Server 3D rendering with EGL and OpenGL.

EGLとOpenGLを使用してX Window Systemを使用しないサーバ・レンダリング。

概要

GPU搭載のLinuxサーバ上で3Dレンダリングを実現するための最小のシステム構成例と最小の3D描画のための実装を提供します。

ディレクトリ構成

• main.cpp
  サーバ・レンダリングを実際に行うためのC++用のソースコード。
• math_utils.hpp
  3Dのための数学系ユーティリティの処理をまとめたC++用のヘッダファイル。
• model.h
  3Dモデルの情報を焼き込んだC++用のヘッダファイル。
• PC01_Kohaku.png
  3Dモデル用のテクスチャイメージ。
• shader.vs, shader.fs
  描画用の頂点シェーダとフラグメントシェーダ (ピクセルシェーダ)。
• image
  レンダリングされた画像を保存するためのディレクトリ、apache, nginx等でレンダリングサーバを作る場合は chmod 0777 等で権限を与えておいてください。
• ExportMesh.cc
  3Dモデルデータを出力するためのUnity用のソースファイル
• index.php
  レンダリングプログラムをWeb APIとして動作させるためのPHP用のサンプルプログラム。

3Dモデル・データ

ローポリ ユニティちゃん

http://unity-chan.com/download/releaseNote.php?id=LowPolyUnityChan

これをExportMesh.ccを使用してmodel.hを生成しています。

インストール・パッケージ

• NVIDIAのGPUドライバ
  EGLを動作させるためのパッケージ、インストール手順はOSやハードウェア構成によって違うのでNVIDIAの公式ページを参照。
• EGL
  ハードウェアとOpenGLをつなげるためのAPI。
• OpenGL ES 2.0
  3D描画を行うためのAPI、その中でも組み込み系に特化したパッケージ。
• g++
  C/C++コンパイラ。
• png++
  PNGの読み書き用のライブラリ。

環境構築例

Ubuntu 16.04

環境

GCPインスタンス

• CPU vCPU x 1
• メモリ 3.75GB
• GPU NVIDIA tesla K80 x 1
• OS Ubuntu 16.04 Minimal or CentOS 7

インストール

# NVIDIAのGPUドライバ用のリポジトリ追加

$ wget http://us.download.nvidia.com/tesla/396.44/nvidia-diag-driver-local-repo-ubuntu1604-396.44_1.0-1_amd64.deb
$ dpkg -i nvidia-diag-driver-local-repo-ubuntu1604-396.44_1.0-1_amd64.deb
$ apt-key add /var/nvidia-diag-driver-local-repo-396.44/7fa2af80.pub
$ apt-get update

# GPUドライバーインストール

$ apt-get install cuda-drivers

# 再起動

$ reboot

# 各種必要なパッケージのインストール

$ apt-get install g++
$ apt-get install libpng++-dev
$ apt-get install libgles2-mesa-dev libegl1-mesa-dev
$ apt-get install apache2

CentOS 7

# NVIDIAのGPUドライバ用のリポジトリ追加

$ curl -O http://us.download.nvidia.com/tesla/384.145/nvidia-diag-driver-local-repo-rhel7-384.145-1.0-1.x86_64.rpm
$ rpm -i nvidia-diag-driver-local-repo-rhel7-384.145-1.0-1.x86_64.rpm
$ yum clean all
$ yum install epel-release -y
$ yum update -y

# GPUドライバーインストール

$ yum install cuda-drivers

# 再起動

$ reboot

# 各種必要なパッケージのインストール

$ yum install gcc-c++
$ yum install libpng-devel
$ yum install mesa-libGLES-devel mesa-libEGL-devel
$ yum install httpd

# PNG++のインストール

$ curl -L -O http://download.savannah.nongnu.org/releases/pngpp/png++-0.2.9.tar.gz
$ tar -zxf png++-0.2.9.tar.gz
$ cd png++-0.2.9
$ make
$ make install

追加予定

レンダラーのコンパイルと実行

コンパイル

$ g++ -o main main.cpp -lEGL -lGLESv2 -lpng

実行

$ ./main ${x軸の回転角} ${y軸の回転角} ${z軸の回転角}

実際にレンダリングされた画像はimageディレクトリに image/rendering-${x}-${y}-${z}.png の形式で保存されます。

参考文献

https://devblogs.nvidia.com/egl-eye-opengl-visualization-without-x-server/

X Serverを使用しないEGLによるOpenGLの初期化と、その他にここで触れていないGPUクラスタでのEGLの初期化例が書かれています。

ライセンス

MIT

3Dモデルデータ、及びテクスチャデータ

http://unity-chan.com/contents/guideline/