3D grafikos kūrimas toli gražu nėra nereikšmingas procesas, reikalaujantis integruoto požiūrio tiek į programinę, tiek į aparatinę įrangą.
Šiandienos profesionalios grafikos plokštės yra aukštųjų technologijų sintezė, sujungianti galingą daugelio branduolių grafikos procesorių (GPU) su lygiagrečia architektūra ir programine įranga, kad būtų galima visiškai išnaudoti visus GPU išteklius.
Kaip žinote, lygiagreti architektūra toli gražu ne visais atvejais gali užtikrinti daugkartinį našumą, palyginti su klasikine procesoriaus architektūra. Pirmiausia tai yra diferencialinės lygtys, grafikos skaičiavimas, hidrodinamika ir kt. Svarbus elementas yra tinkamo programos kodo prieinamumas, kuris maksimaliai padidins atliekamų užduočių „lygiagretumą“. Ir jei tenkinamos visos šios sąlygos, sistemos efektyvumas padidėja daug kartų.
Profesionali 3D grafika daugeliu atžvilgių yra susijusi ne tik su skaitmeniniu 3D prototipų kūrimu. Tai taip pat yra keletas konkrečių fizinių procesų dinamikos apskaičiavimo, fotorealistinės vizualizacijos ir kitų užduočių, kurioms išspręsti sukuriami specialūs profesionalūs grafikos greitintuvai.
Aukščiausio lygio profesionali grafikos plokštė - sprendimas, kurį sudaro aparatinė įranga - grafikos plokštė - ir unikalių tvarkyklių rinkinys, optimizuotas profesionaliam naudojimui. Gaminant profesionalias vaizdo plokštes ir joms skirtas tvarkykles, akcentuojamas patikimumas ir ilgalaikis be rūpesčių veikimas. Todėl jie yra daug kartų patikimesni nei žaidimų vaizdo plokštės, o jų tvarkykles yra sertifikuoti profesionalių programų gamintojai.
Įdomiausius aparatūros ir programinės įrangos sprendimus šioje srityje šiandien teikia „NVIDIA“su profesionalių vaizdo plokščių „NVIDIA Quadro FX“linija.
Čia pateikiamas pagrindinių užduočių, kurias tokios kortelės gali išspręsti, sąrašas:
- greitas ir aukštos kokybės grafinis atvaizdavimas CAD programose;
- aparatinės įrangos fizikos pagreitis naudojant NVIDIA PhysX variklį;
- stereoskopinių vaizdų palaikymas;
- spindulių sekimo skaičiavimo sistema „OptiX“;
- palaikymas CUDA - kūrimo aplinka, leidžianti rašyti programinę įrangą sudėtingoms skaičiavimo užduotims, nesusijusioms su grafika.
Kaip matote, spręstinų užduočių spektras yra itin platus ir neapsiriboja tik grafikos skaičiavimu. Pabandykime išsamiau apsvarstyti kiekvieną iš šių punktų.
„NVIDIA Quadro FX“yra profesionalių vaizdo plokščių serija, sukurta specialiai 3D grafikos programoms, tokioms kaip „Autodesk 3ds Max“, „AutoCAD“, „Autodesk Inventor“, „Autodesk Revit“ir kt. Praktiškai visos profesionalios „NVIDIA“vaizdo plokštės teikia daug didesnį grafikos atvaizdavimo greitį nei įprastos pasirinktinės vaizdo plokštės. Tokiu atveju nepamirškite apie vaizdo kokybę ir tarnavimo laiką. Šie rodikliai yra žymiai didesni ir profesionalių kortelių atveju.
Aparatinės įrangos fizikos variklis „PhysX“jau seniai laimėjo vietą vaizdo žaidimuose, kur būtina realiuoju laiku apskaičiuoti sprogimus, gaisrą, vandenį, daiktų sunaikinimą ir kt. Tačiau ši technologija pasirodė esanti labai naudinga ir profesionalams. Visų pirma, „PhysX“yra aktyviai naudojamas kaip papildinys „Autodesk 3ds Max“ir „Autodesk Maya“ir leidžia kurti audinių, skysčių, kietų ir minkštų kūnų modeliavimus.
