在计算机图形研究领域中,集群并行渲染是实现大规模复杂场景高分辨率实时渲染的重要技术之一。采用廉价的高性价比PCs构成的计算机集群,依靠千兆高速局域网互联,共同完成大规模图形计算中可并行化渲染任务。与商业高速图形工作站或大型机的并行高性能计算解决方案相比,有明显的低成本优势,而且还有好的兼容性以及可扩展性优点。论文针对集群并行渲染系统相关技术问题进行了探讨,分析了一些常规并行渲染系统不足之处,提出了一个混合型系统的构架与设计,并在系统核心控制算法方面做出了创新和探索性研究。主要内容有:1.深入研究了DirectX标准图形流水线技术、可编程流水线和大型场景渲染场景加速算法中常用的空间数据结构:八叉树和场景图,并学习了Ogre、Irrlicht等开源3D引擎,设计并实现了一个针对并行渲染系统的引擎。2.研究了TCP/UDP协议,采用windows socket网络编程方法,实现了系统通信架构,完成了系统应用层数据通信设计,包括应用层通信包设计及其解析方法。3.研究了常用并行渲染系统的构架及其平衡算法,给出了系统总体模块设计以及并行构架,平衡算法主要吸收了屏幕方格负载思想,提出了新思路。并行渲染系统任务分配中,利用屏幕方格实现相关算法性能提升。首先,系统搜索投影空间屏幕负载密集区;然后,在图元密集区采用深度方向负载平衡算法,其它区域执行屏幕负载二分算法;最后,分析了并行渲染系统核心算法性能和平衡影响因子,给出了简单有效的反馈方法。