NVIDIA Professional 3D-Beschleunigungslösungen

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Video: Как NVIDIA впервые стала лидером 3D индустрии 2024, März
Anonim
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Das Erstellen von 3D-Grafiken ist kein trivialer Prozess, der einen integrierten Ansatz für Software und Hardware erfordert.

Die heutigen professionellen Grafikkarten sind eine High-Tech-Fusion, die eine leistungsstarke Multi-Core-Grafikverarbeitungseinheit (GPU) mit paralleler Architektur und Software kombiniert, um die gesamten GPU-Ressourcen voll auszunutzen.

Wie Sie wissen, kann die parallele Architektur nicht in allen Fällen eine Mehrfachleistungssteigerung im Vergleich zur klassischen CPU-Architektur bieten. Zuallererst sind dies Differentialgleichungen, Berechnung von Grafiken, Hydrodynamik usw. Ein wichtiges Element ist die Verfügbarkeit des richtigen Programmcodes, wodurch die "Parallelisierung" der ausgeführten Aufgaben maximiert wird. Und wenn alle diese Bedingungen erfüllt sind, erhöht sich die Effizienz des Systems um ein Vielfaches.

Bei professionellen 3D-Grafiken geht es in vielerlei Hinsicht nicht nur um digitales 3D-Prototyping. Es ist auch eine Reihe spezifischer Aufgaben zur Berechnung der Dynamik physikalischer Prozesse, der fotorealistischen Visualisierung und anderer Aufgaben, für deren Lösung spezielle professionelle Grafikbeschleuniger erstellt werden.

Eine hochmoderne professionelle Grafikkarte - eine Lösung, die aus einer Hardware - einer Grafikkarte - und einer Reihe einzigartiger Treiber besteht, die für professionelle Anwendungen optimiert sind. Bei der Herstellung professioneller Grafikkarten und Treiber für diese liegt der Schwerpunkt auf Zuverlässigkeit und langfristigem störungsfreien Betrieb. Daher sind sie um ein Vielfaches zuverlässiger als Gaming-Grafikkarten, und die Treiber für sie sind von Herstellern professioneller Anwendungen zertifiziert.

Die interessantesten Hardware- und Softwarelösungen in diesem Bereich werden heute von NVIDIA mit seiner Reihe professioneller Grafikkarten NVIDIA Quadro FX bereitgestellt.

Hier ist eine Liste der Hauptaufgaben, die solche Karten lösen können:

  • schnelles und qualitativ hochwertiges Grafik-Rendering in CAD-Anwendungen;
  • Hardwarebeschleunigung der Physik mit der NVIDIA PhysX-Engine;
  • Unterstützung für stereoskopische Bilder;
  • Raytracing-Berechnungssystem OptiX;
  • Unterstützung für CUDA - eine Entwicklungsumgebung, mit der Sie Software für komplexe Rechenaufgaben schreiben können, die nicht mit Grafiken zusammenhängen.

Wie Sie sehen, ist das Spektrum der zu lösenden Aufgaben äußerst breit und beschränkt sich nicht nur auf die Berechnung von Grafiken. Lassen Sie uns versuchen, auf jeden dieser Punkte näher einzugehen.

NVIDIA Quadro FX ist eine Reihe professioneller Grafikkarten, die speziell für 3D-Grafikanwendungen wie Autodesk 3ds Max, AutoCAD, Autodesk Inventor, Autodesk Revit und mehr entwickelt wurden. Praktisch alle professionellen NVIDIA-Grafikkarten bieten viel schnellere Grafikwiedergabegeschwindigkeiten als herkömmliche benutzerdefinierte Grafikkarten. Vergessen Sie in diesem Fall nicht die Bildqualität und Lebensdauer. Diese Indikatoren sind auch bei Profikarten deutlich höher.

Die Hardware-Physik-Engine PhysX hat sich seit langem einen Platz in Videospielen erarbeitet, bei denen Explosionen, Feuer, Wasser, Zerstörung von Objekten usw. in Echtzeit berechnet werden müssen. Diese Technologie hat sich jedoch auch für Profis als äußerst nützlich erwiesen. Insbesondere wird PhysX aktiv als Plug-In in Autodesk 3ds Max und Autodesk Maya verwendet und ermöglicht Ihnen die Erstellung von Simulationen von Geweben, Flüssigkeiten, harten und weichen Körpern.

