發(fā)生了碰撞的對(duì)象才會(huì)在觸覺繪制流水線中處理。1繪制流水線

碰撞檢測(cè)階段受力計(jì)算階段觸覺計(jì)算階段確定兩個(gè)92圖形體系結(jié)構(gòu)

2.1基于PC的圖形體系結(jié)構(gòu)

只有將PC和虛擬現(xiàn)實(shí)交互式設(shè)備集成在一起才能構(gòu)成VR引擎。

將頭部跟蹤器連接到PC的串行端口，操縱桿連接USB端口，用來接收用戶的輸入，操縱桿接收觸覺反饋。頭戴式可視設(shè)備連接到圖形卡輸出端口，接收系統(tǒng)的視頻反饋。而三維聲卡插在PCI總線上，用戶通過用帶有三維聲卡的耳機(jī)接收音頻反饋。2圖形體系結(jié)構(gòu)

2.1基于PC的圖形體系結(jié)構(gòu)只有102圖形體系結(jié)構(gòu)

2.2基于工作站的體系結(jié)構(gòu)

工作站使用了超級(jí)（多處理器）體系結(jié)構(gòu)，具有更強(qiáng)大的計(jì)算能力、更大的磁盤空間和更快的通信形式。

InfiniteReality是SGI公司開發(fā)的第一個(gè)為通用工作站專門設(shè)計(jì)，具有4個(gè)幾何處理引擎和主板，用于提供復(fù)雜場(chǎng)景下具有穩(wěn)定的60HZ刷新率高質(zhì)量繪制的圖形系統(tǒng)。2圖形體系結(jié)構(gòu)

2.2基于工作站的體系結(jié)構(gòu) 工作站使113分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)

分布式VR引擎：使用兩個(gè)或多個(gè)繪制流水線的VR引擎。這些流水線可以同時(shí)位于一臺(tái)計(jì)算機(jī)中，也可以分別位于多臺(tái)協(xié)作的計(jì)算機(jī)中，或者位于集成在一個(gè)仿真系統(tǒng)中的多臺(tái)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)中。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)

分布式VR引擎：使用兩個(gè)或多123分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)3.1多流水線同步

多條流水線輸出的圖像都需要同步。

如果不進(jìn)行同步，幀刷新率不一致，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)整體的延遲，圖像扭曲。

特別是用多臺(tái)CRT顯示器聯(lián)合仿真顯示，不同步會(huì)會(huì)導(dǎo)致圖像閃爍，使用戶產(chǎn)生視覺不適。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)3.1多流水線同步133分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)多流水線同步解決的方法1.軟件同步法2.幀緩沖器同步法方法：流水線繪制3D圖像前會(huì)等待系統(tǒng)垂直同步信號(hào)，然后開始繪制一幀圖像。缺點(diǎn)：同時(shí)繪制，但繪制速度較快的流水線會(huì)先繪制完幀，還存在圖像偏差的可能。方法：要求并行流水線的應(yīng)用程序階段在同一時(shí)刻開始處理新的一幀。缺點(diǎn)：某一條流水線處理速度快于其他流水線，先填充幀緩沖器，圖像先顯示出來。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)多流水線同步解決的方法1.軟件同143分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)

3.主從顯示器同步法方法：將其中一個(gè)顯示器成為主顯示器，而其他顯示器為從顯示器。主從顯示器圖形卡之間通過內(nèi)部視頻邏輯電路連接，可確保從顯示器的垂直和水平掃描線都與主顯示器相同，確保了輸出圖像的一致性。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)3.主從顯示器同步法153分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)視覺與觸覺流水線同步視覺和觸覺兩種感覺模態(tài)也需要同步繪制才能提高真實(shí)性，視覺和觸覺的同步是在應(yīng)用程序階段實(shí)現(xiàn)的，需要通過專門的接口控制器完成。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)視覺與觸覺流水線同步視覺和觸覺兩163分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)3.2聯(lián)合定位繪制流水線聯(lián)合定位繪制流水線的系統(tǒng)由一臺(tái)帶有多流水線圖形加速卡的計(jì)算機(jī)；或者每臺(tái)帶一個(gè)不同的繪制流水線的多臺(tái)計(jì)算機(jī)；或者它們的任意組合構(gòu)成。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)3.2聯(lián)合定位繪制流水線聯(lián)合173分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)（1）

