Създаването на 3D графика далеч не е тривиален процес, който изисква интегриран подход както към софтуера, така и към хардуера.
Днешните професионални графични карти са високотехнологичен синтез, който комбинира мощен многоядрен графичен процесор (GPU) с паралелна архитектура и софтуер, за да използва напълно ресурсите на GPU.
Както знаете, паралелната архитектура не е способна да осигури многократно увеличение на производителността в сравнение с класическата архитектура на процесора, далеч не във всички случаи. На първо място, това са диференциални уравнения, изчисляване на графики, хидродинамика и т.н. Важен елемент е наличието на правилния програмен код, който ще увеличи максимално "успоредяването" на изпълняваните задачи. И ако всички тези условия са изпълнени, ефективността на системата се увеличава многократно.
Професионалната 3D графика е в много отношения не само за цифрово 3D прототипиране. Това е и редица специфични задачи за изчисляване на динамиката на физическите процеси, фотореалистична визуализация и други, за чието решение се създават специални професионални графични ускорители.
Модерна професионална графична карта - решение, което се състои от хардуер - графична карта - и набор от уникални драйвери, оптимизирани за професионални приложения. При производството на професионални видеокарти и драйвери за тях се набляга на надеждността и дългосрочната безпроблемна работа. Поради това те са в пъти по-надеждни от игралните видеокарти и драйверите за тях са сертифицирани от производители на професионални приложения.
Най-интересните хардуерни и софтуерни решения в тази област се предлагат от NVIDIA днес със своята линия професионални графични карти NVIDIA Quadro FX.
Ето списък на основните задачи, които такива карти могат да решат:
- бързо и висококачествено графично изобразяване в CAD приложения;
- хардуерно ускорение на физиката с помощта на NVIDIA PhysX двигател;
- поддръжка за стереоскопични изображения;
- система за изчисляване на лъчите OptiX;
- поддръжка за CUDA - среда за разработка, която ви позволява да пишете софтуер за сложни изчислителни задачи, които не са свързани с графика.
Както можете да видите, набор от задачи, които трябва да бъдат решени, е изключително широк и не се ограничава само до изчисляването на графики. Нека се опитаме да се спрем на всяка от тези точки по-подробно.
NVIDIA Quadro FX е серия от професионални графични карти, проектирани специално за 3D графични приложения като Autodesk 3ds Max, AutoCAD, Autodesk Inventor, Autodesk Revit и др. На практика всички професионални графични карти на NVIDIA осигуряват много по-бързи скорости на графично изобразяване, отколкото конвенционалните графични карти по поръчка. В този случай не забравяйте за качеството на изображението и експлоатационния живот. Тези показатели са значително по-високи и за професионалните карти.
Двигателят за хардуерна физика PhysX отдавна е спечелил място във видеоигрите, където е необходимо да се изчисляват експлозии, пожар, вода, унищожаване на обекти и т.н. Но тази технология се оказа изключително полезна и за професионалисти. По-специално, PhysX се използва активно като приставка в Autodesk 3ds Max и Autodesk Maya и ви позволява да създавате симулации на тъкани, течности, твърди и меки тела.
Самият плъгин може да бъде изтеглен безплатно от уебсайта на NVIDIA.
Функцията за стереоскопия е технология, която получи втори вятър през последните години. Много студия, които създават триизмерна анимация, освен обикновената версия, са задължителни да пускат и стерео версия за специално адаптирани кина. NVIDIA разработи очила, които ви позволяват да работите с 3D модели в стерео. Принципът на действие се основава на механизми на затвора, вградени в очилата, което прави възможно предаването на изображение в пълен цветен диапазон, за разлика от обикновените двуцветни очила.
Разбира се, обемните триизмерни модели в екранните прозорци ви позволяват да се ориентирате по-добре в пространството на създаваната сцена. Създаването на стереоскопично кино без такава технология изглежда напълно немислимо.
Системата за изчисляване на проследяването на лъчи OptiX е технология, която осигурява възможността да направите многократно фотореалистичното изобразяване на вашия проект многократно! Достатъчно е да се каже, че известното подразделение за специални ефекти на Lucas Films, Industrial Light & Magic, отговаря за визуалните ефекти за Карибски пирати, Iron Man, Transformers, Indiana Jones и др. В момента изгражда нова ферма за рендериране, базирана на NVIDIA графични процесори.
Струва си да се отбележи, че реалистичните технологии за визуализиране не се ограничават до технологията OptiX. NVIDIA наскоро придоби ментални образи на mental ray render. След съвместна работа в интерфейса между софтуера за умствени изображения и хардуера на NVIDIA, беше обявен нов и уникален продукт, наречен iray. Разработчиците твърдят, че iray ще бъде включен в новата версия на mental ray 3.8. Съвсем скоро ще можем да рендираме проектите си с помощта на mental ray, като използваме не централния процесор, който всъщност не е предназначен за такива изчисления, а NVIDIA GPU.
Няколко думи в тази статия трябва да се кажат за технологията CUDA, която се поддържа от всички най-нови поколения графични карти NVIDIA. CUDA е архитектура, която използва силата на графичния процесор за изчисления с общо предназначение. Всъщност това е среда за разработка, която ви позволява да извършвате всякакви изчисления, за които е за предпочитане паралелна архитектура на процесора. В момента архитектурата CUDA поддържа програмните езици C, C ++, Fortran и това не е ограничението. Платформата CUDA предоставя почти неограничени възможности за използване на GPU ресурси за изчисления с всякаква сложност.
Технологиите не стоят неподвижни, а напротив, през последните години наблюдаваме техния експоненциален растеж и появата на нови посоки на развитие. Днес графичната карта в компютъра на 3D специалист е не само устройство, което увеличава честотата на кадрите при работа със сложни 3D модели, но и инструмент, който ускорява работата с 3D графика в почти цялото си разнообразие.
Дори такава прерогатива на процесора от последните години, като окончателното изобразяване, вече е доста успешно прехвърлена към „раменете“на графичните процесори, което почти навсякъде води до многократно увеличаване на скоростта на изчисляване на крайното изображение или видео.
