3D-grafiikan luominen on kaukana triviaalista prosessista, joka vaatii integroidun lähestymistavan sekä ohjelmistoihin että laitteistoihin.
Nykypäivän ammattikäyttöön tarkoitetut grafiikkakortit ovat korkean teknologian fuusio, joka yhdistää tehokkaan moniytimisen grafiikkaprosessoriyksikön (GPU) rinnakkaisarkkitehtuurin ja ohjelmiston kanssa hyödyntääkseen kaikki näytönohjaimen resurssit.
Kuten tiedätte, rinnakkaisarkkitehtuuri ei pysty tarjoamaan moninkertaista suorituskyvyn kasvua verrattuna klassiseen CPU-arkkitehtuuriin, kaukana kaikista tapauksista. Ensinnäkin nämä ovat differentiaaliyhtälöitä, grafiikan laskeminen, hydrodynamiikka jne. Tärkeä elementti on oikean ohjelmakoodin saatavuus, joka maksimoi suoritettavien tehtävien "rinnakkaistamisen". Ja jos kaikki nämä ehdot täyttyvät, järjestelmän tehokkuus kasvaa moninkertaisesti.
Ammattimainen 3D-grafiikka ei ole monin tavoin pelkästään digitaalisen 3D-prototyyppien luominen. Se on myös joukko erityisiä tehtäviä fyysisten prosessien dynamiikan laskemiseksi, fotorealistinen visualisointi ja muut, joiden ratkaisemiseksi luodaan erityisiä ammattimaisia grafiikkakiihdyttimiä.
Huipputason ammattikäyttöön tarkoitettu grafiikkakortti - ratkaisu, joka koostuu laitteistosta - näytönohjaimesta - ja joukosta ainutlaatuisia ohjaimia, jotka on optimoitu ammattikäyttöön. Ammattitaitoisten videokorttien ja niille tarkoitettujen ohjainten tuotannossa painotetaan luotettavuutta ja pitkäaikaista häiriöttömää toimintaa. Siksi ne ovat monta kertaa luotettavampia kuin pelikortit, ja niiden ohjaimet ovat ammattisovellusten valmistajien sertifioimia.
Tämän alueen mielenkiintoisimmat laitteisto- ja ohjelmistoratkaisut tarjoaa NVIDIA tänään ammattilaisnäytönohjainkorttinsa NVIDIA Quadro FX.
Tässä on luettelo tärkeimmistä tehtävistä, jotka tällaiset kortit pystyvät ratkaisemaan:
- nopea ja korkealaatuinen graafinen renderointi CAD-sovelluksissa;
- fysiikan laitteistokiihdytys NVIDIA PhysX -moottorilla;
- stereoskooppisten kuvien tuki;
- säteiden jäljityslaskenta OptiX;
- tuki CUDA: lle - kehitysympäristö, jonka avulla voit kirjoittaa ohjelmistoja monimutkaisiin laskentatehtäviin, jotka eivät liity grafiikkaan.
Kuten näette, ratkaistavien tehtävien kirjo on erittäin laaja eikä rajoitu pelkästään grafiikan laskemiseen. Yritetään tarkastella näitä kohtia tarkemmin.
NVIDIA Quadro FX on sarja ammattimaisia näytönohjaimia, jotka on suunniteltu erityisesti 3D-grafiikkasovelluksiin, kuten Autodesk 3ds Max, AutoCAD, Autodesk Inventor, Autodesk Revit ja paljon muuta. Lähes kaikki NVIDIA Professional -näytönohjaimet tarjoavat paljon nopeammat grafiikan renderöintinopeudet kuin perinteiset mukautetut näytönohjaimet. Älä unohda tässä tapauksessa kuvan laatua ja käyttöikää. Nämä indikaattorit ovat myös huomattavasti korkeammat ammattikorttien kohdalla.
Laitteiden fysiikkamoottori PhysX on jo pitkään voittanut paikan videopeleissä, joissa on tarpeen laskea räjähdykset, tulipalo, vesi, esineiden tuhoaminen jne. Reaaliajassa. Mutta tämä tekniikka on osoittautunut erittäin hyödylliseksi myös ammattilaisille. Erityisesti PhysX: ää käytetään aktiivisesti laajennuksena Autodesk 3ds Maxissa ja Autodesk Mayassa, ja sen avulla voit luoda simulaatioita kudoksista, nesteistä, kovista ja pehmeistä kappaleista.