多流水線圖形卡WildcatII5110能同時(shí)在兩個(gè)顯示器上獨(dú)立地顯示，具有兩套幾何處理引擎和兩套光柵化引擎。WildcatII5110圖形加速卡外觀3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)（1）多流水線圖形卡Wild183分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)（2）PC集群基于大型的多流水工作站，依靠特殊的硬件進(jìn)行圖像合成。使用一組PC繪制服務(wù)器，每臺(tái)服務(wù)器驅(qū)動(dòng)一個(gè)投影儀。PC集群通過高速LAN網(wǎng)絡(luò)連接起來，使用控制服務(wù)器能夠控制輸出圖形的同步。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)（2）PC集群基于大型的多流水工193分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)3.3分布式虛擬環(huán)境分布式虛擬環(huán)境是指在一組以網(wǎng)絡(luò)互連的計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)行虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，使處于不同地域的多個(gè)用戶可以在同一虛擬世界中共享信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，協(xié)同完成各種任務(wù)。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)3.3分布式虛擬環(huán)境分203分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)

（1）兩用戶共享的虛擬環(huán)境

兩用戶可單獨(dú)使用交互設(shè)備與同一VR系統(tǒng)交互，通過LAN通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，使用TCP/IP協(xié)議發(fā)送單播數(shù)據(jù)包來傳消息，用戶之間通信要順暢、狀態(tài)要一致。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)

（1）兩用戶共享的虛擬環(huán)境213分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)

（2）多用戶共享虛擬環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多服務(wù)器環(huán)狀網(wǎng)模式單服務(wù)器模式原理：客戶機(jī)管理本地用戶與I/O交互，執(zhí)行本地圖形繪制；服務(wù)器負(fù)責(zé)維護(hù)所有虛擬對(duì)象的狀態(tài)和協(xié)調(diào)仿真活動(dòng)。動(dòng)作以單播包的形式傳播。缺點(diǎn)：中心服務(wù)器的處理能力限制更多用戶參與仿真。原理：用多個(gè)互連的服務(wù)器代替中心服務(wù)器。每個(gè)服務(wù)器都維護(hù)著虛擬世界的同一副本，并負(fù)責(zé)自身客戶機(jī)所需的通信。單播模式傳播。缺點(diǎn)：不同服務(wù)器之間客戶機(jī)需要通信時(shí)，延遲可能會(huì)增加。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)

（2）多用戶共享虛擬環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)223分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)

（2）多用戶共享虛擬環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)點(diǎn)到點(diǎn)LAN模式通過路由的混合點(diǎn)到點(diǎn)WAN模式原理：一個(gè)客戶機(jī)的信息可以通過多播通信的方式直接發(fā)送給另一個(gè)客戶機(jī)。缺點(diǎn)：局域網(wǎng)使用；所有用戶下線后，無法維持虛擬世界。原理：使用一個(gè)代理服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)路由把多播信息打包成單播包，在網(wǎng)上傳送給其他路由器；本地的代理服務(wù)器收到后進(jìn)行解析，將信息以多播的形式發(fā)送給本地用戶。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)

（2）多用戶共享虛擬環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)23本章小結(jié)

虛擬現(xiàn)實(shí)的計(jì)算體系結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，是虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)的框架和基礎(chǔ)。要求掌握VR引擎中圖形繪制流水線和觸覺繪制流水線的基本工作原理；了解基于PC和工作站的VR圖形體系結(jié)構(gòu)；理解分布式虛擬環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其應(yīng)用。能夠運(yùn)用所學(xué)的內(nèi)容分析VR引擎上虛擬現(xiàn)實(shí)功能的開發(fā)和實(shí)現(xiàn)，為以后章節(jié)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。本章小結(jié)24虛擬現(xiàn)實(shí)的計(jì)算體系結(jié)構(gòu)虛擬現(xiàn)實(shí)的計(jì)算體系結(jié)構(gòu)導(dǎo)學(xué)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握?qǐng)D形繪制流水線和觸覺繪制流水線的原理。2.熟悉基于PC和基于工作站的VR的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。3.理解多流線的同步機(jī)制，掌握分布式VR的網(wǎng)絡(luò)組成和應(yīng)用。二、重點(diǎn)、難點(diǎn)1、圖形繪制流水線3個(gè)階段應(yīng)用程序、幾何處理、光柵化。2、觸覺繪制流水線3個(gè)階段碰撞檢測(cè)、受力計(jì)算、觸覺計(jì)算。3、多用戶多用戶分布式虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)單服務(wù)器、多服務(wù)器環(huán)狀網(wǎng)、點(diǎn)到點(diǎn)LAN、通過路由的混合點(diǎn)到點(diǎn)WAN4、基于工作站的VR體系結(jié)構(gòu)

導(dǎo)學(xué)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)二、重點(diǎn)、難點(diǎn)261繪制流水線

