星盈科技助力渲染梦工厂起航
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香港翁佑中学3D动画在美国路易斯维尔国际学生媒体节中获得高中组优秀媒体制作殊荣,这是继早前在澳洲国际动画大赛扬威后,天水围顺德联谊总会翁佑中学学生原创3D作品再次在美国的赛事中获得荣誉,其实力再次得到证明。由该校中三、中四学生创作的3D作品在美国路易斯维尔国际学生媒体节2009(International Student Media Festival)中,打败全球逾140支队伍,分别在初中及高中组比赛中获得优秀媒体制作殊荣,为港争光,为国争光。该媒体节1974年开办,是全球享有盛誉的国际学生大赛。
香港翁佑中学是港内乃至全国少有的在中学阶段就开展3D动画课程的学校,2007年星盈科技为其独家组建了第一套渲染平台(24台星盈科技超级刀片计算机4.0)。随着3D动画课程设计的不断深入,渲染时调用的素材越来越多,渲染任务更加复杂繁重,渲染时间更长,于是建设更高性能、更快速的渲染平台被推上议事日程。一般建设一个渲染中心需要半年时间,在星盈科技的支持下,一套55节点由星盈超级刀片计算机5.0组成的渲染平台从设计到交付使用仅两个月时间。
为什么需要渲染农场?
长期以来,好莱坞电影大师都是用专用图形工作站进行好莱坞大片的电脑特技制作的。但无论是3D动画软件还是2D图像合成软件,都不可避免需要非常长的渲染时间,尤其当制作的图像是电影规格或是HDTV格式时,渲染所需时间会更长。仅仅使用单台或者多台工作站进行渲染计算,速度非常之慢,并且在渲染计算过程中动画制作人员无法使用工作站再做其他工作。与此同时,随着视频技术的高速发展以及数字电视、高清电视的普及,高清节目的制作也面临着渲染时间问题。所以国内现在很多多媒体团队都在问如何解决渲染时间问题,是否需要建设渲染农场。
星盈科技渲染梦工厂的渲染流程:前期由动画设计师在专业多媒体工作站上制作好三维场景文件,提交给管理节点,管理节点将任务分发给系统中的计算节点,渲染完成后每个节点再将结果返回到管理节点,最后由管理节点把视频信号输出到视频设备(如Beta Cam、DVD制作设备和打印机)或者三维/视频工作站中后期生成动画。
目前国内大多数制作团队的工作方式是白天前期制作,晚上进行中期渲染,或者渲染过程白天和晚上都在进行。不管是前者还是后者,随着渲染场景不断丰富,白天制作完的场景几乎不可能在晚上全部渲染完成,都迫切需要额外的大型机群机器来完成繁杂的渲染工作。再来看看项目的渲染效率,如果平均每帧画面渲染时间超过5分钟,而制作时间和渲染时间的比例达到或超过3:1,就可以考虑渲染农场了。最后再来看看项目制作过程中的需求。对于一个上百人的制作团队,当要考虑制作大中型项目的时候,就得考虑提前半年以上的时间购置渲染系统,留给制作人员和渲染农场调试的时间。
刀片计算机5.0渲染解决方案
目前,电脑动画已经广泛应用于影视特技、商业广告、游戏、计算机辅助教育等领域。三维动画不仅需要非常强大的设计软件,更需要能提供强大运算能力的硬件平台。星盈科技作为国内服务器技术领先的企业,拥有丰富行业经验,可为动画设计行业的用户提供全面、周到、专业的HPC相关产品解决方案。
星盈科技针对不同行业客户的应用需求推出的星盈超刀片计算中心,完全可以满足不同规模用户对高性能计算的需求。渲染农场解决方案用户可以针对自身需求来选择所需节点的数量,随时可以针对自己企业业务的增加情况而进行扩展,并能享受到星盈科技HPC团队搭建的超高性能HPC系统平台和专业的HPC技术服务支持。
渲染应用特点分析
