写点什么

3D 渲染集群,你了解多少?

发布于: 2020 年 08 月 25 日

摘要:渲染是批处理运行模式,那能不能使用 Docker 容器技术,做大规模的渲染集群呢?


我们先说说 3D 渲染涉及哪些领域:



1、什么是 3D 渲染


简单粗暴的讲:就是将虚拟世界里的 3D 模型,变为(人眼看到)平面图片。


比如你画了个 3D 模型,经过渲染,变成了最终我们看到的图片:



(3D 模型)



(2D 图片)


2 、3D 模型,怎么得到 2D 图片


将一个想象的“摄像机”放到 3D 空间中,去拍摄图片。这个“摄像机”跟我们的眼睛类似,它看到的就是 2D 的图片(视网膜上)。



墙裂建议去看看这个教程:https://www.khanacademy.org/partner-content/pixar/rendering/rendering1/v/overview-rendering


所以简化后就是,一个“摄像机”+ 一个“视窗”。如下图:



画重点:从摄像位,发出一束射线,穿过栅格,打到 3D 模型上,并记录下击中的那个点的颜色。


重复上述步骤,扫描每个栅格上面的点,得到所有点的颜色。这就得到栅格最终的图片:



这种方式也叫光线追踪,这个词也比较常见。



每张图片里的每个像素点,都是通过“摄像机”+“栅格”拍摄出来的。


3 、3D->2D 更复杂的场景


实际渲染情况下,并不只是这么简单,因为 3D 模型表面的颜色,会受到它周围的环境的影响。比如:3D 模型的附近有个光源,3D 模型的表面光滑程度等等。


所以即使你知道“摄像机”发出的那束光击中了 3D 模型的位置,你也并不能马上得到该点的颜色(底色+干扰=最终颜色)。




所以真正计算像素点的颜色,工作量还是非常大的。注意,这还是一张图片(一帧)的计算量,一部动画电影得有多少帧图片?


4 、完美的批处理任务


一部电影由很多的帧组成,每一帧都由上面光线追踪算法计算出每个像素点的颜色。注意:每一张图片,都可以分别计算的,互相之间并不影响。



(每一帧,单独进行渲染处理)


  • 渲染是创建 3D 模型并将其转换为 2D 图像的过程。 在 Autodesk 3ds Max、Autodesk Maya 和 Blender 等应用程序中创作 3D 场景文件。 Autodesk Maya、Autodesk Arnold、Chaos Group V-Ray 和 Blender Cycles 等渲染应用程序可生成 2D 图像。 有时,可以从场景文件创建单一的图像。 但是,常见的操作是建模并渲染多个图像,然后将其组合成动画。

  • 传媒娱乐行业往往使用渲染工作负荷来生成特效 (VFX)。 广告、零售、石油和天然气及制造等其他众多行业也会使用渲染。

  • 渲染过程属于计算密集型工作;要生成的帧/图像数可能很多,而渲染每个图像可能需要大量的时间。 因此,渲染是一个完美的批处理工作负荷,可以利用 Batch 类服务来并行运行多个渲染器。


5 、渲染云厂商


各大通用类云厂商,一般都是通过直接买买买,获得了云渲染的能力。



也有一些是直接定位为渲染领域的专业云:



瑞云,又独立搞了个“青椒云”。这么看来,华为云如果想要进入渲染计算,也得买个小帮手才行啊~


6 、渲染大客户


一般就是各大渲染厂商,也就是制作动画片的大厂。比较有名的“追光动画”大家总有听说过吧。




今年疫情,电影行业受挫,估计这些渲染厂家日子不好过。。


7 、渲染软件的生态


要计算那些光线追踪的像素颜色,就得有专门的软件。


这些软件有开源的,有商业的。大部分都在 Windows 或者 Mac 上面(毕竟 Mac 才是设计师们的宝贝)。当然,也有不少是支持在 Linux 的。



看 Google 趋势,热门的渲染软件如上。基本上渲染软件都在下面:



8 、容器搞渲染集群?


既然渲染是完美的批处理,每个步骤的处理互相不影响,可以分布式大规模同时进行。


同时,容器技术,天然适合大规模运行环境的复制。


那能不能使用 Docker 容器技术,做大规模的渲染集群呢?


答案当然是肯定的。


2019 年 1 月份,Google Cloud Sony Pictures Imageworks 合作推出了 OpenCue,高性能的开源渲染管理器,专门针对 VFX 和动画功能而设计。Apache 2.0许可



Google 云,也基于 OpenCue,推出了渲染解决方案:



https://cloud.google.com/solutions/creating-a-render-farm-on-gcp-using-opencue?hl=zh-cn

9 、容器渲染集群尝试


毕竟咱是搞容器的嘛,所以小组也针对这个 OpenCue 做过原型验证,还给他们提了贡献呢:-)



安装 Maya,安装插件:



配置渲染任务:



投递渲染任务,容器们开干啦:



额,容器估计要统一宇宙了。


点击关注,第一时间了解华为云新鲜技术~


发布于: 2020 年 08 月 25 日阅读数: 113
用户头像

提供全面深入的云计算技术干货 2020.07.14 加入

华为云开发者社区,提供全面深入的云计算前景分析、丰富的技术干货、程序样例,分享华为云前沿资讯动态,方便开发者快速成长与发展,欢迎提问、互动,多方位了解云计算! 传送门:https://bbs.huaweicloud.com/

评论

发布
暂无评论
3D渲染集群,你了解多少?