ВВЕДЕНИЕ 4
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 6
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 7
1. Общие сведения 7
1.1 Определение 7
1.2 Применение 7
1.3 Этапы визуализации 7
1.4 Виды визуализации 8
1.5 Методы визуализации 8
1.6 Категории визуализации по времени 9
1.7 Проходы визуализации 10
2. Техническое задание 11
2.1 Общие сведения 11
2.2 Назначение 11
2.3 Функции 11
2.4 Требование к программному обеспечению 11
2.5 Планирование работы 11
3. Распределенный рендеринг 13
4. Вычислительный кластер 15
5. Вычислительный кластер КФУ 17
6. Средства визуализации 18
7. Вычислительные платформы 20
8. Система управления распределенной визуализацией 21
8.1 Программа Deadline 21
8.2 Программа Afanasy 22
9. Выполнение визуализация 24
9.1 Подход к визуализации 24
9.2 Установка программного обеспечения 24
9.3 Настройка сети 24
9.4 Настройка общего сетевого диска 25
9.5 Настройка программного обеспечения 25
9.6 Настройка системы для распределенного рендеринга Afanasy 25
9.7 Настройка трехмерной сцены 26
9.8 Визуализация на одной машине с разными конфигурациями
машины 26
9.9 Распределенная визуализация с разными конфигурациями машины. 31
9.10 Анализ и оценка полученных результатов 34
Заключение 35
Список литературы 36
На сегодняшний день область информационных технологий развивается с большой скоростью. Почти каждый современный человек сталкивался с понятием компьютерная графика. Без технологий создания и обработки изображений с помощью компьютеров тяжело представить такие направления жизнедеятельности, как компьютерные игры, кинематограф, телевидение, дизайн, архитектура, медицина и др.
Направление, в котором создаются объемные объекты в трехмерном пространстве, объемные изображения и сцены называется трехмерная графика или SD-графика. К этапам создания SD-графики относятся: моделирование, тестурирование, риггинг (создание скелета), анимация, освещение, рендеринг (визуализация).
После размещения готовых созданных моделей на сцене, настройки освещения, камеры настраивается рендер (программа производящая рендеринг). Рендеринг является завершающим этапом обработки трехмерной сцены. Это процесс получения изображения по модели с помощью компьютерной программы [1].
Рендеринг является важным этапом в работе с трехмерной графикой, так как от его результата зависят реалистичность и эффективность итогового изображения. Однако получение результата очень ресурсоемкая задача, которое занимает большое количество времени. К примеру, визуализация видеоролика длиной несколько минут в высоком разрешении, может выполняться несколько дней или недель, в зависимости от сложности сцены. Часто бывает так, что не хватает вычислительной мощности одного компьютера для выполнения поставленной задачи визуализации. Становится очевидна необходимость решения этой актуальной проблемы.
Одним из способов решения трудоемких вычислительных задач с использованием нескольких компьютеров, которые объединены с помощью каналов связи, является распределенные вычисления. Группа компьютеров, предназначенных для распределенных вычислений в параллельном режиме, 4
называется вычислительным кластером. Применение распределенного рендеринга решает проблему с ускорением времени визуализации.
Целью выполнения данной дипломной работы является построение и конфигурация вычислительного кластера таким образом, чтобы его производительность и эффективность была наиболее высокая. Этот подход позволит сократить время рендеринга и ускорить процесс просчета. Для достижения цели была поставлена задача о конфигурировании вычислительного кластера для распределенного рендеринга.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
• изучить разные подходы к визуализации трехмерных сцен для сравнения времени, затрачиваемого на рендеринг;
• выполнить визуализацию с различными конфигурациями вычислительного кластера;
• сделать анализ выбранных конфигураций, определить наиболее эффективный подход к рендерингу.
В ходе работы было решено использовать программный продукт для 3D моделирования, анимации, рендеринга и композитинга Autodesk Maya. Эта программа имеет огромный функционал и возможности, предоставляет удобный, понятный интерфейс. Также необходимы программы для рендера конечных изображений в Maya и система для распределенного рендеринга. Этих программ будет достаточно для решения поставленных задач.
Выполнение правильной настройки вычислительного кластера позволит значительно сократить время выполнения визуализации. Не придется настраивать кластер при выполнении визуализации следующего проекта, останется поменять лишь сетевой путь к папке ресурсов, то есть дальнейшего вмешательства может и не потребоваться.
Созданный сервис позволит получить доступ к ресурсам рендер фермы, эффективно и удобно взаимодействовать с ней. Он сможет эффективно использоваться для рендеринга анимационных роликов, высокореалистичных изображений и других проектов.
Вычислительная мощность GPU по сравнению с CPU намного выше. Наличие большего количества вычислительных ядер по сравнению с CPU и наличие собственной памяти с высокоскоростной шиной являются достоинствами графического ускорителя. Благодаря большому количеству ядер GPU выдает высокую производительность на распараллеливаемых задачах. Использование графических ускорителей в распределенном рендеринге позволяет значительно сокращать затрачиваемое время.
