? Слайд с презентации NVIDIA на SIGGRAPH 2009 на котором представлена ...
English Russian
Live Здравствуйте, дорогие любители RENDER.RU. Вот спустя некоторое время решил написать собственный ...
Главная   Уроки   Библиотека   Документация   Знания

3D инженерия и 3D моделирование, человеческое тело в 3D 3D инженерия и 3D моделирование, человеческое тело в 3D

3D инженерия и 3D моделирование, человеческое тело в 3D 3D инженерия и 3D моделирование, человеческое тело в 3D

3D инженерия и 3D моделирование, человеческое тело в 3D 3D инженерия и 3D моделирование, человеческое тело в 3D

Новости

3D моделирование - воплощение любой фантазии
В настоящее время компьютерная графика проникла во все сферы человеческой деятел...
3D моделирование и визуализация
  Создавая какую-то фигуру или элемент трехмерной графики, перед самим дизайнеро...
Создание нерегулярных сложных объектов
Основной проблемой при создании таких объектов является постоянное видение объе...
Home Вы здесь:: 3D инженерия Уроки Слайд с презентации NVIDIA на SIGGRAPH 2009 на котором представлена ...
 

Модели

3D моделирование - воплощение любой фантазии
В настоящее время компьютерная графика проникла во все сферы человеческой деятельности. Черчение, рисование, моделирование и даже проектирование – все это сфера ...
3D моделирование и визуализация
  Создавая какую-то фигуру или элемент трехмерной графики, перед самим дизайнером стоит не только цель сделать его правдоподобным, но и по максимуму сделать его яр...
Создание нерегулярных сложных объектов
Основной проблемой при создании таких объектов является постоянное видение объекта. Используются и начальные наброски объекта, и его модель. Второе, безусловно, л...
Общие принципы создание 3D-моделей
Все объекты 3D-моделирования делятся по своей форме на простые и сложные. Простым объектом может быть электрическая лампочка, сложным объектом можно считать дерево...
Рельефное структурирование
Рельефное структурирование появилось после нормалмаппинга и представляет собой метод наложения структур, базирующихся на информации о глубине. Изначально метод ...
Нормалмаппинг
Нормалмаппинг - это усовершенствованная техника бампаппинга, ее расширенная версия. При этом методе наложения рельефности нормали изменяются на основе информаци...

Вход для авторов



 
   
Слайд с презентации NVIDIA на SIGGRAPH 2009 на котором представлена ...
21.10.2011 23:00

Слайд с презентации NVIDIA на SIGGRAPH 2009 на котором представлена информация о интерактивном рейтрейсере — NVIDIA OptiX.

Вот мы и добрались до самого вкусного и интересного раздела дополнений. Хочется сразу вернуться на 1,5 года назад, когда я предрекал некоторым своим друзьям о скором будущем, когда Raytracing можно будет рассчитывать за минуты и причем в очень сложных сценах. Конечно, тогда все смеялись над таким заявлением. Но теперь смеяться не над чем. И так, OptiX — интерактивный визуализатор трассировки лучей, базирующийся на NVIDIA CUDA, и который может быть встроен в любой софт. Дело только за разработчиками. OptiX был представлен на SIGGRAPH 2009 на стенде NVIDIA.

На данный момент, OptiX на финальной стадии разработки, но то, что сделано уже сейчас впечатляет. Давайте посмотрим на то, что мы получаем и, что можно рассчитывать с помощью OptiX'a:

  • Программируемые — поверхности, шейдеры, камеры;
  • Не лимитированы только расчетом графики — лучи могут содержать любые пользовательские данные;
  • Возможность масштабирования оборудования;
  • Ambient Occlusion;
  • Reflections;
  • Refractions;
  • Photon Mapping GI;

Ключевые особенности NVIDIA OptiX.

При этом, главное преимущество OptiX практически полная открытость для расширения и надстроек. Вы можете создавать свои собственные шейдеры, ИС, виртуальные камеры и многое другое. После чего, используя GPU NVIDIA Quadro FX создавать свои проекты с меньшими затратами времени на ожидание и исправления. Хотя пока на данный момент все это требует серьезной доработки в плане дружественности с пользователем, но в течение ближайшего года следует ожидать кардинальных изменений в нашем с вами программном обеспечении.

NVIDIA OptiX является частью AXE — Application Acceleration Engines, набор модулей для разработчиков в который помимо OptiX включены еще такие модули как SceniX и CompleX, но о них я расскажу в одной из следующих статей.

Слайд с презентации NVIDIA на SIGGRAPH 2009 на котором, представлена информация о новой системе визуализации mental images iray.

