定义:在当前计算机应用中,仅次于个人计算机的最大的计算机系统是工作站,与个人计算机相比,工作站具有更强的计算能力、更大的磁盘空间和更快的图形处理能力。图形工作站是一种专业从事图形、图像(静态)、图像(动态)与视频工作的高档次专用计算机的总称。从工作站的用途来看,无论是三维动画、数据可视化处理乃至CAD、CAM和EDA,都要求系统具有很强的图形处理能力,从这个意义上来说,可以认为大部分工作站都可用作图形工作站。图形工作站已被广泛应用于专业平面设计(如广告、媒体设计),建筑、装潢设计(如建筑效果图),CAD、CAM、CAE(如机械、模具设计与制造),视频编辑(如非线性编辑),影视动画(如三维的影视特效),视频监控、检测(如产品的视觉检测),虚拟现实(如船舶、飞行器的模拟驾驶),军事仿真(如三维的战斗环境模拟)。
在图形工作站中,影响其性能的主要因素有图形加速卡、系统CPU系统内存、系统1/O和操作系统,其中三维图形性能是构成整个系统性能的关键因素。通常,图形卡的功能分为图形加速和帧缓冲两部分,形成从数据输入到输出至DAC的管道。管道的前部运算可以由系统的主CPU完成,为了提高性能也可能由专门的硬件完成;后部的帧缓冲通过RAM来实现,容量从几兆字节到几十兆字节不等。近年来,为了满足动画和图像处理对纹理映射和光照技术的要求,许多厂商的图形卡增加了专门的浮点硬件处理单元和纹理内存。
基于工作站的优势,一些公司在其工作站的基础上开发出了虚拟现实系统。目前市场上的基于图形工作站的虚拟现实系统生成设备主要由Sun、SGI、HP和联想等公司提供。
这些虚拟现实工作站性能特征如下。
(1)强大的计算能力和卓越的VR三维图形处理速度、极高的性能价格比。
(2)开放易用、兼容性好、稳定性高和可升级性强。
(3)具有视景仿真和虚拟现实功能。随机配备各种虚拟现实设备的接口,并可配套性能优越的虚拟现实和视景仿真软件开发平台。可以多人同时进行VR效果观察和演示。
(4)高精度、高分辨率、高速逐行的三维立体图形显示输出克服了一般的图形系统因隔行显示带来的分辨率低、闪烁及清晰度差等方面的缺点。
(5)基于高端计算机平台的虚拟现实和视景仿真解决方案,兼容性好开放性强,可扩展、可升级。
(6)能真正实现计算机三维图形“真三维”桌面虚拟现实效果和高清晰度大幅面立体投影显示观测(多人)
在虚拟现实系统中,虚拟现实工作站是一个很重要的组成部分,它承载着虚拟现实高质量三维画面的运行和处理,在很大程度上决定了视景仿真的运行速度和稳定性,所以虚拟现实工作站的选取是很重要的。虚拟现实工作站一般都采用知名服务器生产商的设备,它具有稳定性强和维修有保障的特点,也有一些公司采用自己组装的虚拟现实工作站,它的优点是价格相对较低。