Itse laajennuksen voi ladata ilmaiseksi NVIDIA-verkkosivustolta.
Stereoskooppitoiminto on tekniikka, joka on saanut toisen tuulen viime vuosina. Monet studiot, jotka luovat kolmiulotteista animaatiota, tavallisen version lisäksi ovat pakollisia julkaisemaan stereoversio erityisesti sovitetuille elokuvateattereille. NVIDIA on kehittänyt lasit, joiden avulla voit työskennellä 3D-mallien kanssa stereona. Toimintaperiaate perustuu lasien sisäänrakennettuihin sulkimekanismeihin, mikä mahdollistaa kuvan lähettämisen täydellä värialueella, toisin kuin yksinkertaiset kaksiväriset lasit.
Tietysti volumetriset 3D-mallit näkymissä mahdollistavat paremman navigoinnin luotavan kohtauksen tilassa. Stereoskooppisen elokuvan luominen ilman tällaista tekniikkaa tuntuu täysin käsittämättömältä.
OptiX-säteen jäljityslaskenta on tekniikka, joka antaa mahdollisuuden tehdä projektisi lopullinen fotorealistinen hahmontaminen monta kertaa nopeammin! Riittää, kun sanotaan, että Lucas Filmsin kuuluisa erikoistehosteet, Industrial Light & Magic, on vastuussa Karibian merirosvojen, Iron Manin, Transformersin, Indiana Jonesin jne. Visuaalisista vaikutuksista. Rakentaa parhaillaan uutta renderöintitilaa, joka perustuu NVIDIA-näytönohjaimet.
On syytä huomata, että realistiset renderointitekniikat eivät rajoitu vain OptiX-tekniikkaan. NVIDIA on hiljattain hankkinut henkisen säteen renderöijän mielikuvia. Työskenneltyään yhdessä mielikuvien ohjelmiston ja NVIDIA-laitteiston välisessä rajapinnassa julkistettiin uusi ja ainutlaatuinen tuote nimeltä Iray. Kehittäjät väittävät, että iray sisällytetään henkisen säteen 3.8 uuteen versioon. Hyvin pian voimme tehdä projektimme henkisellä säteellä käyttämällä keskusprosessoria, jota itse asiassa ei ole tarkoitettu tällaisiin laskelmiin, vaan NVIDIA-näytönohjainta.
Muutama sana tässä artikkelissa on sanottava CUDA-tekniikasta, jota kaikki uusimmat NVIDIA-näytönohjaimet tukevat. CUDA on arkkitehtuuri, joka käyttää GPU: n tehoa yleiskäyttöön. Itse asiassa se on kehitysympäristö, jonka avulla voit suorittaa kaikki laskelmat, joille rinnakkainen prosessoriarkkitehtuuri on parempi. Tällä hetkellä CUDA-arkkitehtuuri tukee ohjelmointikieliä C, C ++, Fortran, eikä tämä ole raja. CUDA-alusta tarjoaa lähes rajattomat mahdollisuudet käyttää GPU-resursseja minkä tahansa monimutkaisuuden laskemiseen.
Teknologiat eivät pysy paikallaan, vaan päinvastoin, päinvastoin, viime vuosina olemme nähneet niiden räjähdysmäisen kasvun ja uusien kehityssuuntien syntymisen. Nykyään 3D-asiantuntijan tietokoneiden näytönohjain ei ole vain laite, joka lisää kehysnopeutta työskennellessä monimutkaisten 3D-mallien kanssa, vaan myös työkalu, joka nopeuttaa 3D-grafiikan käyttöä lähes kaikessa muodossaan.
Jopa sellainen edellisten vuosien suorittimen etuoikeus, kuten viimeinen renderöinti, on nyt melko onnistuneesti siirretty grafiikkaprosessorien "harteille", mikä melkein kaikkialla johtaa lopullisen kuvan tai videon laskentanopeuden moninkertaiseen kasvuun.