Наконец, для пользователей системы визуализации mental ray появилась возможность использовать все потенциалы GPU для визуализации самых сложных и насыщенных различными сложными поверхностями сцены. На SIGGRAPH 2009 был презентован новый продукт от mental images – iray. iray базируясь на архитектуре NVIDIA CUDA, позволяет использовать для визуализации все возможности GPU. iray является как компонента mental ray, так и RealityServer. Плюс ко всему, mental ray 3.8 с iray в течение ближайшего года будет интегрирован во все программы, создаваемые в OEM партнерстве с mental images. К примеру, следующие 3ds Max или Maya, а также SI, возможно будут обладать возможностью расчета финальной картинки с помощью mental ray и iray.

Если взглянуть на это с технической стороны, то модель данных решений выглядит следующим образом. Данные из приложения посылаются системе визуализации, в свое время программа проанализировав эти данные и настройки запускает визуализатор, а он, базируясь на архитектуре NVIDIA CUDA выполняет вычисления с помощью CPU и GPU.

Схема использования GPU приложениями использующими код на CUDA. Для примера показана схема для OptiX или iray. Учтите что OptiX — интерактивная система, а iray это компонент mental ray 3.8 или RealityServer. Как интегрированные в DCC приложения, так и работающих независимо от них.

Вот как раз для расчетов на GPU применяется драйвер с поддержкой CUDA. Драйвер для работы с OptiX должен быть не ниже версии 190.38 (какой я использовал при написании этой статьи и подготовки демонстрационного материала). Данный драйвер уже поддерживает CUDA версии 2.3.

Но, а на какую графическую подсистему рассчитывается применение технологии OptiX и iray? Все как всегда сводится к вопросу о производительности и стабильности, и здесь как всегда ответ сам приходит на ум — Quadro FX и Tesla. Преимущество Tesla состоит в том, что она занимается исключительно расчетами — в таком случае можно использовать её как мощнейший сопроцессор. В случае с Quadro и Tesla мы получаем стабильность и гарантию того что все будет выполнено как задумано художником и не будет такого момента как перегоревшая в самый неподходящий момент GPU или сбои в работе оборудования. Хотя это можно и приписать к минусу — ведь далеко не все пользователи позволят себе покупку более дорогой Quadro и тем более Tesla. Однако подождем выхода конечных продуктов, непосредственно в приложениях для DCC и посмотрим, как будут реализованы эти технологии.

Ах, да совсем забыл сказать, что на данный момент для OptiX рекомендуется применение GPU NVIDIA Quadro FX 3800 и выше. Хотя я с достаточно большим успехом запустил демонстрационные примеры и на своей Quadro FX 1800. Все дело упирается в количество потоковых процессоров. У NVIDIA Quadro FX 1800 их 64, а у Quadro FX 3800 их уже 192 (как и у Quadro FX 4800\CX). И чем больше потоковых процессоров — тем лучше. Хм, раньше мы пытались под «кипение кристалла ЦП» заставить визуализироваться сложные сцены, теперь будем пытаться заставить «кипеть» кристалл графического ускорителя 8).

Это видео демонстрирует возможнсоти iray в RealityServer 2.4.

Но не одним iray мы едины. Учитывая, что есть и другие рендереры — V-Ray, Brazil и Final Render. У Chaosgroup (разработчик V-Ray) есть так же решение, разработанное с учетом того, что оно будет использовать GPU — V-Ray RT. Хотя в первом релизе на данный момент нет прямой поддержки GPU, и данное решение встраивается в 3ds Max в качестве Active Shade во Viewport. Однако хочется сказать, что разработчики уделяют этому огромную долю внимания — ведь получить визуализатор, который будет использваоть GPU для увеличения скорости рендера. Это очень большой шаг вперед. Но стоит другой вопрос — как быть, если у потенциального клиента и покупателя используются GPU не NVIDIA? Тут ведь нельзя просто взять и написать программный код, оптимизированный только под одну архитектуру и производителя. Есть отличный ответ — использовать Open CL (Open Computing Language). Данный язык не привязан к конкретной продукции — будь то NVIDIA или ATI. И разработчики в Chaosgroup как раз присматриваются именно к использованию Open CL, хотя в демонстрации, которую вы увидите ниже используется и NVIDIA CUDA.

GPU accelerated rendering of VRay part 1 - 20x speedup!

 

GPU accelerated rendering of VRay part 2 - 20x speedup!

Но вернемся к iray. Ниже даны примеры визуализации интерьера с помощью технологии iray. Достоверно я не могу сказать, сколько времени заняла визуализация этих изображений. Но на видео-демонстрации нового RealityServer 3.0 картинка визуализировалась неимоверно быстро — учитывая, что рассчитывались GI, Reflections. Refractions. Буквально несколько секунд, и готово.

