实时云渲染系统软件

       云渲染是指将本地计算机上的3D图形渲染任务通过网络传输到云端服务器进行处理，利用云端服务器的强大计算能力完成渲染工作，并将渲染结果返回给用户的过程。这种方式可以极大地提高渲染效率，降低本地计算机的负载，同时实现资源的灵活调配和成本的有效控制。

        云渲染项目是将渲染的任务分布到云端进行处理，可以大幅提升渲染速度和效率。重点和难点主要涉及以下几个方面：

网络传输速度和稳定性，操作的流畅性

数据传输是云渲染的基础，网络传输速度和稳定性是影响渲染质量和时间的关键因素。

措施：本系统利用自研压缩算法和传输协议优化数据体积，优化传输速度，提高操作体验。

延迟和任务分配。

云渲染需要将任务分配到不同的云端服务器上，在任务分配过程中需要考虑负载均衡、延迟等因素，以最大化利用服务器资源和提高渲染效率。

措施：本系统会实时统计各个机器gpu 、cpu、 内存、网络等情况，通过自研负载均衡算法进行筛选调度到最佳机器，确保用户体验最佳。

安全性和数据保护

云渲染需要处理大量的敏感信息，如设计图、UE模型等，这就要求保障系统安全和数据保护。需要加密传输数据，并采用访问控制、身份认证等技术手段确保数据的安全。

措施：本系统，在服务端实时获取应用的图像，并通过视频编码技术，将画面编码成视频流数据，将视频流数据低延迟快速传输给客户的网页端。网页端的鼠标、键盘等动作指令也会通过渲染系统传输回服务器端。客户可以通过网页便捷的操控远程应用的画面。

在整个过程中，系统管理端用md5不可逆算法存储密码，并存储记录操作日志，各个用户访问通过app_key，app_secret进行数据的鉴权，确保用户之间数据隔离。被控服务端应用通过srtp安全实时传输协议实时的画面数据传输给客户端，客户端是通过网页类似观看直播一样的方式，显示完当前画面数据帧就释放。实现数据不落地的安全模式。

多应用音画隔离

云端机器打开多个应用如何确保音频、视频隔离传输给客户端用户

措施：本系统实现独有自研容器复用技术，实现一机多用，避免中间层的衰减和资源消耗，延迟和损耗少，并发数更多。同时兼容kvm、vmware 等虚拟机模式部署更方便，容器架构图如下：

云渲染系统总体设计
设计思路

本项目旨在实现类似3D应用云端渲染的架构，即将3D程序的画面指令等传输到web端网页等轻客户端，支持多服务器调度。因此，本项目主要分为以下几个模块：客户端模块、服务器端模块、调度模块、数据管理中心模块。

设计原则

在设计云渲染系统时，我们遵循以下原则：

可扩展性：系统应具有高度的可扩展性，可以方便地添加新的服务器和客户端，以满足不断增长的用户需求。

稳定性：系统应该能够在长时间的运行中保持稳定。

高效性：系统应该能够快速响应用户请求，能够在保证画面质量的前提下，尽可能地降低延迟，提供流畅的渲染体验。

安全性：系统应该能够保护用户的数据和隐私。

兼容性：系统应该能够兼容不同的浏览器和更多的应用。

技术路线

Web客户端：支持主流浏览器，使用WebRTC等实时通讯技术实现实时数据传输，支持H.264/H.265解码。

服务器端：采用C++语言，支持多线程并发处理，实现实时数据传输，支持H.264/H.265编码，深入优化串流技术栈，以达到极地延迟的效果。实现容器化复用技术，通过独有的容器化方案，实现一机多用，同一机器用户间渲染事务隔离。采用GPU负载均衡技术，实现主机多显卡硬件架构下，根据调度模块发送的任务自动均衡调度GPU资源，已达到最大化利用GPU资源。

调度模块：使用负载均衡技术，根据服务器负载情况自动调度任务，以实现最优的任务分配。

数据管理中心模块：使用云存储技术，将用户的渲染任务和渲染结果存储在数据中心服务器，并通过易用的CMS管理系统实现资源的可视化管理操作，提高数据的可靠性和可用性。

逻辑架构设计

客户端模块：负责向服务器请求渲染任务，并接收服务器传输的渲染结果，将结果展示给用户。

服务器端模块：负责接收客户端请求，进行图形渲染，并将渲染结果传输给客户端。

调度模块：负责监控服务器负载情况，自动调度任务，以实现最优的任务分配。

数据管理中心模块：用户资源的可视化管理、存储用户数据和渲染任务数据，提高系统的易用性，数据的可靠性和可用性。

物理架构设计

本系统采用分布式架构，包括客户端、服务器、调度服务器和数据中心。

客户端：用户通过浏览器访问客户端，向服务器请求渲染任务，并接收服务器传输的渲染结果。

服务器：提供图形渲染服务，接收客户端请求，进行图形渲染，并将渲染结果传输给客户端。

调度服务器：监控服务器负载情况，自动调度任务，以实现最优的任务分配。

数据中心：存储用户的渲染任务和渲染结果，提高数据的可靠性和可用性。

数据流程设计

客户端请求渲染任务、动作指令-> 服务器接收请求并进行图形渲染 -> 服务器将渲染结果传输给客户端

数据库设计

系统使用MySql作为数据库，主要表结构设计如下：

用户表：存储用户信息，包括用户名、密码、状态等。

服务器表：存储服务器信息，包括服务器地址，所属区域等。

渲染任务表：存储渲染任务编号，包括任务状态、端口号、码率、访问密码、所属渲染服务器等。

访问记录表：记录用户访问详细，包括访问时间、访问内容等。

系统间关系

客户端模块和服务器端模块之间通过WebRTC实现实时数据传输，调度模块负责监控服务器负载情况，自动调度任务，以实现最优的任务分配。数据中心模块负责存储用户的渲染任务和渲染结果，提高数据的可靠性和可用性。

系统安全设计

数据传输加密：使用srtp协议对数据进行安全传输。

用户身份验证：对用户进行身份验证，防止非法用户访问系统。对用户输入进行严格的输入验证和过滤，防止SQL注入和XSS攻击。

安全审计：对系统进行安全审计，及时发现和处理安全漏洞和问题。

兼容性设计

支持全部Windows应用程序，一键发布。

支持主流浏览器，如Chrome、Firefox、Safari、Edge等，能尽最大可能确保系统能够在不同平台和浏览器上正常运行。