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Das Plugin selbst kann kostenlos von der NVIDIA-Website heruntergeladen werden.

Die Stereoskopiefunktion ist eine Technologie, die in den letzten Jahren einen zweiten Wind erhalten hat. Viele Studios, die zusätzlich zur regulären Version dreidimensionale Animationen erstellen, müssen eine Stereoversion für speziell angepasste Kinos veröffentlichen. NVIDIA hat eine Brille entwickelt, mit der Sie mit 3D-Modellen in Stereo arbeiten können. Das Funktionsprinzip basiert auf in die Brille eingebauten Verschlussmechanismen, die es im Gegensatz zu einfachen Zweifarbenbrillen ermöglichen, ein Bild in einem vollen Farbbereich zu übertragen.

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Mit volumetrischen 3D-Modellen in Ansichtsfenstern können Sie natürlich besser im Raum der zu erstellenden Szene navigieren. Die Schaffung eines stereoskopischen Kinos ohne diese Technologie scheint völlig undenkbar.

Das OptiX Raytracing-Berechnungssystem ist eine Technologie, mit der Sie das endgültige fotorealistische Rendering Ihres Projekts um ein Vielfaches beschleunigen können! Es genügt zu sagen, dass die berühmte Abteilung für Spezialeffekte von Lucas Films, Industrial Light & Magic, für die visuellen Effekte für Fluch der Karibik, Iron Man, Transformers, Indiana Jones usw. verantwortlich ist und derzeit eine neue Renderfarm auf Basis von baut NVIDIA-GPUs.

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Es ist erwähnenswert, dass realistische Rendering-Technologien nicht auf die OptiX-Technologie beschränkt sind. NVIDIA hat kürzlich mentale Bilder von Mental Ray Renderer aufgenommen. Nach der Zusammenarbeit an der Schnittstelle zwischen Mental Images-Software und NVIDIA-Hardware wurde ein neues und einzigartiges Produkt namens iray angekündigt. Die Entwickler behaupten, dass iray in der neuen Version von mental ray 3.8 enthalten sein wird. Sehr bald werden wir in der Lage sein, unsere Projekte mit mental ray zu rendern, und zwar nicht mit dem Zentralprozessor, der eigentlich nicht für solche Berechnungen vorgesehen ist, sondern mit der NVIDIA-GPU.

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Ein paar Worte in diesem Artikel sollten über die CUDA-Technologie gesagt werden, die von allen neuesten Generationen von NVIDIA-Grafikkarten unterstützt wird. CUDA ist eine Architektur, die die Leistung der GPU für Allzweck-Computing nutzt. Tatsächlich handelt es sich um eine Entwicklungsumgebung, mit der Sie alle Berechnungen durchführen können, für die eine parallele Prozessorarchitektur vorzuziehen ist. Derzeit unterstützt die CUDA-Architektur die Programmiersprachen C, C ++, Fortran, und dies ist nicht die Grenze. Die CUDA-Plattform bietet nahezu unbegrenzte Möglichkeiten, GPU-Ressourcen für Berechnungen beliebiger Komplexität zu verwenden.

Technologien stehen nicht still, vielmehr haben wir in den letzten Jahren ihr exponentielles Wachstum und die Entstehung neuer Entwicklungsrichtungen gesehen. Heutzutage ist eine Grafikkarte im Computer eines 3D-Spezialisten nicht nur ein Gerät, das die Bildrate bei der Arbeit mit komplexen 3D-Modellen erhöht, sondern auch ein Werkzeug, das die Arbeit mit 3D-Grafiken in nahezu all ihrer Vielfalt beschleunigt.

Selbst ein solches Vorrecht der CPU der letzten Jahre als endgültiges Rendering wird jetzt recht erfolgreich auf die "Schultern" von Grafikprozessoren verlagert, was fast überall zu einer mehrfachen Erhöhung der Geschwindigkeit bei der Berechnung des endgültigen Bilds oder Videos führt.

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