基于三维可视化技术的智能机房应用

文/吕静贤 王晨飞 韩维 吴刚

将三维可视化技术应用到现实机房当中能够将这些机房作为建立三维视图的基础，在相应的设备当中将虚拟的三维机房建立，并在这种基础上以三维机房作为基础视图，然后再通过相应的数据总线服务队整个基础机房的系统和数据进行相应的整合，从而能够实现将所有的机房数据建立在一个统一的视图当中，这样能够有效的提高对机房管理的有效性，降低机房管理工作人员管理工作上的难度，并且还能够显著降低机房正常工作当中的维护工作的复杂程度，降低对人力物力的输入成本。

1 引言

对于机房管理工作来说，在社会发展和科学技术进步的影响下逐渐向可视化、智能化、自动化的方向发展，并且逐渐出现智能机房的概念。在三维可视化技术的不断发展下，这种技术应用到智能机房当中能够借助这种技术手段达到对智能机房的有效管理，包括机房内部的相关设备、网络连接、端口信息等，实现了对机房在设计、施工、完工、运行等过程当中图模一体化形式的管理，这样一来对于机房管理工作来说能够有效的确保各方面数据信息系统设备资源信息获取的及时性以及准确性。

2 三维可视化技术下的智能机房关键技术

2.1 三维渲染技术

三维渲染技术的应用需要进行一系列的流程才能完成将三维的物体或者场景传输到现实设备的工作，这一工作过程主要可以分成以下部分：首先要将三位物体或者场景通过相关技术的描述转变成二维模式的图像，之后再将这个二维图像传输到显示设备当中。虽然对于三维渲染技术在转变原理上比较简单，但是其转变过程是一个相当复杂的过程，每一个环节必须要有效的落实，才能将三维物体或者场景在显示设备当中有效的展示。以三维渲染技术的简单原理为基础，可以将三维渲染技术的过程分为以下阶段：

2.1.1 顶点变换

作为三维渲染技术的第一个阶段，顶点变换需要对三维物体或场景当中的每一个顶点进行相关的数学操作，通过这些数学操作能够将三维物体或场景当中的顶点的位置转换成在显示设备当中的位置，从而能够便于光栅器的使用，进而使得相关的贴图产生相应的纹理坐标，在通过照亮的方式来确定顶点的颜色。

2.1.2 图元装配和光栅化

在顶点变换阶段结束后悔进入第二个阶段，那就是图元装配和光栅化阶段，在这一阶段当中首先是在图元装配阶段需要对顶点变换后的几何图元分类信息进行利用将这些顶点装配成相应的几何图元，装配之后的几何图元会产生相应的图形，例如三角形等，之后的操作就是对这些图源进行相应的裁剪操作，并将裁剪后的图形放置到一个可视区域当中，这时光栅器就会发挥一定的作用，通过对这些图形的方向来决定是否将其放弃，从而完成挑选过程。当图元装配阶段完成之后就会进入光栅化阶段，光栅化是完成裁剪和挑选过程之后必须要经过的阶段，这一阶段的主要目的就是对被几何图元覆盖的像素进行确定，在图元装配阶段当中产生的相关图形会在光栅化阶段依据图元种类采取相对应的光栅原则来进行光栅化，最终在光栅化完成之后就会产生相应的像素位置集合以及片段集合，并且在光栅化阶段完成之后图元当中存在的顶点数量与其所产生的片段之间就会失去相应的关系。

2.1.3 差值、贴图和着色

在这一个阶段当中，差值、贴图和着色环节是一个统一的过程，首先在光栅化完成之后的图元会变成单个或者若干个片段的时候就会在片段本身的属性需要的情况下进行差值环节的操作，接下来就是进行相应的贴图操作以及相应的数学操作，最终为每一个片段的颜色进行确定并进行着色的处理。

2.1.4 光栅操作

在这个阶段当中，光栅操作会通过许多测试来对每一个片段进行检查，例如剪切、深度等，检查所涉及的方面包括片段最终的颜色或深度、像素的位置等。在这个检查的环节当中，如果其中一项检查的结果不符合要求，那么这个片段就会被放弃，而通过深度测试的片段就可以将该片段的深度数值作为像素值。

