基于三維可視化技術(shù)的智能機(jī)房應(yīng)用

文/呂靜賢 王晨飛 韓維 吳剛

將三維可視化技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)機(jī)房當(dāng)中能夠?qū)⑦@些機(jī)房作為建立三維視圖的基礎(chǔ)，在相應(yīng)的設(shè)備當(dāng)中將虛擬的三維機(jī)房建立，并在這種基礎(chǔ)上以三維機(jī)房作為基礎(chǔ)視圖，然后再通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)總線服務(wù)隊(duì)整個(gè)基礎(chǔ)機(jī)房的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的整合，從而能夠?qū)崿F(xiàn)將所有的機(jī)房數(shù)據(jù)建立在一個(gè)統(tǒng)一的視圖當(dāng)中，這樣能夠有效的提高對(duì)機(jī)房管理的有效性，降低機(jī)房管理工作人員管理工作上的難度，并且還能夠顯著降低機(jī)房正常工作當(dāng)中的維護(hù)工作的復(fù)雜程度，降低對(duì)人力物力的輸入成本。

1 引言

對(duì)于機(jī)房管理工作來說，在社會(huì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的影響下逐漸向可視化、智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，并且逐漸出現(xiàn)智能機(jī)房的概念。在三維可視化技術(shù)的不斷發(fā)展下，這種技術(shù)應(yīng)用到智能機(jī)房當(dāng)中能夠借助這種技術(shù)手段達(dá)到對(duì)智能機(jī)房的有效管理，包括機(jī)房?jī)?nèi)部的相關(guān)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)連接、端口信息等，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)房在設(shè)計(jì)、施工、完工、運(yùn)行等過程當(dāng)中圖模一體化形式的管理，這樣一來對(duì)于機(jī)房管理工作來說能夠有效的確保各方面數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)設(shè)備資源信息獲取的及時(shí)性以及準(zhǔn)確性。

2 三維可視化技術(shù)下的智能機(jī)房關(guān)鍵技術(shù)

2.1 三維渲染技術(shù)

三維渲染技術(shù)的應(yīng)用需要進(jìn)行一系列的流程才能完成將三維的物體或者場(chǎng)景傳輸?shù)浆F(xiàn)實(shí)設(shè)備的工作，這一工作過程主要可以分成以下部分：首先要將三位物體或者場(chǎng)景通過相關(guān)技術(shù)的描述轉(zhuǎn)變成二維模式的圖像，之后再將這個(gè)二維圖像傳輸?shù)斤@示設(shè)備當(dāng)中。雖然對(duì)于三維渲染技術(shù)在轉(zhuǎn)變?cè)砩媳容^簡(jiǎn)單，但是其轉(zhuǎn)變過程是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程，每一個(gè)環(huán)節(jié)必須要有效的落實(shí)，才能將三維物體或者場(chǎng)景在顯示設(shè)備當(dāng)中有效的展示。以三維渲染技術(shù)的簡(jiǎn)單原理為基礎(chǔ)，可以將三維渲染技術(shù)的過程分為以下階段：

2.1.1 頂點(diǎn)變換

作為三維渲染技術(shù)的第一個(gè)階段，頂點(diǎn)變換需要對(duì)三維物體或場(chǎng)景當(dāng)中的每一個(gè)頂點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)的數(shù)學(xué)操作，通過這些數(shù)學(xué)操作能夠?qū)⑷S物體或場(chǎng)景當(dāng)中的頂點(diǎn)的位置轉(zhuǎn)換成在顯示設(shè)備當(dāng)中的位置，從而能夠便于光柵器的使用，進(jìn)而使得相關(guān)的貼圖產(chǎn)生相應(yīng)的紋理坐標(biāo)，在通過照亮的方式來確定頂點(diǎn)的顏色。

2.1.2 圖元裝配和光柵化

在頂點(diǎn)變換階段結(jié)束后悔進(jìn)入第二個(gè)階段，那就是圖元裝配和光柵化階段，在這一階段當(dāng)中首先是在圖元裝配階段需要對(duì)頂點(diǎn)變換后的幾何圖元分類信息進(jìn)行利用將這些頂點(diǎn)裝配成相應(yīng)的幾何圖元，裝配之后的幾何圖元會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的圖形，例如三角形等，之后的操作就是對(duì)這些圖源進(jìn)行相應(yīng)的裁剪操作，并將裁剪后的圖形放置到一個(gè)可視區(qū)域當(dāng)中，這時(shí)光柵器就會(huì)發(fā)揮一定的作用，通過對(duì)這些圖形的方向來決定是否將其放棄，從而完成挑選過程。當(dāng)圖元裝配階段完成之后就會(huì)進(jìn)入光柵化階段，光柵化是完成裁剪和挑選過程之后必須要經(jīng)過的階段，這一階段的主要目的就是對(duì)被幾何圖元覆蓋的像素進(jìn)行確定，在圖元裝配階段當(dāng)中產(chǎn)生的相關(guān)圖形會(huì)在光柵化階段依據(jù)圖元種類采取相對(duì)應(yīng)的光柵原則來進(jìn)行光柵化，最終在光柵化完成之后就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的像素位置集合以及片段集合，并且在光柵化階段完成之后圖元當(dāng)中存在的頂點(diǎn)數(shù)量與其所產(chǎn)生的片段之間就會(huì)失去相應(yīng)的關(guān)系。