Пример визуализации интерьера офисного помещения с помощью iray.

Что хочется добавить в заключение и повториться в этом разделе дополнений. А вот что. Главное отличие iray от того же V-Ray RT и OptiX — в первую очередь он не является интерактивным средством визуализации. iray предназначается для увеличения скорости вычислений с помощью GPU и множества процессоров, которые находятся внутри графического чипа. Поэтому чем больше GPU будет у вас в системе и чем больше вычислительных ядер в каждом GPU (64 — 240 и выше), тем лучше. При этом если имеется такой продукт как NVIDIA Tesla, то мы получим высокопроизводительное решение для визуализации самых разнообразных сцен и моделей за достаточно короткие сроки.

Если применять RealityServer и новые решения Tesla RS, здесь появляется новый термин доселе не применявшийся в области визуализации - «облачные вычисления», об этом мы поговорим отдельно в статье посвященной iray и RealityServer. Весной 2010 года.

Видео презентации интерактивного Raytracing на модели Bugatti Verona.

Nvidia: Raytracing Bugatti Veyron

Это видео демонстрирует, как работает интерактивный трассировщик луча на примере модели Bugatti Veyron.

GTC 2009: Bugatti Raytracing demo

А это уже пример работы трассировщика непосредственно в движении, на примере известной демки, где суперкар едет по городу. В данном случае рассчитываются отражения окружающей среды, различных объектов и многое другое, вплоть до АО.

RealityServer 3.0 & NVIDIA Tesla RS

Как было уже описано выше, iray – компонента не только mental ray 3.8, но и главный инструмент системы визуализации RealityServer. Давайте рассмотрим RealityServer подробнее. Для чего нужен этот продукт? В первую очередь – интегрированная система визуализации для WEB приложений. Она встраивается в любой существующий WEB узел (сайт) и применяется в первую очередь для визуализации продукта и для удаленной демонстрации как разрабатываемого, так и уже существующего продукта.

Скажем так. Пользователю необходимо увидеть, что же будет с его заказом, например новым цветом его любимого авто или новым кожаным диваном, который он хочет купить себе в гостиную. Дизайнеры или просто пользователи создают 3D модель известными нас способами – например в CAD приложении, или том же 3ds Max или Maya. И экспортируя в RealityServer модель сцены, дают к ней доступ, но уже на уровне визуализации – т.е. пользователь может, не выходя из дома подключившись к серверу компании или студии. Просто просматривать будущую модель в режиме реального времени (ну почти реального времени – об этом я расскажу попозже) и перемещаться по ней, производить с ней манипуляции. Меняя не только положение камеры, но и материалы, освещение, и другие настройки. В браузере будут отображаться уже готовые рендеры и изменения в модели. Это конечно хорошо, что пользователю не нужно напрягаться с тем, что бы, куда то ехать или вообще просто задумываться о том, что ему нарисуют художники и дизайнеры в салоне или мастерской.

Но что происходит на той стороне линии, на серверах, где работает RealityServer? Начнем с теории. В RealityServer заложена концепция «Облачных вычислений» (или более корректно «распределенных вычислений»). Вот какая информация дана в Википедии (www.wikipedia.org):

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Облачные (рассеяные) вычисления (англ. cloud computing, также используется термин Облачная (рассеянная) обработка данных) — технология обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляется пользователю как Интернет-сервис. Пользователь имеет доступ к собственным данным, но не может управлять и не должен заботиться об инфраструктуре, операционной системе и собственно программном обеспечении, с которым он работает. Термин «Облако» используется как метафора, основанная на изображении Интернета на диаграмме компьютерной сети и как абстракцию сложной инфраструктуры, за который скрываются все технические детали. Согласно документу IEEE опубликованному в 2008 году «Облачная обработка данных — это парадигма, в рамках которой информация постоянно хранится на серверах в сети Интернет и временно кэшируется на клиентской стороне, например на персональных компьютерах, игровых приставках, ноутбуках, смартфонах и т.д.»

Облачная обработка данных как концепция включает в себя понятия:

«Всё как услуга»,

«Инфраструктура как услуга»,

«Платформа как услуга»,

«Программное обеспечение как услуга»,

«Данные как услуга»,

«Рабочее место как услуга»

другие технологические тенденции, общим в которых является уверенность, что сеть Интернет в состоянии удовлетворить потребности пользователей в обработке данных.