2.2 图层或者视图

对于某一特定区域内的信息，如果信息量过大那么就会存在无法全部接受这些信息的情况，所以在这一区域内把全部的数据信息展现出来，就会使得过滤有用信息的过程变得相当复杂，而如果把这些数据信息通过图层或者视图的分类展现出来，就会让有用信息的过滤变得十分简便，并且在这些区域的可视化角度上也会变得十分整洁。在智能机房当中的展现也是如此，如果机房管理人员只需要对智能机房的设备信息进行了解时可以将这些设备信息进行叠加，如果管理人员需要对机房网络拓扑结果进行了解时则只需要将三维机房视图转换成网络拓扑试图即可。

3 三维可视化技术的智能机房应用

3.1 对智能机房的三维化展示

通过对三维可视化当中的关键技术的应用能够对智能机房进行三维视图的模型建立，并且在三维渲染技术的操作下将其传输到显示设备当中，在对智能机房三维化展示的情况下可以将机房三维视图作为基础视图以及图层，能够有效的将智能机房内部的基本设置展现出来。通过使用相关的操作设备，管理工作者能够对这种虚拟的三维视图进行控制，例如对视角、缩放级别、观测角度等，在这种情况下能够让管理工作者拥有所谓的上帝视角实现对智能机房的有效管理，这种完美的视角监督是在现实机房当中无法实现的。

3.2 机柜信息的展示

在建立相关的智能机房三维视图的基础上进入机房三维控制的环境当中，对机柜进行选择之后就能够进入机柜视图。进入相应的机柜视图之后，显示界面会以机柜为主要的设备，从而能够有效的观察到机柜整体的全貌，进而全面掌握机柜的各方面信息，例如对机柜当中的空闲机位的数量进行了解，安装在机柜的设备类型等，并且如果想要进一步了解机柜当中的相应设备时则只需要对这些设备进行打开就能够进入这些设备，能够直观的观察到这些设备的详细信息。对于机柜信息的展示效果来说，解决了以往需要专门的工作人员对相应设备进行图纸的查询和了解的问题，从而有效的降低了人力物力的投入。

3.3 网络连接信息的展示

对于网络连接信息的展示需要在智能机房的三维基础视图当中对网络链路图层进行相应的叠加来实现，从而能够将智能机房当中的实际网络连接状况真实的展示出来，运用这种方式来了解智能机房网络连接信息只需要对三维视图进行相关的操作即可，而无需再利用传统的观察方式到机柜上查询，同时也不需要对这些复杂的网络线路的走线方式进行辨析，这些情况都能够在三维机房视图的帮助下实施，不仅能够对机房各个设备的连接情况进行了解，还能够对机柜当中的走线方式甚至埋地走线状况进行充分的了解，通过对这种网络连接信息的展示能够充分的节约人力的投入成本。

3.4 拓扑结构的展示

在拓扑结构视图的形成方式上，主要是根据管理人员所选择的设备来进行这些设备的拓扑结构试图的生成。当管理人员选择的设备属于网络设备时，这时就会需要通过相关的数据总线对网络管理系统当中的拓扑关系进行相应的调用并将其输送到显示设备当中；而如果管理人员选择的是服务器设备，那么就会在这些服务器设备当中运行的软件系统相关性而自动生成相应的拓扑关系。

3.5 对机房温湿度的监控

在对机房温湿度监控的应用上，主要是从温度和湿度两个角度来进行图层的建立，在相应的温湿度检测设备的利用下，系统就会对智能机房内的温湿度进行实时有效的监测，并且在智能机房的基本状况的展示当中能够实现对温湿度热力图进行叠加的目的，从而能够完整的展示出智能机房各区域内的温湿度现状以及后续变化情况。

3.6 智能警示功能的应用

在智能警示功能级逆行应用的过程当中，需要提前对每一部分系统的警示数据通过数据总线进行获取，从而能够生成具有不同功能的警示图并将其叠加到智能机房三维视图当中，实现对警示功能的基础性应用的目的，这样一来就能够便于对整个智能机房实际工作状态进行充分掌握的工作。在警示功能当中根据功能的划分可以将其划分成设备故障警示、设备资源警示、工作环境异常警示、软件系统运行异常警示等。

4 结束语

综上所述，对于三维可视化技术为基础的智能机房在实际应用当中需要借助相关的关键技术，这样才能将各项先进性的功能应用到智能机房当中，从而实现对智能机房的合理有效管理，降低管理环节当中的人力物力的投入，提高管理工作的效率。