VR引擎是從輸入設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)，訪問與任務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，執(zhí)行任務(wù)要求的實(shí)時(shí)計(jì)算，從而實(shí)時(shí)更新虛擬世界的狀態(tài)，并把結(jié)果反饋給輸出顯示設(shè)備。大量的數(shù)據(jù)計(jì)算、低延遲和圖形、觸覺實(shí)時(shí)顯示都要VR引擎具有強(qiáng)健的計(jì)算體系結(jié)構(gòu)。VR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中最重要的是繪制技術(shù)。1繪制流水線

VR引擎是從輸入設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)，訪問與任務(wù)相271繪制流水線

1.1圖形繪制流水線圖形繪制流水線：指的是把圖形繪制過程劃分成幾個(gè)階段，并把它們指派給不同的硬件資源并行處理，用來提高圖形繪制速度。多邊形（三角形）網(wǎng)格表示法）：物體的立體幾何信息是通過它們的邊界面或包圍面來表示，而物體的邊界面可以用許多單獨(dú)的多邊形表示。是最常見的虛擬現(xiàn)實(shí)三維模型表示法之一。使用多邊形網(wǎng)格法建模的三維圖像1繪制流水線

1.1圖形繪制流水線圖形繪制流水線：指281繪制流水線

圖形繪制流水線3個(gè)階段1繪制流水線

圖形繪制流水線3個(gè)階段291繪制流水線

應(yīng)用程序階段幾何處理階段光柵化階段完成建模完成建模、加速計(jì)算、動(dòng)畫、人機(jī)交互響應(yīng)用戶輸入。和觸覺繪制流水線一些任務(wù)。模型變換（坐標(biāo)變換、平移、旋轉(zhuǎn)和縮放等）、光照計(jì)算、場(chǎng)景投影、剪裁和映射將幾何圖形信息轉(zhuǎn)換成視頻顯示器需要的像素信息，即幾何場(chǎng)景轉(zhuǎn)化為圖像。通過CPU軟件編程實(shí)現(xiàn)由幾何處理引擎硬件實(shí)現(xiàn)由光柵化單元硬件實(shí)現(xiàn)1繪制流水線

應(yīng)用程序階段幾何處理階段光柵化階段完成建模完301繪制流水線

圖形繪制流水線的實(shí)例-HPVisualizefx卡幾何處理階段：由幾何處理主板上最空閑的幾何處理引擎執(zhí)行相關(guān)操作，處理相應(yīng)的三維數(shù)據(jù)，并返回結(jié)果到接口芯片。接口芯片將經(jīng)過幾何處理的數(shù)據(jù)發(fā)送給紋理芯片，紋理芯片負(fù)責(zé)紋理映射。光柵化階段：光柵化單元從紋理芯片中讀取數(shù)據(jù)，把它們轉(zhuǎn)換成像素信息，然后發(fā)送到幀緩沖區(qū)。接口芯片接收系統(tǒng)總線傳送的3D數(shù)據(jù)，發(fā)送到幾何處理主板。視頻芯片把像素顏色映射成真彩色，進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換和視頻同步處理，輸出顯示結(jié)果1繪制流水線

圖形繪制流水線的實(shí)例-HPVisuali311繪制流水線

1.2觸覺繪制流水線為了提高對(duì)象模型的真實(shí)感除了視覺效果外，還需要觸覺來感知物體?？梢酝ㄟ^多階段的觸覺繪制流水線描述觸覺模型的過程。1繪制流水線

1.2觸覺繪制流水線為了提高對(duì)象模型的321繪制流水線

碰撞檢測(cè)階段受力計(jì)算階段觸覺計(jì)算階段確定兩個(gè)（或多個(gè)）虛擬對(duì)象之間是否有接觸。從數(shù)據(jù)庫中加載虛擬對(duì)象的物理特性基于各種物理仿真模型計(jì)算觸點(diǎn)壓力。還包括力平滑和力映射。主要繪制仿真過程的接觸反饋分量（觸覺紋理），增強(qiáng)了對(duì)象表面物理模型真實(shí)感。注意：只有發(fā)生了碰撞的對(duì)象才會(huì)在觸覺繪制流水線中處理。1繪制流水線

碰撞檢測(cè)階段受力計(jì)算階段觸覺計(jì)算階段確定兩個(gè)332圖形體系結(jié)構(gòu)

2.1基于PC的圖形體系結(jié)構(gòu)

只有將PC和虛擬現(xiàn)實(shí)交互式設(shè)備集成在一起才能構(gòu)成VR引擎。

將頭部跟蹤器連接到PC的串行端口，操縱桿連接USB端口，用來接收用戶的輸入，操縱桿接收觸覺反饋。頭戴式可視設(shè)備連接到圖形卡輸出端口，接收系統(tǒng)的視頻反饋。而三維聲卡插在PCI總線上，用戶通過用帶有三維聲卡的耳機(jī)接收音頻反饋。2圖形體系結(jié)構(gòu)

