网络集群书写技术在三维动画中的应用

网络集群书写技术在三维动画中的应用

随着数码技术的快速发展，越来越多的3d动画作品出现在电影、lan、电视和广告媒体中。人们对视觉欣赏的要求越来越高,为了使动画作品更加完美逼真,往往需要更精细的艺术造型创作、更方便的制作软件、更快捷的计算速度、更有效的设备使用。为满足上述目的,网络集群渲染技术应运而生。它主要解决了3D动画快速生成,在以流水线式的动画制作方式中和在用3D动画描述突发事件等方面得到了广泛应用,极大地提高了制作效率,节约了制作时间并提高了设备利用率。在制作过程中,在完成模型设计和动作设定后,需要对每个镜头进行渲染,以便进行实际效果的审查;在最终作品完成时,要进行最终的动画场景生成。然而,单机渲染和动画生成计算往往非常耗时,虽然计算机的单机性能有了很大的提高,但是在处理复杂的3D图形时仍显得力不从心。在单一工作站上渲染一个复杂的动画镜头可能要占用几天时间。所以在国内外的3D制作中,考虑采用集群计算机并行渲染的方法来提高渲染效率的人越来越多。渲染(rendering)是在计算机内建立的3D几何模型上附加一定的材质、纹理及色彩,并加上光源,通过计算机的计算生成具有真实感效果的场景图形。所谓的多媒体集群渲染平台(RenderFarm)是利用集群计算机的优势,通过网络分发软件和并行3D渲染软件,充分利用集群网络中的计算机硬件资源,将复杂的3D场景通过大量的计算,生成预览图像或最终动画图像,以供效果调整审定或后期制作合成之用。整个过程是自动化和智能化的,它代表了制作技术的发展方向。这一革命性变革,不仅打破了传统的孤岛式的制作方式,而且优化配置了整个网络资源,减少了原来因分散造成的资源浪费;可根据制作需求,随时增加网络中的制作单元和渲染单元;渲染单元组作为独立部分为整个网络中的制作单元提供渲染服务,同时,如果需要可通过管理软件使网络中指定的制作单元也参加渲染服务,这就大大提高了整个资源的利用率。正因为它卓越的性能、极高的性能价格比和灵活性,它像一股强劲的风暴,在国外的影视制作中已得到了广泛的应用。在国内,现在许多网络集群渲染往往是通过手工或简单的自动分配来完成某些特定的渲染工作的。对于智能化的网络集群渲染,国内的若干研究机构和应用单位也作了不同程度的尝试,但由于技术和经验的限制,还没有大规模地应用,但其理论结构和应用流程已被国内业界人士广泛认可,成为目前解决3D制作工作中的瓶颈、改善工作流程、提高效益的首选方案。通过采用网络集群渲染,不但可以大大提升工作效率,而且可以提高系统的容错能力,保护工作成果。网络集群渲染的主要工作流程是:(1)用3D软件制作3D场景后,输出渲染器能接受的文件;(2)通过管理软件接口将该文件提交给管理软件;(3)管理软件自动启动以后,通知管理服务器,有工作需要进行渲染;(4)管理服务器查找网络上的空闲节点,并把工作分配下去;(5)空闲渲染节点接到任务后,开始渲染工作,并把工作情况实时报告给管理服务器;(6)管理服务器把收到的信息反馈给管理软件,同时把信息反馈给用户;(7)整个场景渲染完成,用户得到可以应用的图片序列。在许多管理软件中,Pixar公司开发的Alfred系统管理软件是其中的佼佼者。这套系统可以实时管理和监视渲染节点的工作情况,由此可以最大效率地发挥集群渲染的优势,避免渲染节点的空闲,使用户在最短的时间内得到最终渲染产品。其功能特点如下:·管理软件能够管理从3D工作站中送出的渲染作业请求,安排其在集群渲染中排队等候并分配到可用的渲染节点中去;·提供进程信息,收集远程信息,在发生错误和系统程序崩溃时自动重启任务;·显示当前的队列状态;·集群渲染软件依靠取得项目管理软件标记的用户和项目信息来识别用户,并取得用户权限信息,检测已经被设定好的集群渲染的访问权和渲染输出图像的存储访问权;·管理员会对每一项排队等候的渲染请求按照一定的要素定义优先级别:i)响应哪一项渲染作业请求ii)渲染预览、渲染测试和渲染输出iii)用户等级·允许渲染服务器针对特殊的工作请求进行动态编组或对特殊用户实行专用分组;·允许管理员设定用户对渲染作业数据的存取权限;·允许管理员设定用户使用集群渲染的使用级别;·允许控制用户使用集群渲染的时间;·始终监视可用渲染资源。任何服务器或3D工作站空闲都会被列入资源列表并等待分配任务;·用户在任何时刻都能监视所有可用的集群渲染资源,使用情况包括哪一个节点正在工作、空闲或处于离线状态;这提供了一个粗略的集群渲染资源有效性的概念,因此,用户可以估算渲染请求需要等待的时间。现在已有软件公司为Alfred网络集群渲染管理软件开发了插件,使现在的主流3D软件,如Maya、XSI、3Dmax,能在Alfred的管理下,在MayaBatch、MentalRay或RenderMan渲染器上进行智能化的网络集群渲染,这就大大提高了3D网络集群渲染的实用性和效率。可以相信,随着3D网络集群渲染应用的不断深入,它的优势也会慢慢地显现出来,必将被国内越来越多的人所接受。书讯《广播电视宽带网络技术》随着全球的电子化、数字化、信息化、智能化、网络化的高速发展,多媒体宽带综合信息的高速率、全交互、安全可靠、准确传递的网络技术是人们最为迫切需要的。为推动我国广播电视事业的发展,使广大读者能够学习宽带综合信息网络技术,特编写此书。全书共分九章,全面而详细地介绍了宽带网络技术基础、多媒体信息技术、交换复用技术、SDH技术、HFC网络、宽带IP网络技术、宽带综合信息网络的组合架构等原理与网上综合业务、网络接入应用、宽带网络系统的设计、网络施工与测量以及广播电视宽带网络组合构建方案与工程实例简介等内容。目前绝大部分集群渲染系统管理软件都是针对某种特定的3D软件和渲染器的。然而各种3D软件和渲染器都有各自的特点,在一个大型制作网络中,为适应和满足各种制作的需求,一般情况下,用户都会同时使用这些3D软件和渲染器,而他们往往又是对网络集群渲染最为迫切的。在这种情况下,如何使用同一管理软件实现对不同3D软件在不同的渲染器中进行网络集群渲染的管理就变得非常重要了。实际上,这里的问题关键是怎样使3D软件的文件格式可以被管理软件和渲染器同时接受。本书可供广播电视相