Плагин Syncker

Syncker - это многоканальная система визуализации, которая упрощает создание иммерсивной системы или крупномасштабной видеостены на базе компьютерного кластера, синхронизированной по сети в режиме реального времени.

Просто подключите несколько компьютеров к одному бесшовному дисплею с высоким разрешением по локальной сети. И не имеет значения, работают ли эти компьютеры на Windows и Linux одновременно, поскольку Syncker работает даже на разных платформах. Более того, созданные виртуальные среды могут иметь любую конфигурацию монитора, поскольку все вьюпорты полностью настраиваются и поддерживаются сетки с несколькими мониторами на компьютерах Slave.

Компьютеры в локальной сети подключены через Syncker

Более того, Syncker предлагает вам гибкую настройку всего процесса синхронизации на основе пользовательских сообщений . Вместо отправки всего набора данных трансформаций для объектов, которые можно только повернуть, или отправки огромных объемов данных трансформаций для всех частей сложных объектов, когда их положение можно определить с помощью всего лишь нескольких простых параметров, вы можете отправить один кватернион или набор параметров.

Смотрите также#

Syncker позволяет отображать мир на разных компьютерах, синхронизированных по локальной сети. Эти компьютеры могут быть двух типов:

Master

Приложение Master - это приложение, работающее на главном компьютере. Помимо рендеринга, он также выполняет анимацию и вычисления физики, а также управляет приложениями Slave. Примечание Главный компьютер должен иметь самую мощную конфигурацию оборудования, так как он выполняет оснувную часть вычислений. Ноды, материалы и камеры создаются / удаляются и перемещаются в соответствии с логикой приложения. Все остальные приложения синхронизируются с Master.

Slave

Приложения Slave - это все остальные приложения, работающие на компьютерах, подключенных к сети. К одному Master может быть подключено неограниченное количество приложений Slave (если позволяет пропускная способность сети). Цель таких приложений - визуализировать все ноды, которые видны в их вьюпортах. Весь рендеринг выполняется непосредственно на графическом процессоре Slave. Физическое моделирование выполняется Master. Примечание Физическое моделирование в приложениях Slave следует отключить для повышения производительности. Автоматически синхронизируются объекты следующих типов: ObjectWaterGlobal, ObjectCloudLayer, ObjectParticles, WorldLight, если они присутствуют в файле *.world на всех компьютерах. Анимации обновляются на компьютере Master, в то время как приложения Slave получают только рассчитанные трансформации костей. Системы частиц обновляются на Slave, но в соответствии с параметрами, полученными от Master. Физическое моделирование в приложениях Slave должно быть отключено, чтобы не переопределять положение и ориентацию нод, отправленных по сети из Master. Конфигурация Slave настроена так, чтобы соответствовать конфигурация мониторов .

Порядок запуска#

Синхронизация#

Slave не молчит, он может отправлять сообщения в Master, он может даже управлять Master, а также другими приложениями Slave (например, запускать профилировщик на всех компьютерах или закрывать все приложения), отправляя команду sync.

Для отправки и получения сообщений между Master и Slave, Syncker использует один сокет UDP со следующими пятью технологиями:

• Reliable - гарантирует доставку пакетов с использованием так называемых пакетов подтверждения. Когда Master отправляет сообщение, Slave сообщает, что сообщение получено. В случае, если Slave не отвечает в течение определенного периода времени, Master пытается повторно отправить сообщение.
• Sequenced - гарантирует получение всех пакетов в правильном порядке с обнаружением всех дубликатов. У каждого пакета есть номер, и пока Slave не получит пакет, Master не будет отправлять ему следующие (с большими номерами).
• Merged - маленькие сообщения объединяются в большее, вместо того, чтобы отправлять их все одно за другим (отправьте один 100-байтовый пакет, вместо 10 пакетов по 10 байтов каждый). Это упрощает и ускоряет отправку пакетов подтверждения отправителю.
• Fragmented - большое сообщение, превышающее размер MTU (Maximum Transmission Unit), должно быть разбито на несколько пакетов, имеющих размер MTU. Это обеспечивает доставку всех пакетов, защищая Slave от переполнения буфера, вызванного одним большим пакетом.
• Compressed - все сообщения перед отправкой сжимаются по алгоритму LZ4. Это снижает нагрузку на сеть, но немного увеличивает нагрузку на сам компьютер.