2.1.3 差值、貼圖和著色

在這一個(gè)階段當(dāng)中，差值、貼圖和著色環(huán)節(jié)是一個(gè)統(tǒng)一的過程，首先在光柵化完成之后的圖元會(huì)變成單個(gè)或者若干個(gè)片段的時(shí)候就會(huì)在片段本身的屬性需要的情況下進(jìn)行差值環(huán)節(jié)的操作，接下來就是進(jìn)行相應(yīng)的貼圖操作以及相應(yīng)的數(shù)學(xué)操作，最終為每一個(gè)片段的顏色進(jìn)行確定并進(jìn)行著色的處理。

2.1.4 光柵操作

在這個(gè)階段當(dāng)中，光柵操作會(huì)通過許多測(cè)試來對(duì)每一個(gè)片段進(jìn)行檢查，例如剪切、深度等，檢查所涉及的方面包括片段最終的顏色或深度、像素的位置等。在這個(gè)檢查的環(huán)節(jié)當(dāng)中，如果其中一項(xiàng)檢查的結(jié)果不符合要求，那么這個(gè)片段就會(huì)被放棄，而通過深度測(cè)試的片段就可以將該片段的深度數(shù)值作為像素值。

2.2 圖層或者視圖

對(duì)于某一特定區(qū)域內(nèi)的信息，如果信息量過大那么就會(huì)存在無法全部接受這些信息的情況，所以在這一區(qū)域內(nèi)把全部的數(shù)據(jù)信息展現(xiàn)出來，就會(huì)使得過濾有用信息的過程變得相當(dāng)復(fù)雜，而如果把這些數(shù)據(jù)信息通過圖層或者視圖的分類展現(xiàn)出來，就會(huì)讓有用信息的過濾變得十分簡(jiǎn)便，并且在這些區(qū)域的可視化角度上也會(huì)變得十分整潔。在智能機(jī)房當(dāng)中的展現(xiàn)也是如此，如果機(jī)房管理人員只需要對(duì)智能機(jī)房的設(shè)備信息進(jìn)行了解時(shí)可以將這些設(shè)備信息進(jìn)行疊加，如果管理人員需要對(duì)機(jī)房網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)果進(jìn)行了解時(shí)則只需要將三維機(jī)房視圖轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓噲D即可。

3 三維可視化技術(shù)的智能機(jī)房應(yīng)用

3.1 對(duì)智能機(jī)房的三維化展示

通過對(duì)三維可視化當(dāng)中的關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)χ悄軝C(jī)房進(jìn)行三維視圖的模型建立，并且在三維渲染技術(shù)的操作下將其傳輸?shù)斤@示設(shè)備當(dāng)中，在對(duì)智能機(jī)房三維化展示的情況下可以將機(jī)房三維視圖作為基礎(chǔ)視圖以及圖層，能夠有效的將智能機(jī)房?jī)?nèi)部的基本設(shè)置展現(xiàn)出來。通過使用相關(guān)的操作設(shè)備，管理工作者能夠?qū)@種虛擬的三維視圖進(jìn)行控制，例如對(duì)視角、縮放級(jí)別、觀測(cè)角度等，在這種情況下能夠讓管理工作者擁有所謂的上帝視角實(shí)現(xiàn)對(duì)智能機(jī)房的有效管理，這種完美的視角監(jiān)督是在現(xiàn)實(shí)機(jī)房當(dāng)中無法實(shí)現(xiàn)的。