Например, Google Apps обеспечивает приложения для бизнеса в режиме он-лайн, доступ к которым происходит с помощью Интернет-браузера в то время как ПО и данные хранятся на серверах Google. Операционная система Google Chrome OS целиком основана на облачных вычислениях.

Примерная модель сети Интернет. Связи между серверами.

Разобравшись немного с теорией об облачных вычислениях, перейдем к реализации оных в RealityServer. Для визуализации нам требуется сам RealityServer, и конечно высокопроизводительный сервер под управлением ОС Windows Server, Linux или аналогичной им. И конечно для применения возможностей iray – NVIDIA Tesla RS. Для демонстрации давайте разыграем такой сценарий. У нас есть производитель автомобиля который вы купили и хотите его немного изменить под себя или еще только присматриваетесь к нему. Зайдя на сайт копании, вы открываете страницу с галереей настроек и демонстрации. Где конечно уже есть модуль RealityServer.

Эволюция WEB.

При этом, в RealityServer и его базе данных уже хранится модель вашей машины, и все возможные конфигурации, а так же возможно и инструменты для подбора цвета, фактур и многого другого (ну вспомните игру Need For Speed последних версий где всякие рюшечки были и т.п.).

Cloud 3D от NVIDIA и mental images.

Перед вами конечно в окне браузера простенькая или хорошо продуманная в использовании система управления с дружественным интерфейсом. А на сервере все совершенно по-другому. Когда вы производите, какие либо изменения в параметрах модели, вы просто отдаете задание на визуализацию RealityServer’у. Он же в свою очередь занимается исключительно расчетами и выдает нам изображение в окне браузера. Но постойте, скажете вы, это же если все расчеты с трассировкой луча и многими другими эффектами, например с применением HDRI, Ambient Occlusion и других, это же множество часов займет, причем, если выбрать достаточно большое разрешение. А вот и нет. Тут как раз вступает в игру iray. Он, используя возможности NVIDIA Tesla RS визуализирует в значительной мере быстрее чем это было бы выполнено с помощью обычной фермы визуализации. Так как Tesla RS это масштабируемое решение, то мы получим высокую производительность при работе с запросами на визуализацию и в самой визуализации. Для различных задач и для различных направлений разработаны несколько решений и рекомендаций по внедрению NVIDIA Tesla RS. В зависимости от того, сколько будет задействовано участников в подключениях к RealityServer вы можете выбрать одну из трех предлагаемых конфигураций. Для небольшой группы может быть применено всего 8 Tesla машин, для группы среднего масштаба, где до 100 участников подойдет решение, состоящее из 32 Tesla машин, а для больших групп, где до 1000 и более участников и обращений потребуется уже система из 100 Tesla машин. И это далеко не предел.

Слайд, демонстрирующий различное количество Tesla RS для групп различного уровня.

Для интерактивных сервисов различных компаний, которые занимаются дизайном, торговлей мебели и автомобильной промышленности, а так же для удаленной презентации заказчикам изменений в продукте или серии продуктов. Такие решения по визуализации могут помочь сэкономить массу средств на транспортировку, переезды и другие расходы, а также благодаря тому, что Tesla RS обладает большей производительностью на Ватт энергии можно значительно сэкономить на приобретении серверов и других компонентов для визуализации интерактивных моделей. И конечно тут без помощи рассматриваемой в сегодняшней статье NVIDIA CUDA не обойтись.

Для примера. На презентации RealityServer уже был презентован новый продукт для продажи различной мебельной утвари и оформления интерьера. Портал mydeco.com позволяет пользователям сети Интернет разработать свой собственный интерьер из представленных на сайте продуктов (мебель, светильники и т.п.) при этом для этого используется достаточно простой интерфейс – рассчитанный на домохозяек 8). Но за его плечами как раз и работает RealityServer.

Как я уже говорил выше, о RealityServer и iray мы с вами еще поговорим в одной из следующих специально посвященной им статье.

 

Третья часть видео-версии интервью с Юрием Уральским.

 

Dimson3d | Я видел подключаемый модуль к Lightwave, с помощью которого рассчитывается симуляция жидкости с помощью CUDA. А ведется ли разработка более серьезных решений, например для симуляции волос? Волосы в свое время были очень трудоемки для расчетов. Даже я столкнулся 3 года назад при подготовке материала к презентации с трудностями. Встроенный в 3ds Max модуль для создания волос не справлялся с поставленными задачами, пока не был обновлен компьютер. А разрабатывается ли сейчас инструментарий для работы с жидкостями, тканями, волосами и т.п.?

