虛擬網(wǎng)絡(luò)計算在應(yīng)用程序共享中的應(yīng)用研究

3.2 屏幕變化檢測算法
屏幕變化檢測算法性能的好壞將直接影響到VNC Server端發(fā)送的數(shù)據(jù)量，一種高效的屏幕檢測算法將大大降低傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬，從而提高系統(tǒng)的實(shí)時效果。VNC默認(rèn)的屏幕變化檢測機(jī)制是通過消息鉤子機(jī)制獲取區(qū)域的坐標(biāo)信息后，再將坐標(biāo)區(qū)域的屏幕像素數(shù)據(jù)發(fā)送給各VNC Client。此檢測方法使得大量沒有發(fā)生改變的屏幕數(shù)據(jù)也被發(fā)送，增加了網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的數(shù)據(jù)量，在低速網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中容易造成網(wǎng)絡(luò)擁塞，影響系統(tǒng)的性能。因此，本文在此基礎(chǔ)上提出了一種新的屏幕變化區(qū)域檢測算法。
VNC機(jī)制通過采用消息鉤子機(jī)制截獲系統(tǒng)屏幕重繪區(qū)域信息，將得到的區(qū)域拆分成一個矩形鏈表(遍歷鏈表)來存儲區(qū)域坐標(biāo)信息，記為array_list，定義一個變化區(qū)域記為vnc_rgn，專門保存需要重新發(fā)送的區(qū)域位置信息，對array_list每個成員矩形調(diào)用此檢測算法進(jìn)行變化區(qū)域檢測。具體的算法流程圖如圖2所示。

(1)假設(shè)其中一個成員矩形為arri，如果arri的長寬都小于32×32，則直接作為需重新發(fā)送的變化區(qū)域，保存到vnc_rgn中，否則對arri進(jìn)行分析檢測。
(2)首先定義一個新的矩形arrj(arri.left，0，arri.right，0)，在arri中找到發(fā)生變化的行，記錄該行的y坐標(biāo)，記arrj.top=y，同時y+=16遞增找到未發(fā)生變化行，暫時記arrj.bottom=y；然后從arrj底部y-=1進(jìn)行比較，尋找內(nèi)容發(fā)生變化的行，找到后將此行的y坐標(biāo)設(shè)置成arrj.bottom=y。至此確定了變化矩形arrj的最終的top、bottom坐標(biāo)。同時將arri的值設(shè)為arri(arri.left，arrj.bottom，arri.right，arri.bottom)。在對arrj分析完畢后接著對arri遍歷分析直至結(jié)束。
(3)確定矩形arrj后，對矩形arrj進(jìn)行分析。首先定義一個矩形arrn(0，0，0，0)，在arrj中尋找最先發(fā)生改變的列，找到后記錄發(fā)生變化的區(qū)域的left、top坐標(biāo)，arrn.left=x，arrn.top=y，分別對x、y軸方向循環(huán)遍歷進(jìn)行分析(記為x+=32，y+=32)，如果此列屏幕像素數(shù)據(jù)改變，則x+=32繼續(xù)比較；否則將記錄arrn.right=x，對y軸方向進(jìn)行同樣的比較，y+=32，并記錄arrn.bottom=y，最終得到需要發(fā)送的變化區(qū)域矩形坐標(biāo)，并將此矩形保存到最終發(fā)送的矩形鏈表中，同時記錄下arrk(arrn.right，arrn.top，arrj.right，arrn.bottom)、arrm(arrn.left，arrn.bottom，arrj.right，arrj.bottom)，分別將arrk、arrm賦值給arrj進(jìn)行類似分析檢測，依次循環(huán)遍歷整個arrj，直到結(jié)束。
通過此屏幕變化區(qū)域檢測算法，對整個array_list鏈表的成員矩形進(jìn)行遍歷后得到需要重新發(fā)送的變化區(qū)域坐標(biāo)信息。
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
此改進(jìn)方案已經(jīng)應(yīng)用于VcomOffice遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)中。實(shí)驗(yàn)環(huán)境為：局域網(wǎng)內(nèi)，中轉(zhuǎn)服務(wù)器采用Linux操作系統(tǒng)，VNC Server和VNC Client端均采用Windows XP操作系統(tǒng)，具體的軟硬件配置如表1所示。

為了驗(yàn)證調(diào)用屏幕變化區(qū)域檢測算法前后，VNCServer端對同一操作生成的數(shù)據(jù)量的變化，實(shí)驗(yàn)在100 M的局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行，VNC Server采用的是VNC默認(rèn)的tight編碼[5]，編碼后經(jīng)過zlib壓縮[5]后發(fā)送給中轉(zhuǎn)服務(wù)器，主要進(jìn)行以下場景的測試：
(1)打開一個Word文檔，剪切、復(fù)制、粘貼一段文字，圖片保存到Word，在Word中輸入一些內(nèi)容；
(2)打開IE瀏覽器登錄www.sina.com.cn主頁；
(3)打開一個PDF文檔后，拖動滾動條至底部；
(4)打開資源管理器，在屏幕上做拖動操作，之后將其最大化。
調(diào)用檢測算法前后VNC Server發(fā)送數(shù)據(jù)量如圖3所示。通過對比可以看到，在調(diào)用屏幕區(qū)域變化檢測算法前后，VNC Server端發(fā)送的數(shù)據(jù)量都會有一定程度的下降。當(dāng)執(zhí)行相同的Word操作時，VNC Server端發(fā)送的數(shù)據(jù)量降低了12.21%，登錄新浪網(wǎng)主頁的過程中數(shù)據(jù)發(fā)送量只降低了4.82%，打開PDF文檔并拖動滾動條至最底端的過程中，發(fā)送的數(shù)據(jù)總量降低了14.63%，在資源管理器的縮放過程中，數(shù)據(jù)發(fā)送量下降了22.19%。