3.2 機(jī)柜信息的展示

在建立相關(guān)的智能機(jī)房三維視圖的基礎(chǔ)上進(jìn)入機(jī)房三維控制的環(huán)境當(dāng)中，對(duì)機(jī)柜進(jìn)行選擇之后就能夠進(jìn)入機(jī)柜視圖。進(jìn)入相應(yīng)的機(jī)柜視圖之后，顯示界面會(huì)以機(jī)柜為主要的設(shè)備，從而能夠有效的觀察到機(jī)柜整體的全貌，進(jìn)而全面掌握機(jī)柜的各方面信息，例如對(duì)機(jī)柜當(dāng)中的空閑機(jī)位的數(shù)量進(jìn)行了解，安裝在機(jī)柜的設(shè)備類型等，并且如果想要進(jìn)一步了解機(jī)柜當(dāng)中的相應(yīng)設(shè)備時(shí)則只需要對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行打開就能夠進(jìn)入這些設(shè)備，能夠直觀的觀察到這些設(shè)備的詳細(xì)信息。對(duì)于機(jī)柜信息的展示效果來說，解決了以往需要專門的工作人員對(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行圖紙的查詢和了解的問題，從而有效的降低了人力物力的投入。

3.3 網(wǎng)絡(luò)連接信息的展示

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)連接信息的展示需要在智能機(jī)房的三維基礎(chǔ)視圖當(dāng)中對(duì)網(wǎng)絡(luò)鏈路圖層進(jìn)行相應(yīng)的疊加來實(shí)現(xiàn)，從而能夠?qū)⒅悄軝C(jī)房當(dāng)中的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)連接狀況真實(shí)的展示出來，運(yùn)用這種方式來了解智能機(jī)房網(wǎng)絡(luò)連接信息只需要對(duì)三維視圖進(jìn)行相關(guān)的操作即可，而無需再利用傳統(tǒng)的觀察方式到機(jī)柜上查詢，同時(shí)也不需要對(duì)這些復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)線路的走線方式進(jìn)行辨析，這些情況都能夠在三維機(jī)房視圖的幫助下實(shí)施，不僅能夠?qū)C(jī)房各個(gè)設(shè)備的連接情況進(jìn)行了解，還能夠?qū)C(jī)柜當(dāng)中的走線方式甚至埋地走線狀況進(jìn)行充分的了解，通過對(duì)這種網(wǎng)絡(luò)連接信息的展示能夠充分的節(jié)約人力的投入成本。

3.4 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的展示

在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)視圖的形成方式上，主要是根據(jù)管理人員所選擇的設(shè)備來進(jìn)行這些設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)試圖的生成。當(dāng)管理人員選擇的設(shè)備屬于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，這時(shí)就會(huì)需要通過相關(guān)的數(shù)據(jù)總線對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)當(dāng)中的拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)用并將其輸送到顯示設(shè)備當(dāng)中；而如果管理人員選擇的是服務(wù)器設(shè)備，那么就會(huì)在這些服務(wù)器設(shè)備當(dāng)中運(yùn)行的軟件系統(tǒng)相關(guān)性而自動(dòng)生成相應(yīng)的拓?fù)潢P(guān)系。

3.5 對(duì)機(jī)房溫濕度的監(jiān)控

在對(duì)機(jī)房溫濕度監(jiān)控的應(yīng)用上，主要是從溫度和濕度兩個(gè)角度來進(jìn)行圖層的建立，在相應(yīng)的溫濕度檢測(cè)設(shè)備的利用下，系統(tǒng)就會(huì)對(duì)智能機(jī)房?jī)?nèi)的溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的監(jiān)測(cè)，并且在智能機(jī)房的基本狀況的展示當(dāng)中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)溫濕度熱力圖進(jìn)行疊加的目的，從而能夠完整的展示出智能機(jī)房各區(qū)域內(nèi)的溫濕度現(xiàn)狀以及后續(xù)變化情況。

3.6 智能警示功能的應(yīng)用

在智能警示功能級(jí)逆行應(yīng)用的過程當(dāng)中，需要提前對(duì)每一部分系統(tǒng)的警示數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線進(jìn)行獲取，從而能夠生成具有不同功能的警示圖并將其疊加到智能機(jī)房三維視圖當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)警示功能的基礎(chǔ)性應(yīng)用的目的，這樣一來就能夠便于對(duì)整個(gè)智能機(jī)房實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行充分掌握的工作。在警示功能當(dāng)中根據(jù)功能的劃分可以將其劃分成設(shè)備故障警示、設(shè)備資源警示、工作環(huán)境異常警示、軟件系統(tǒng)運(yùn)行異常警示等。

4 結(jié)束語

綜上所述，對(duì)于三維可視化技術(shù)為基礎(chǔ)的智能機(jī)房在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中需要借助相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，這樣才能將各項(xiàng)先進(jìn)性的功能應(yīng)用到智能機(jī)房當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)智能機(jī)房的合理有效管理，降低管理環(huán)節(jié)當(dāng)中的人力物力的投入，提高管理工作的效率。