Итак, вот как доставляются пакеты:

1. Во время кадра до точки синхронизации данных Master подготавливает сообщения к отправке и помещает их в очередь. Это «большое сообщение» сжимается, разбивается на части в соответствии с размером MTU, упаковывается в пакеты со следующими тремя числами, указанными для каждого из них: порядковый номер (группа пакетов), номер фрагмента и общее количество фрагментов в этой последовательности.
2. Пакеты отправлены.
3. При получении любого из пакетов Slave изменяет размер своего скользящего окна в соответствии с количеством фрагментов и добавляет полученный фрагмент в это окно.
4. В случае пропущенных / потерянных пакетов Slave добавляет соответствующую информацию об отсутствующей части, которую он запрашивает для повторной отправки, в пакет подтверждения, отправленный на Master.

Режимы доставки#

Режимы адресации#

Доступны следующие режимы адресации для связи:

• Unicast
• Multicast
• Broadcast

В зависимости от требований вашего проекта вы можете выбрать тот, который лучше всего подходит: обеспечивает минимально возможную нагрузку или предоставляет дополнительные функции, такие как простое тестирование на одном ПК или обмен данными между хостами из разных подсетей с использованием разных портов.

Лучшая практика

Режим Unicast рекомендуется использовать на этапе разработки как наиболее гибкий, а Multicast и Broadcast рассматриваются как варианты для производства. Режим Broadcast - лучший вариант, если сеть состоит только из IG-хостов.

Broadcast
Master отправляет пакеты всем компьютерам в сети. Сообщения принимаются компьютерами Slave, а также всеми другими компьютерами, не имеющими отношения к Synker. Примечание Все хост-компьютеры должны находиться в одной подсети и использовать один и тот же порт. Преимущества: Уменьшена нагрузка на хост Master (должен быть отправлен только один пакет вместо отправки одной отдельной его копии на каждый Slave). Простая настройка (просто установите режим вещания для Master через -sync_method broadcast Недостатки: Невозможно протестировать на одном компьютере. Сообщения принимаются на все компьютеры в сети (даже те, которые не имеют отношения к Synker), что приводит к значительной нагрузке на сеть, маршрутизатор и сами компьютеры, если в сети много таких компьютеров.
Unicast
Master отправляет сообщения только своим приложениям Slave: отдельная копия сообщения отправляется каждому Slave. Примечание Все хост-компьютеры могут находиться в разных подсетях и использовать любые порты (кроме Master). Преимущества: Простая настройка (работает по умолчанию). Компьютеры могут принадлежать к разным подсетям (например, несколько компьютеров из LAN плюс несколько подключенных через WiFi). Сообщения от Master принимаются только его приложениями Slave. Легко протестировать на одном компьютере. Никаких ограничений, кроме точно определенного порта для Master. Недостатки: Значительное количество приложений Slave увеличивает нагрузку на сегмент сети между Master и маршрутизатором, так как отдельная копия должна быть отправлена на каждый Slave. Примечание Переключение в режимы Multicast/Broadcast помогает снизить нагрузку на сеть в случае увеличения количества Slaves. Поскольку в этих режимах нагрузка практически не затрагивается, в отличие от Unicast, где нагрузка пропорциональна количеству Slaves.
Multicast
Master отправляет сообщение на уникальный многоадресный адрес, и маршрутизатор перенаправляет это сообщение только на компьютеры, которые «слушают» этот адрес (присоединились к группе multicast). Примечание Все компьютеры должны использовать один и тот же порт. Master должен знать адрес многоадресной рассылки, а приложения Slave должны быть подключены к той же группе multicast. Преимущества: Минимально возможная нагрузка на Master и сеть. Master отправляет сообщение только один раз, приложения Slave получают копии того же сообщения. Копии сообщения принимаются только ПК Slave, другие ПК в сети их не получают. Недостатки: Необходимо настроить дополнительные параметры. Настройки маршрутизатора по умолчанию могут привести к блокировке пакетов Syncker. Возможно, вам придется изменить эти настройки, чтобы этого избежать. Невозможно протестировать на одном компьютере.