2.1基于PC的圖形體系結(jié)構(gòu)只有342圖形體系結(jié)構(gòu)

2.2基于工作站的體系結(jié)構(gòu)

工作站使用了超級(jí)（多處理器）體系結(jié)構(gòu)，具有更強(qiáng)大的計(jì)算能力、更大的磁盤空間和更快的通信形式。

InfiniteReality是SGI公司開發(fā)的第一個(gè)為通用工作站專門設(shè)計(jì)，具有4個(gè)幾何處理引擎和主板，用于提供復(fù)雜場(chǎng)景下具有穩(wěn)定的60HZ刷新率高質(zhì)量繪制的圖形系統(tǒng)。2圖形體系結(jié)構(gòu)

2.2基于工作站的體系結(jié)構(gòu) 工作站使353分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)

分布式VR引擎：使用兩個(gè)或多個(gè)繪制流水線的VR引擎。這些流水線可以同時(shí)位于一臺(tái)計(jì)算機(jī)中，也可以分別位于多臺(tái)協(xié)作的計(jì)算機(jī)中，或者位于集成在一個(gè)仿真系統(tǒng)中的多臺(tái)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)中。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)

分布式VR引擎：使用兩個(gè)或多363分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)3.1多流水線同步

多條流水線輸出的圖像都需要同步。

如果不進(jìn)行同步，幀刷新率不一致，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)整體的延遲，圖像扭曲。

特別是用多臺(tái)CRT顯示器聯(lián)合仿真顯示，不同步會(huì)會(huì)導(dǎo)致圖像閃爍，使用戶產(chǎn)生視覺不適。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)3.1多流水線同步373分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)多流水線同步解決的方法1.軟件同步法2.幀緩沖器同步法方法：流水線繪制3D圖像前會(huì)等待系統(tǒng)垂直同步信號(hào)，然后開始繪制一幀圖像。缺點(diǎn)：同時(shí)繪制，但繪制速度較快的流水線會(huì)先繪制完幀，還存在圖像偏差的可能。方法：要求并行流水線的應(yīng)用程序階段在同一時(shí)刻開始處理新的一幀。缺點(diǎn)：某一條流水線處理速度快于其他流水線，先填充幀緩沖器，圖像先顯示出來。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)多流水線同步解決的方法1.軟件同383分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)

3.主從顯示器同步法方法：將其中一個(gè)顯示器成為主顯示器，而其他顯示器為從顯示器。主從顯示器圖形卡之間通過內(nèi)部視頻邏輯電路連接，可確保從顯示器的垂直和水平掃描線都與主顯示器相同，確保了輸出圖像的一致性。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)3.主從顯示器同步法393分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)視覺與觸覺流水線同步視覺和觸覺兩種感覺模態(tài)也需要同步繪制才能提高真實(shí)性，視覺和觸覺的同步是在應(yīng)用程序階段實(shí)現(xiàn)的，需要通過專門的接口控制器完成。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)視覺與觸覺流水線同步視覺和觸覺兩403分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)3.2聯(lián)合定位繪制流水線聯(lián)合定位繪制流水線的系統(tǒng)由一臺(tái)帶有多流水線圖形加速卡的計(jì)算機(jī)；或者每臺(tái)帶一個(gè)不同的繪制流水線的多臺(tái)計(jì)算機(jī)；或者它們的任意組合構(gòu)成。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)3.2聯(lián)合定位繪制流水線聯(lián)合413分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)（1）

多流水線圖形卡WildcatII5110能同時(shí)在兩個(gè)顯示器上獨(dú)立地顯示，具有兩套幾何處理引擎和兩套光柵化引擎。WildcatII5110圖形加速卡外觀3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)（1）多流水線圖形卡Wild423分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)（2）PC集群基于大型的多流水工作站，依靠特殊的硬件進(jìn)行圖像合成。使用一組PC繪制服務(wù)器，每臺(tái)服務(wù)器驅(qū)動(dòng)一個(gè)投影儀。PC集群通過高速LAN網(wǎng)絡(luò)連接起來，使用控制服務(wù)器能夠控制輸出圖形的同步。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)（2）PC集群基于大型的多流水工433分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)3.3分布式虛擬環(huán)境分布式虛擬環(huán)境是指在一組以網(wǎng)絡(luò)互連的計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)行虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，使處于不同地域的多個(gè)用戶可以在同一虛擬世界中共享信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，協(xié)同完成各種任務(wù)。3分布式虛擬現(xiàn)實(shí)的體系結(jié)構(gòu)3.3分布式虛擬環(huán)境分443分