星盈科技渲染(Render Farm)的基本架构,如图所示。计算节点主要用来处理渲染任务。管理节点主要用来管理整个渲染农场,除了分配计算节点进行渲染任务外,它也会针对所有的Render Farm下达渲染的任务进行合理智能的分配,同时也要对渲染的结果进行合并及处理。管理节点也负责检查整个机群的使用状态,包括每个计算节点的使用状况,如果发现有计算节点处理闲置状况时,就会另外再指派新的任务给这些闲置的计算节点,同时管理节点也控制整个数据流量中心,所以管理节点和存储节点以及计算节点和存储节点的通信和I/O带宽要求也会非常高。星盈采取数据链路管理网络相分离的原则,同时数据网络采用更高带宽更低延迟的InfiniBand网络进行数据通信,确保整个机群网络的带宽畅通无阻。管理网络采用千兆交换机进行通信,确保管理网络的畅通无阻。
星盈对渲染系统计算节点的推荐
动画渲染是密集型计算,对CPU的浮点运算能力要求较高,渲染应用通常会占用大量的CPU资源,一个分辨率较高的画面在渲染时会耗费几小时甚至十几个小时的时间,CPU基本上满负荷运行。香港翁佑中学的渲染平台,星盈科技采用超级刀片计算机5.0作计算节点,此节点配置两个Intel最新至强四核处理器。线程数的增多,非常有利于快速完成大规模的计算任务。配置大容量的内存,是因为渲染任务开始后,大量的材质贴图将被读取到内存中,然后开始渲染图像,在此过程中,CPU与内存的通信非常频繁,分辨率越高,材质贴图越多,所以内存带宽要求越高。该机群的理论峰值高达4T Tflops,在亚洲地区中学界计算规模高居榜首。另外平台采用了3套星盈自主研发的IB存储,整个数据网络采用InfiniBand网络,从而极大地提高了整个系统的I/O带宽及数据处理能力。
星盈机群渲染系统目前可以很好地支持3dsmax、maya、softimages、lightwave等软件设计模型的网络渲染工作。在实际应用的过程中,渲染系统可以根据具体设计软件调整使用参数,较好地解决复杂情况下的模型渲染问题。对于已经构造好的三维模型,也可以利用集群渲染,可以通过简单的设置对渲染模型属性参数进行交互式的编辑与修改,以达到迅速设定渲染模型的目的。 使用渲染平台系统能够大大节省渲染时间,减轻渲染劳动强度,同时能够为高效率地完成后续合成工作打下坚实的基础。这一点在中、大型建筑模型应用和计算机动画等多媒体制作领域作用非常明显。
为何选星盈科技渲染平台
星盈渲染平台具有如下优势:
强大渲染能力
渲染集群中的计算节点采用目前浮点运算性能强劲的Intel多核多处理器,配置大容量内存,加上合理科学的分布式的架构,充分发挥系统的整体浮点运算能力,整体渲染效能大幅提升,渲染时间缩短到原先的几分之一甚至几十分之一,提高渲染产品输出效率,节省动画设计师的宝贵时间,让他们可以把工作的重点放在创造上而不是让他们的能力浪费在冗长的渲染等待之中。
超强的I/O带宽
星盈渲染平台采用高带宽低延迟InfiniBand(双向40Gb)网络系统来解决渲染过程中的I/O瓶颈问题。
专业的售前售中售后服务
星盈科技HPC服务团队可以为HPC客户提供一站式的软硬件一体化的专业HPC技术咨询及服务,确保客户的HPC机群能运行良好。
支持多种渲染软件
机群渲染中心采用了分布式网络渲染技术,广泛支持市面上常见三维设计软件 Alias|Wavefront Maya、Softimage3D、Softimage XSI、Newtek Lightwave、3D Studio Max、Apple Shake、Adobe After Effects、Mental Ray for Maya 或 mental ray standalone 等分布式渲染软件。
智能渲染系统
星盈渲染平台系统是一套智能化的渲染系统,它不仅能够合理分配用户提交的渲染任务,而且能够对各个渲染节点处理能力进行自由调度,同时它又是集管理监控于一身的平台,用户可以实时查看系统内所有提交任务的运行情况,又可以对机群内每个节点进行有效的监控及管理。
翁佑中学的3D动画负责人陈老师对此套渲染平台给予了高度评价:星盈的机群产品不仅运行稳定,而且服务非常专业,可在非常短的时间内将高性能的渲染平台部署完成并交付使用。