【案例分享】GPU加速渲染助力Aixsponza與創(chuàng)意齊頭并進(jìn)
寬泛科技專(zhuān)注為人工智能、影視后期、VR/AR/MR、視覺(jué)計(jì)算、虛擬化云計(jì)算、商務(wù)應(yīng)用等行業(yè)客戶(hù)提供基于深度學(xué)習(xí)、人臉識(shí)別、圖像識(shí)別、視頻分析、無(wú)人駕駛、醫(yī)療影像識(shí)別等硬件解決方案。
Aixsponza是一家位于德國(guó)慕尼黑的小型VFX工作室，其設(shè)計(jì)師和技術(shù)團(tuán)隊(duì)組建于2006年。該團(tuán)隊(duì)擅長(zhǎng)的領(lǐng)域包括動(dòng)態(tài)圖形、3D動(dòng)畫(huà)、視覺(jué)效果和圖形設(shè)計(jì)。Aixsponza直接與美國(guó)俄勒岡州波特蘭和荷蘭阿姆斯特丹的 Nike 辦事處一起合作。
Aixsponza能夠以前所未有的速度渲染大型模型，主要得益于NVIDIA Quadro GP100 GPU的強(qiáng)大性能。
復(fù)雜的設(shè)計(jì)流程帶來(lái)極大挑戰(zhàn)
在傳統(tǒng)的Nike項(xiàng)目中，Aixsponza獲得客戶(hù)端的STP文件后，并將其導(dǎo)入Rhinoceros 3D中進(jìn)行整理。接著，他們使用Mol 3D細(xì)分模型，然后在Maxon Cinema 4D中將細(xì)分的多邊形網(wǎng)格導(dǎo)入為OBJ文件。此過(guò)程可保留原始模型的命名和層次結(jié)構(gòu)，有助于按需更新部件。此外，還可保留頂點(diǎn)與法線(xiàn)信息，從而確保正確渲染表面曲度。最后使用強(qiáng)大的GPU加速Redshift渲染器渲染出最終視覺(jué)效果。
Nike項(xiàng)目的整個(gè)設(shè)計(jì)流程迭代程度高，且交貨期限十分緊張。在此過(guò)程中，他們先作出初步說(shuō)明，然后采用攝影測(cè)量技術(shù)掃描樣品鞋，獲取3D數(shù)據(jù)和素材。需要獲取8K分辨率的漫射、凹凸和位移圖才能捕獲到纖維。這些極為精細(xì)的細(xì)節(jié)圖是必備素材，因?yàn)锳ixsponza需要渲染4K分辨率的視頻，和14K分辨率的平面廣告。
“交貨期限非常緊張，我們需要馬上開(kāi)始制作成品，”Aixsponza 首席3D與VFX特效總監(jiān)Matthias Zabiegly說(shuō)道?！袄纾覀冃枰谱鳒y(cè)試動(dòng)畫(huà)，以便審查設(shè)計(jì)和方向。我們選擇Redshift來(lái)完成所有渲染工作，因?yàn)樗梢陨沙善吠庥^(guān)圖。GPU渲染對(duì)我們的工作至關(guān)重要。即便如此，迭代也是一個(gè)耗時(shí)的過(guò)程。例如，在Nike渲染測(cè)試中，每幀圖像需要渲染三分鐘。等待渲染完工的過(guò)程通常會(huì)抱著一種‘應(yīng)該可以了吧’的心態(tài)，這樣不僅會(huì)減少迭代次數(shù)，也會(huì)導(dǎo)致最終成品的創(chuàng)造力大打折扣?！?/p>
升級(jí)NVIDIA Quadro GPU推動(dòng)渲染提速
為了減少渲染耗時(shí)，Aixsponza將主要工作站中的四塊消費(fèi)級(jí)GPU更換為四塊NVIDIA Quadro GP100 GPU。NVIDIA Quadro GP100 GPU擁有3584 個(gè) CUDA 核心，16GB HMB2 RAM 和16 個(gè)PCI Express 3.0接口，能夠最多支持4臺(tái)顯示器，進(jìn)行峰值5.2 TFLOPS的64位雙精度浮點(diǎn)計(jì)算。升級(jí)過(guò)程也很簡(jiǎn)單，只需更換PCIe插槽中的顯卡，連接電源，然后使用HDMI將兩臺(tái)顯示器連接到其中一張顯卡上，最后啟動(dòng)機(jī)器并安裝驅(qū)動(dòng)程序即可。此外，還需使用命令行界面激活顯卡的Tesla Compute Cluster模式。
Matthias Zabiegly對(duì)NVIDIA Quadro GP100 GPU的速度和性能表示了肯定：“在我的一個(gè)項(xiàng)目中，我發(fā)現(xiàn)使用GP100時(shí)Redshift的每幀渲染時(shí)間從18分鐘縮短到7.5分鐘。在我提到的Nike項(xiàng)目中，渲染速度也提高了一倍，掃描速度也是如此。即便提速如此明顯，這些新卡也從未發(fā)出很大的噪聲，并且在高負(fù)載情況下，溫度也不會(huì)超過(guò)65攝氏度。這太棒了，畢竟GPU安裝在藝術(shù)家辦公桌上的工作站中?！?/p>
實(shí)現(xiàn)前所未有的速度和品質(zhì)
NVIDIA Quadro GP100 GPU有助于A(yíng)ixsponza承擔(dān)更大的工業(yè)可視化項(xiàng)目。例如，他們首次使用GP100完成了Fendt農(nóng)用拖拉機(jī)全部數(shù)據(jù)集的渲染工作。此模型包含3200萬(wàn)個(gè)多邊形，能夠讓客戶(hù)近距離查看每一個(gè)組件。并且還有約5GB的高分辨率紋理和HDRI環(huán)境圖，數(shù)據(jù)集大小總計(jì)24GB。
Aixsponza藝術(shù)總監(jiān)Moritz Schwind解釋道：“每塊GPU的RAM為16GB，特別適合大型可視化項(xiàng)目。將全部Fendt數(shù)據(jù)集導(dǎo)出到GPU大約需要一分鐘，而Interactive hotoreal Render模式下的即時(shí)反饋更是令人驚喜。我們主要將GP100 GPU用于進(jìn)行快速實(shí)時(shí)預(yù)覽的外觀(guān)開(kāi)發(fā)?？焖俚匿秩舅俣葘?lái)愉悅的體驗(yàn)，讓藝術(shù)家能夠保持工作熱情，最終得到滿(mǎn)意的結(jié)果?！?/p>
當(dāng)設(shè)計(jì)師下班離開(kāi)后，NVIDIA Quadro GP100顯卡仍然會(huì)繼續(xù)工作。夜間的渲染農(nóng)場(chǎng)配備了GP100的工作站，從而進(jìn)一步提高所有Aixsponza項(xiàng)目的生產(chǎn)力。