Сетевая нагрузка#

//On the Master
	master->setSendRate(15.0f); // send packets 15 times per second

	//Both on the Master and all Slaves
	syncker->setInterpolationPeriod(0.1f); // 100 ms delay

//On the Master
	master->setSendRate(30.0f); // send packets 30 times per second

	//Both on the Master and all Slaves
	syncker->setInterpolationPeriod(0.05f); // 50 ms delay

Syncker позволяет синхронизировать виды с нескольких камер. Есть два типа камер:

• Основная мастер-камера - отдельная камера, соответствующая положению основного зрителя. В конфигурация экрана определяет вьюпорты относительно этой камеры.

  Пример: камера в кабине самолета, соответствующая точке зрения пилота.

• Вспомогательная камера - дополнительная камера (статическая или динамическая), которую можно установить в любом месте сцены. Вы можете иметь столько камер этого типа, сколько необходимо.

  Пример: наземная камера наблюдения или тепловизионная камера, установленная на крыле самолета.

По умолчанию используется основная мастер-камера. Вы можете создать дополнительные камеры и указать их вьюпорты, которые будут отображаться выбранными приложениями Slave. Такие камеры синхронизируются автоматически.

Syncker предоставляет исключительную гибкость конфигурации вьюпортов. Вы можете использовать до 6 мониторов на одном Slave, каждому из которых назначено собственный вьюпорт. Для этого следует использовать предустановку Wall плагина SpiderVision.

Чтобы настроить экраны/проекции, в проект необходимо добавить плагин SpiderVision для всех компьютеров — и Master и Slave. Порядок плагинов в списке имеет значение — SpiderVision должен быть указан перед Syncker:

-extern_plugin UnigineSpiderVision,UnigineSyncker

Окно настройки открывается при нажатии кнопки F10 на любом компьютере (Master или Slave) для настройки рендеринга всех вьюпортов.

Конфигурация экрана для Syncker должна соответствовать следующим требованиям:

• Каждый дисплей в конфигурации должен соответствовать одному из мониторов / проекторов.
• Положение и ориентация каждого дисплея / проектора должны быть относительно главной Master-камеры . Чем ближе монитор к зрителю, тем выше значение FOV.

Можно использовать два типа конфигурации:

• Установка с несколькими мониторами, состоящая из дисплеев, где каждый Slave отображает свое окно просмотра на соответствующем мониторе (или нескольких мониторах).

  Примечание

  Матрицы проекции и обзора модели автоматически рассчитываются на основе положения зрителя.

  На следующем рисунке показана конфигурация экрана для настройки с несколькими мониторами, где каждый Slave отображает свой вьбпорт на одном мониторе.

  

  Конфигурация экрана (левое изображение) для настройки нескольких мониторов (правое изображение)

• Мультипроекторная установка, состоящая из проекторов, где каждый Slave отображает свое окно просмотра через соответствующий проектор. По умолчанию проекторы отображают изображения, видимые с позиции зрителя.

  

  Конфигурация проектора (левый рисунок) для настройки нескольких проекторов (правый рисунок)
  Примечание

  Матрицы проекции и обзора модели автоматически рассчитываются на основе положения зрителя.

Обычно Syncker имеет 4 состояния:

• Wait for connections - ожидание подключения всех Slave ПК.
• Starting... - расчет MTU и стартовая синхронизация всех хостов.
• Session Started - сессия запущена.
• Session Finished - сессия окончена, все ПК Slave отключены.

Давайте рассмотрим работу Syncker с использованием широковещательной адресации с Master и одним Slave: