Valamit megjeleníteni értelemszerűen azt jelenti, hogy életre keltjük. Ahogy a festmény színezése adja a végső megjelenést, a számítógépes grafikában a „renderelés” kifejezést egy olyan folyamat jelölésére használják, amely létrehozza a végső képet, az összes textúrával és megvilágítással egy 2D vagy 3D modell esetében . A renderelés többféleképpen hajtható végre, ezek egyike a grafikus feldolgozó egységek (GPU-k) használata.
A GPU-k több ezer kis, kis teljesítményű maggal rendelkeznek, amelyek párhuzamosan számítják ki az adatokat, ami előnyös a renderelési folyamat számára. A GPU párhuzamos feldolgozása lehetővé teszi hatalmas mennyiségű adat egyszerű és gyors kiszámítását. A sebesség és a párhuzamos feldolgozás azonban csak a jéghegy csúcsa a GPU renderelésben.
Ebben a cikkben mindent áttekintünk, ami a GPU-megjelenítésre vonatkozik: funkciókat, hardvert, szoftvert és mindent, ami a kettő között van. Szóval, térjünk rá a GPU renderelésre.
GPU: Bevezetés
A GPU egy csodálatos technológia. A modern rendszerekben GPU-kat használunk játékokhoz, adatbányászathoz, big data alkalmazásokhoz, mesterséges intelligenciához, gépi tanuláshoz és természetesen rendereléshez. Ezek a GPU-k dedikált egységek, amelyek a számítógép alaplapjához csatlakoznak.
Egyetlen GPU jóval több mint 10 000 kis számítási magot tartalmazhat , amelyek, mint említettük, párhuzamos feladatok futtatására vannak programozva. A feladatok párhuzamos futtatásának képessége lehetővé teszi a GPU-k számára, hogy valós időben látható eredményeket hozzanak létre. Még saját véletlen hozzáférésű memóriájuk (RAM) is van – VRAM (video RAM) néven –, amelyet a GPU renderelésben használnak.
A GPU-k is erre a célra épített chipek. Ez azt jelenti, hogy vannak olyan GPU-k, amelyeket kifejezetten játékok futtatására vagy renderelésére terveztek. Így egyetlen GPU teljesítménye jobb lehet, ha renderelésre használjuk, de nem annyira játékra vagy egyéb feladatok elvégzésére.
Most, hogy megvan a GPU lényege, kezdjük néhány olyan funkcióval, amelyeket érdemes megemlíteni, ha a renderelésről van szó.
Renderelési jellemzők és szempontok
Az idő múlásával a GPU-k pusztán grafikus gyorsítókból teljes feldolgozóegységekké nőttek. Ez az evolúció fokozatosan jött létre, és ezzel együtt a GPU-alapú renderelő rendszerek néhány figyelemre méltó jellemzője és aspektusa is megjelent.
SEBESSÉG
A GPU-kat párhuzamos feldolgozásra tervezték, ami kihasználja a többmagos teljesítményt. Ha több ezer kis maggal van dolgod, hatalmas sebességet tapasztalhatsz meg. A GPU-k sokkal gyorsabban tudnak modelleket renderelni, mint CPU-s társaik. Ez a sebesség segít a renderelések valós idejű megjelenítésében és a gyorsabb ismétlési folyamatban.
OPTIMALIZÁLÁS
A gyártók egy bizonyos feladatot szem előtt tartva építik GPU-jukat. Egyes GPU-k játékra, mások renderelésre, mások tervezésre és így tovább. A renderelésre optimalizált GPU-k gyorsabban biztosítják a konzisztens eredményeket, így időhatékonyak, és jó munkát végeznek a jelenetek renderelésében is.
RISING TECH
A GPU-k hosszú utat tettek meg a kezdetek óta. A GPU-k minden új generációja exponenciális frissítés az előzőekhez képest. A GPU-kat gyakrabban frissítik, mint a CPU-kat, ami minden évben megnövekedett megjelenítési teljesítményt eredményez.
VISZONYLAG ALACSONY KÖLTSÉGEK
Egy csúcskategóriás GPU, mint például az RTX 3090 , még mindig kevesebbe kerül, mint egy csúcskategóriás CPU, mint például a Threadripper 3990x . A GPU-k is könnyen felskálázhatók, így könnyedén kombinálhat egy vagy több GPU-t egyetlen rendszerben, amelyek mindegyike meghatározott feladatok futtatására szolgál. A grafikus processzorok alacsonyabb belépési ára azt is jelenti, hogy több ember kezébe vehet egyet, és költségkereten belül elkezdheti a renderelést.
NÉZETABLAKOK TELJESÍTMÉNYE
A nézetablakok olyan ablakok, amelyekben megjelenítheti a bemeneti paraméterei alapján bekövetkező változásokat. A gyorsabb nézetablak megjelenítés gyors munkafolyamatot eredményez. Most, hogy a GPU-k kiválóan alkalmasak a feladatok egyidejű futtatására, ez a bemenetek gyors végrehajtásához vezet, ami gyorsabb nézetablak megjelenítést eredményez. A változásokat gyakorlatilag valós időben tekintheti meg.
Renderelési korlátozások
Megvizsgáltunk néhány kiemelkedő előnyt, amelyet a GPU-megjelenítés nyújt. Ez azonban nem csak a GPU-k harangja. Vannak bizonyos figyelmeztetések is a GPU-megjelenítéssel kapcsolatban, amely bizonyos helyzetekben korlátozott képességekkel rendelkezik.