Pats papildinį galima nemokamai atsisiųsti iš „NVIDIA“svetainės.
Stereoskopijos funkcija yra technologija, pastaraisiais metais sulaukusi antro vėjo. Daugelis studijų, kuriančių trimatę animaciją, be įprastos versijos, privalo išleisti stereofoninę versiją specialiai pritaikytiems kino teatrams. NVIDIA sukūrė akinius, leidžiančius dirbti su 3D modeliais stereofoniniu režimu. Veikimo principas yra pagrįstas užrakto mechanizmais, įmontuotais į akinius, o tai leidžia perduoti vaizdą visu spalvų diapazonu, skirtingai nuo paprastų dviejų spalvų akinių.
Žinoma, tūriniai 3D modeliai peržiūros languose leidžia geriau naršyti kuriamos scenos erdvėje. Stereoskopinio kino kūrimas be tokios technologijos atrodo visiškai neįsivaizduojamas.
„OptiX“spindulių sekimo skaičiavimo sistema yra technologija, suteikianti galimybę daug kartų greičiau atlikti galutinį fotorealistinį jūsų projekto atvaizdavimą! Pakanka pasakyti, kad garsusis „Lucas Films“specialiųjų efektų skyrius „Industrial Light & Magic“yra atsakingas už Karibų jūros piratų, „Iron Man“, „Transformers“, „Indiana Jones“ir kt. Vizualinius efektus. NVIDIA GPU.
Verta paminėti, kad realistinės atvaizdavimo technologijos neapsiriboja „OptiX“technologija. „NVIDIA“neseniai įsigijo psichinių spindulių atvaizdavimo mentalinius vaizdus. Kartu dirbant sąsajoje tarp mentalinių vaizdų programinės įrangos ir NVIDIA aparatinės įrangos, buvo paskelbtas naujas ir unikalus produktas, vadinamas „iray“. Kūrėjai teigia, kad „iray“bus įtrauktas į naują „mental ray 3.8“versiją. Labai greitai mes galėsime pateikti savo projektus naudodami „mental ray“, naudodami ne centrinį procesorių, kuris, tiesą sakant, nėra skirtas tokiems skaičiavimams, bet „NVIDIA GPU“.
Keli žodžiai šiame straipsnyje turėtų būti pasakyti apie CUDA technologiją, kurią palaiko visos naujausios kartos NVIDIA vaizdo plokštės. CUDA yra architektūra, kuri naudoja GPU galią bendro naudojimo kompiuteriams. Tiesą sakant, tai yra kūrimo aplinka, leidžianti atlikti bet kokius skaičiavimus, kuriems pageidautina lygiagreti procesoriaus architektūra. Šiuo metu CUDA architektūra palaiko programavimo kalbas C, C ++, Fortran, ir tai nėra riba. CUDA platforma suteikia beveik neribotas galimybes naudoti GPU išteklius bet kokio sudėtingumo skaičiavimams.
Technologijos nestovi vietoje, veikiau priešingai, pastaraisiais metais matėme jų eksponentinį augimą ir naujų vystymosi krypčių atsiradimą. Šiandien grafikos plokštė 3D specialisto kompiuteryje yra ne tik įrenginys, padidinantis kadrų dažnį dirbant su sudėtingais 3D modeliais, bet ir įrankis, kuris pagreitina darbą su 3D grafika beveik visomis įvairovėmis.
Net ir tokia pastarųjų metų procesoriaus prerogatyva, kaip galutinis atvaizdavimas, dabar gana sėkmingai perkelta ant grafikos procesorių „pečių“, o tai beveik visur lemia kelis kartus didesnį galutinio vaizdo ar vaizdo įrašo skaičiavimo greitį.
