手持设备远程图形渲染的实现

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　　随着嵌入式处理器计算能力的发展，出现了一系列新型手持设备，如超便携计算机），MID（超移动互联网终端）等，这种设备能够提供与笔记本电脑相同的无线网络接口，从而可以非常方便的联机上网。另外，由于手持设备计算能力的加强，在这类新型设备上玩游戏将越来越容易，然而由于手持设备固有的屏幕小、GPU 较差、电量有限等弱点，并不能够给用户很好的游戏体验。
　　为了解决以上问题，我们利用周围可用的资源，针对手持设备的特点实现了基于OpenGL指令的远程图形渲染平台。
　　手持设备是超便携移动设备的代名词，通常尺寸较小，最初手持设备通常包括手机、个人数字助手（PDA）等，它们的功能仅限于打电话、备忘录、地址本等功能。
　　随着嵌入式芯片的迅速发展，手持设备的功能也得到了提升和增强，现在的手持设备功能多样，包括无线上网、听音乐、看电影以及玩一些简单游戏，有些手持设备甚至可以玩一些以前只能在PC机上运行的游戏。
　　包括Wifi和Bluetooth，目前这种超便携计算机能够方便的移动上网。
　　近年来，笔记本电脑的越来越手机化的趋势可以发现，手持设备将占据越来月重要的地位，现有笔记本电脑在移动性方面的优势将会逐渐被手持设备取代。
　　由于其较小的尺寸，电池的容量肯定也不会太大，而一般人们会要求手持设备有较长的待机时间，因此这使手持设备节能要求较高。
　　如果远端具有更高分辨率，并具有更好的显示图形卡，那么我们可以通过远端显示更清晰的游戏图形，从而提高用户体验。 通过与其他设备相连，并充分利用其他设备的资源，减少手持设备的计算量，从而使手持设备更加节能。通过与多台远端设备相连，针对特定游戏提供更加丰富的游戏方式，给用户提供沉浸式的游戏体验。
　　可见，远程渲染技术对于手持设备来说是一种比较理想的提升其用户体验的方式。
　　从系统结构上划分，可以把现有远程图形技术分为两大方向：基于底层像素的远程显示，基于图形指令的远程显示。前者通常用于远程桌面的显示，而后者是针对特定应用程序的快速渲染。
　　基于底层像素的远程显示由于与软件平台无关，因此具有极好的通用性，因而受到广泛开发和应用，这类显示软件通常将鼠标键盘的控制绑定在远端，因此也叫远程控制软件，现在远程控制软件比较成熟的产品也很多，如Citrix公司的（基于ICA协议），微软的终端服务（基于RDP协议），Tarntella（基于AIP协议），AT&T VNC，Sun Ray等，其中应用最广泛的是RDP和VNC。
　　基于图形指令的远程渲染通常基于某些软件平台，这方面研究和应用最多的是基于窗口系统（如X Window）远程显示和基于图形绘制库的远程显示。
　　针对手持设备远程显示的研究主要集中在2006年以前，当时的手持设备计算和渲染能力都非常有限，却经常需要通过个人数字助手、智能手机等进行一些交互式图形渲染的需求，因此研究人员提出了一些实现的思路，其中最主要的就是利用其他设备的远程渲染技术。2002年，Simon Stegmarier等人提出了一种通用的硬件加速的远程显示方法，他们实现了基于OpenGL的图形指令的截获，重定义图形指令的实现完成远程图形的渲染，然而其实现并不是那么通用，它要求远端服务器有一个同样的 X Server，并且性能也不够好；2003 年，等人提出了一种适用于 PDA 的加速远程图形结构，这篇文章提出了将程序和渲染工作放到远端服务器运行，并将图像以视频流的方式传回给客户端，客户端只用于显示和与用户交互，然而这种方法的弱点在于对网络带宽要求较高，而且帧率不高；Joachim Diepstraten等在2004年提出了一种手持设备的远程线性渲染的方法，该方法是在以前基于图像的远程渲染的基础上的改进，程序仍然在服务器运行并渲染，并给手持设备传输一些主要的2D轮廓，这种方法显著减少了所需的网络带宽，非常适用于无线环境下的快速渲染。
　　以上手持设备远程显示的研究采用的都是程序运行在服务端，显示放在客户端的模式，这跟本文的模式完全相反，因而本文是在手持设备 CPU 计算能力变强的条件下解决新的问题，是手持设备的一个新的研究方向。