MINŐSÉG
A GPU-k a sebességükről ismertek, de ez nem mondható el a renderelési minőségükről. A GPU-k nem képesek különféle utasításkészletek futtatására, mint a CPU-k. Ez korlátozza az általuk végrehajtható algoritmusok típusait, és ezáltal befolyásolja a végső kimenet minőségét. A GPU-megjelenítések több zajjal rendelkeznek (azaz homályosabbak vagy szemcsésebbek), mint a CPU-renderelések.
BONYOLULTSÁG
A GPU-k célirányosan épített chipek, ami egyszerre áldás és kár. Egy bizonyos feladatcsoportra optimalizálva a GPU-k akadoznak, amikor összetettebb és változatosabb feladatokat állítanak eléjük. Ez korlátozott számú jelenethez vezet, amelyet a GPU a hatókörén belül feldolgozhat, mivel nem tud bonyolultabb, részletesebb jeleneteket renderelni sok objektummal.
RAM KÉPESSÉGEK
A GPU-k RAM kapacitása korlátozott. A 3090 24 GB VRAM-mal rendelkezik, a maximum pedig a Quadro RTX 8000- ben , 48 GB VRAM-mal. Ez még mindig halvány a CPU RAM kapacitásaihoz képest, ahol egyetlen CPU közel 128 GB vagy még több RAM-hoz férhet hozzá. A GPU korlátozott RAM-kapacitása korlátozza a sok elemet tartalmazó összetett környezetek feldolgozásának képességét. A GPU-nak egyszerűen elfogy a memóriája az összes adat tárolására, majd a CPU RAM-ra kell hagyatkoznia, ami gyengébb GPU-megjelenítési teljesítményt eredményez. Tehát a RAM képességei miatt korlátozott a feldolgozható jelenetek elemeinek száma.
STABILITÁS
A GPU-k instabilitásukról híresek. Ha a kijelzőt és a megjelenítő szoftvereket is egyetlen GPU-n futtatja, akkor valószínű, hogy a rendszer összeomlik, vagy az alkalmazásszoftver nem reagál. Az illesztőprogram-frissítések is sújtják a GPU-kat stabilitási problémáikkal. Előfordulhat, hogy bizonyos renderelőmotorok egyszerűen nem támogatják a GPU-kat, ami további kompatibilitási problémákhoz vezethet. Összességében elmondható, hogy a GPU kockás a stabil rendszerteljesítmény szempontjából.
Rendering rendszerek
A renderelő rendszer két összetevőből áll: renderelő motorokból és renderelő hardverből. Mindkét összetevőt úgy kell kiválasztani, hogy kiegészítsék egymást.
RENDERING MOTOROK
Egy jó renderelő motor nagymértékben befolyásolhatja a végső renderelést. A renderelő motorok a nyers, feldolgozatlan képet egy végső, kiváló minőségű renderelt képpé alakítják. Ezek a motorok alapvetően beépülő modulok, amelyek különféle 3D-s renderelő szoftverekkel működnek, és egyedi funkciókkal vannak feltöltve. Néhány figyelemre méltó az Octane, a Redshift, a V-Ray és a KeyShot .
RENDERING HARDVER
Amikor a renderelő hardverről beszélünk, akkor a GPU-kon van a hangsúly. Amint azt korábban említettük, a GPU-k erre a célra épített chipek. Tehát még akkor is, ha egy GPU nagyobb VRAM-mal rendelkezik, mint például a Quadro, teljesítménye gyengébb, mint egy 3090 renderelésnél.
Van egy nagyszerű útmutató a CG Directortól , amely összehasonlítja a különböző GPU-k teljesítményét az Octane és a Redshift segítségével.
RENDERING FRAMEWORK
A CUDA egy szabadalmaztatott keretrendszer, amelyet az Nvidia fejlesztett ki GPU-ik számára. Az Open Computer Language (OpenCL) egy nyílt forráskódú keretrendszer, amelyet főként AMD GPU-k futtatnak .
Az olyan renderelő motorok, mint az Octane, a Redshift és még a V-Ray is, csak a CUDA keretrendszert támogatják, ami azt jelenti, hogy csak Nvidia GPU-kat használhat a munkafolyamatban, míg a Cinema 4D (ProRender) és a Blender (Cycles) támogatja az OpenCL-t és a CUDA-t is.
Egy adott megjelenítő szoftver kiválasztása csak a CUDA és az OpenCL tényezőkre vezethető vissza. Az olyan szoftverek, mint a Final Cut Pro X és a Cinema 4D , csak az OpenCL keretrendszert támogatják, míg az Adobe SpeedGrade csak a CUDA keretrendszert támogatja. Tehát a GPU-megjelenítési munkafolyamat beállításakor nemcsak a GPU-választást kell szem előtt tartania, hanem a szükséges keretrendszert is.
Boldog renderelést
Összefoglalva, a GPU-megjelenítés egyenrangú a legjobb minőségű CPU-megjelenítésekkel. A sebesség, az alacsony költség, a könnyű méretezhetőség és az optimalizált teljesítmény jövedelmező választássá teszik számos munkafolyamat-forgatókönyv esetén.
Folyamatos fejlesztésekkel és javuló technológiákkal a GPU-k egy nap akár le is válthatják a CPU renderelő rendszereket. A hardverek és szoftverek választéka is növekszik, és ahogy egyre több frissítésre kerül sor a GPU-iparon belül, a GPU-megjelenítési forgatókönyv minden bizonnyal javítani fog a hiányosságain.
Eredeti forrás: All3dp.com