Для физических симуляций мы предлагаем PhysX, и что мы называем APEX — надстройка над PhysX, которая предлагает готовые решения для динамики волос, динамики жидкостей, газов и т.д. Сама по себе реализация, каких то физических решателей на GPU и CUDA — достаточно нетривиальная задача. CUDA – слишком низкоуровневый интерфейс, который предлагает возможность параллельного программирования, но физика как задача, значительно более обширная область и для решения задач связанных с физическими симуляциями мы предлагаем интерфейс более сфокусированный. Который называется PhysX. Изначально он предлагался для использования real time — игры. Но мы так же надеемся, что он найдет применение в off-line. Он очень активно сейчас развивается, как я уже упоминал, мы так же создаем надстройку APEX.

APEX – набор каких то готовых модулей, библиотек, который вы можете использовать для реализации того или иного эффекта. Это готовые решения, которые вы можете легко интегрировать в свои движки или какие то инструменты. Так же планируем реализовать набор инструментов, расширить инструментарий в частности в разработке находятся подключаемые модули для 3ds max, Maya. Которые позволяют интегрировать возможности APEX и PhysX напрямую в DCC приложения. Основной фокус — конечно real time применение. Но в целом это будет полезно и для различного off-line применения.

Dimson3d | Я попробовал plug-in для Maya, мне он очень понравился. Но одно обидно — то, что он каждый раз рассчитывает динамику по новой. Хотя можно сохранить кэш симуляции, но при кэшировании не будешь, уверен, что получится в итоге. Хотелось бы, что бы кэш сохранялся уже на стадии просчета.

Ну да, в of-line процессы немного другие, возможно для нас это не первый приоритет, сейчас. Но в будущем это будет расширяться в эту сторону. Уже такие примеры как Ray Fire, говорят о том, что уже можно применять наши решения для определенных задач.

Я думаю еще помимо финальных расчетов, наверное, достаточно важным аспектом является превизуализация. Если вы имеете возможность заранее, достаточно быстро увидеть результат финальной симуляции, благодаря GPU которые значительно ускоряют процессы создания контента. То есть здесь можно говорить о CUDA в использовании, в этих двух аспектах — во первых для финального рендера, во вторых — превизуализация.

 
   
 
Ulti Clocks content

Новые поступления

Циклевка полов
Одним из самых лучших видов напольного покрытия можно назвать паркет. Состоящий из экологически чистой древесины, у него есть и масса других достоинств: практичн...
Значение 3D моделирования в нашей жизни
В наш век высоких технологий наука не стоит на месте. Большой популярностью сейчас пользуется 3D моделирование различных объектов. ...
Привет всем посетителям рендера! Я уже рассказывал о себе в прошлом making of
Привет всем посетителям рендера! Я уже рассказывал о себе в прошлом making of. С того времени коренных изменений в моей жизни не было, кроме 3D-Award на CGSociety за эту работу :-)....

Методы

3D моделирование в деятельности человека
Компьютеры, планшетные и настольные, равно как и компьютерные технологии прочно обосновались в нашей повседневной жизни. Очень часто их присутствия не замечают, однако компьютерные технологии широко применяются во в...
3D моделирование как способ визуализации в среде проектирования
В наше время компьютерная графика используется в качестве одной из методик проектирования в самых разных отраслях промышленности и предоставления услуг. В этом плане данный метод является очень удобным для визуализа...
История развития 3D моделирования и компьютерной графики
Компьютерная графика бывает двух типов — интерактивная и неинтерактивная графика. В последнем случае мы просто видим графический объект, например по телевизору или в компьютере, но не можем его изменить и манипулиров...
Введение в компьютерную графику и 3D моделирование
Сегодня существует очень мало аспектов нашей жизни, которые не зависели бы от компьютеров. Практически каждый день мы имеем дело с компьютерами — дома, на работе, когда снимаем деньги в банкомате, во время поездки в мет...
3D моделирование и программы для создания компьютерной графики
Для того чтобы создавать компьютерную графику, используется много разных программ. CAD: позволяет архитекторам и инженерам составлять проекты конструкций. Это акроним для автоматизированного проектирования. CAD предст...
 

Стоит попробовать

3D моделирование - воплощение любой фантазии
В настоящее время компьютерная графика проникла во все сферы человеческой деятельности. Черчение, рисование, моделирование и даже проектирование – все это сфера применения компьютерной графики. Голливудские фильмы ...

Документация

3DS Max: краткий обзор
У большинства современных дизайнеров слово «3D» ассоциируется с известной программой 3D Max, которая предназначена преимущественно для создания графических сцен и разработку качественной анимации. Не является удивите...
Top
Яндекс.Метрика
Travel Turne Tranzito
заказ контекстной рекламы