Å lage 3D-grafikk er langt fra en triviell prosess som krever en integrert tilnærming til både programvare og maskinvare.
Dagens profesjonelle grafikkort er en høyteknologisk fusjon som kombinerer en kraftig multikjerne grafikkbehandlingsenhet (GPU) med parallell arkitektur og programvare for å utnytte hele GPU-ressursene.
Som du vet, er den parallelle arkitekturen ikke i stand til å gi flere ytelsesøkninger sammenlignet med den klassiske CPU-arkitekturen i langt fra alle tilfeller. Først og fremst er dette differensiallikninger, beregning av grafikk, hydrodynamikk, etc. Et viktig element er tilgjengeligheten av riktig programkode, som vil maksimere "parallelliseringen" av oppgavene som utføres. Og hvis alle disse vilkårene er oppfylt, øker effektiviteten til systemet mange ganger.
Profesjonell 3D-grafikk handler på mange måter ikke bare om digital 3D-prototyping. Det er også en rekke spesifikke oppgaver for å beregne dynamikken i fysiske prosesser, fotorealistisk visualisering og andre, for løsningen som spesielle profesjonelle grafiske akseleratorer opprettes for.
Et toppmoderne profesjonelt grafikkort - en løsning som består av en maskinvare - et grafikkort - og et sett med unike drivere som er optimalisert for profesjonelle applikasjoner. Ved produksjon av profesjonelle skjermkort og drivere for dem, er det lagt vekt på pålitelighet og langvarig problemfri drift. Derfor er de mange ganger mer pålitelige enn spillskjermkort, og driverne for dem er sertifiserte av produsenter av profesjonelle applikasjoner.
De mest interessante maskinvare- og programvareløsningene i dette området leveres av NVIDIA i dag med sin serie profesjonelle grafikkort NVIDIA Quadro FX.
Her er en liste over hovedoppgavene som slike kort er i stand til å løse:
- rask og høy kvalitet grafisk gjengivelse i CAD-applikasjoner;
- maskinvareakselerasjon av fysikk ved hjelp av NVIDIA PhysX-motoren;
- støtte for stereoskopiske bilder;
- beregningssystem for strålesporing OptiX;
- støtte for CUDA - et utviklingsmiljø som lar deg skrive programvare for komplekse beregningsoppgaver som ikke er relatert til grafikk.
Som du kan se, er rekkevidden av oppgaver som skal løses ekstremt stort og er ikke bare begrenset til beregning av grafikk. La oss prøve å dvele nærmere ved hvert av disse punktene.
NVIDIA Quadro FX er en serie profesjonelle grafikkort designet spesielt for 3D-grafiske applikasjoner som Autodesk 3ds Max, AutoCAD, Autodesk Inventor, Autodesk Revit og mer. Så å si alle NVIDIA profesjonelle grafikkort gir mye raskere grafikkrenderingshastigheter enn konvensjonelle tilpassede grafikkort. I dette tilfellet må du ikke glemme bildekvaliteten og levetiden. Disse indikatorene er også betydelig høyere for profesjonelle kort.
Maskinvarefysikkmotoren PhysX har lenge vunnet et sted i videospill, der det er nødvendig å beregne eksplosjoner, brann, vann, ødeleggelse av gjenstander etc. i sanntid. Men denne teknologien har vist seg å være ekstremt nyttig også for profesjonelle. Spesielt brukes PhysX aktivt som et plugin-modul i Autodesk 3ds Max og Autodesk Maya, og lar deg lage simuleringer av vev, væsker, harde og myke kropper.
Selve pluginet kan lastes ned gratis fra NVIDIA-nettstedet.
Stereoskopifunksjonen er en teknologi som har fått en ny vind de siste årene. Mange studioer som lager tredimensjonal animasjon, i tillegg til den vanlige versjonen, er obligatoriske å gi ut en stereoversjon for spesialtilpassede kinoer. NVIDIA har utviklet briller som lar deg jobbe med 3D-modeller i stereo. Operasjonsprinsippet er basert på lukkermekanismer innebygd i brillene, noe som gjør det mulig å overføre et bilde i fullfargeserie, i motsetning til enkle tofargede briller.
Selvfølgelig lar volumetriske 3D-modeller i visningsportene deg bedre navigere i rommet på scenen som blir opprettet. Opprettelse av stereoskopisk kino uten slik teknologi virker helt utenkelig.
OptiX-strålesporingsberegningssystemet er en teknologi som gir muligheten til å gjøre den endelige fotorealistiske gjengivelsen av prosjektet mange ganger raskere! Det er nok å si at den berømte spesialeffektavdelingen til Lucas Films, Industrial Light & Magic, er ansvarlig for de visuelle effektene for Pirates of the Caribbean, Iron Man, Transformers, Indiana Jones, etc. bygger for øyeblikket en ny gjengefarm basert på NVIDIA GPUer.
Det er verdt å merke seg at realistiske gjengivelsesteknologier ikke er begrenset til OptiX-teknologi. NVIDIA kjøpte nylig mentale bilder av mentale strålerender. Etter å ha jobbet sammen i grensesnittet mellom mental images-programvare og NVIDIA-maskinvare, ble et nytt og unikt produkt kalt iray kunngjort. Utviklerne hevder at iray vil bli inkludert i den nye versjonen av mental ray 3.8. Svært snart vil vi kunne gjengi prosjektene våre med mental stråle, ikke ved hjelp av den sentrale prosessoren, som faktisk ikke er ment for slike beregninger, men NVIDIA GPU.
Noen få ord i denne artikkelen skal sies om CUDA-teknologi, som støttes av alle de nyeste generasjonene av NVIDIA-grafikkort. CUDA er en arkitektur som utnytter kraften til GPU for generell databehandling. Faktisk er det et utviklingsmiljø som lar deg utføre beregninger som en parallell prosessorarkitektur er å foretrekke. For øyeblikket støtter CUDA-arkitekturen programmeringsspråkene C, C ++, Fortran, og dette er ikke grensen. CUDA-plattformen gir nesten ubegrensede muligheter for å bruke GPU-ressurser til beregning av kompleksitet.
Teknologier står ikke stille, snarere tvert imot har vi de siste årene sett deres eksponentielle vekst og fremveksten av nye utviklingsretninger. I dag er et grafikkort i en 3D-spesialists datamaskin ikke bare en enhet som øker bildefrekvensen når du arbeider med komplekse 3D-modeller, men også et verktøy som akselererer arbeidet med 3D-grafikk i nesten all sin variasjon.
Selv en slik rett til CPU fra tidligere år, som den endelige gjengivelsen, er nå ganske vellykket flyttet til "skuldrene" til grafikkprosessorer, noe som nesten overalt fører til en multipel økning i hastigheten for beregning av det endelige bildet eller videoen.
