A 3D grafika készítése korántsem olyan triviális folyamat, amely integrált megközelítést igényel mind a szoftver, mind a hardver vonatkozásában.
A mai professzionális grafikus kártyák egy csúcstechnológiájú fúzió, amely egy erőteljes többmagos grafikus processzor (GPU) párhuzamos architektúrával és szoftverrel ötvözi a teljes GPU erőforrások teljes kihasználását.
Mint tudják, a párhuzamos architektúra messze nem minden esetben képes a teljesítmény többszörös növekedésére a klasszikus CPU-architektúrához képest. Mindenekelőtt ezek a differenciálegyenletek, a grafika kiszámítása, a hidrodinamika stb. Fontos elem a helyes programkód rendelkezésre állása, amely maximalizálja az elvégzendő feladatok "párhuzamosságát". És ha mindezek a feltételek teljesülnek, a rendszer hatékonysága sokszorosára nő.
A professzionális 3D grafika sok szempontból nem csak a digitális 3D prototípusokról szól. Számos speciális feladat a fizikai folyamatok dinamikájának kiszámításához, a fotorealisztikus megjelenítéshez és másokhoz, amelyek megoldására speciális professzionális grafikus gyorsítókat hoznak létre.
Korszerű professzionális grafikus kártya - megoldás, amely hardverből - grafikus kártyából - és professzionális alkalmazásokra optimalizált egyedi illesztőprogramokból áll. A professzionális videokártyák és számukra meghajtók gyártása során a hangsúly a megbízhatóságra és a hosszú távú problémamentes működésre helyezhető. Ezért sokszor megbízhatóbbak, mint a játékos videokártyák, és a hozzájuk tartozó meghajtókat a professzionális alkalmazások gyártói tanúsítják.
A legérdekesebb hardver- és szoftvermegoldásokat ezen a területen az NVIDIA ma nyújtja az NVIDIA Quadro FX professzionális videokártya-sorozatával.
Az alábbiakban felsoroljuk azokat a fő feladatokat, amelyeket az ilyen kártyák képesek megoldani:
- gyors és kiváló minőségű grafikai megjelenítés CAD alkalmazásokban;
- a fizika hardveres gyorsítása az NVIDIA PhysX motor segítségével;
- sztereoszkópikus képek támogatása;
- sugárkövetési számítási rendszer OptiX;
- a CUDA támogatása - olyan fejlesztői környezet, amely lehetővé teszi szoftverek írását a grafikához nem kapcsolódó komplex számítási feladatokhoz.
Mint látható, a megoldandó feladatok köre rendkívül széles, és nem korlátozódik csak a grafika kiszámítására. Próbáljuk meg részletesen megvizsgálni ezeket a pontokat.
Az NVIDIA Quadro FX egy professzionális grafikus kártya sorozat, amelyet kifejezetten 3D grafikus alkalmazásokhoz terveztek, mint például az Autodesk 3ds Max, az AutoCAD, az Autodesk Inventor, az Autodesk Revit és így tovább. Gyakorlatilag az összes NVIDIA professzionális grafikus kártya sokkal gyorsabb grafikus megjelenítési sebességet biztosít, mint a hagyományos egyedi grafikus kártyák. Ebben az esetben ne feledkezzen meg a képminőségről és az élettartamról. Ezek a mutatók a profikártyák esetében is lényegesen magasabbak.
A PhysX hardverfizikai motor régóta helyet kapott a videojátékokban, ahol valós időben ki kell számítani a robbanásokat, a tüzet, a vizet, a tárgyak megsemmisítését stb. De ez a technológia rendkívül hasznosnak bizonyult a szakemberek számára is. Különösen a PhysX-et használják aktívan plug-inként az Autodesk 3ds Max és az Autodesk Maya programokban, és lehetővé teszi szövetek, folyadékok, kemény és lágy testek szimulációinak elkészítését.
Maga a plugin ingyenesen letölthető az NVIDIA webhelyéről.
A sztereoszkópia olyan technológia, amely az utóbbi években második szelet kapott. Számos háromdimenziós animációt készítő stúdió a szokásos verzió mellett kötelező kiadni egy sztereó verziót a speciálisan adaptált mozik számára. Az NVIDIA olyan szemüvegeket fejlesztett ki, amelyek lehetővé teszik a 3D-s modellekkel való sztereó munkát. A működési elv a szemüvegbe épített redőnymechanizmusokon alapszik, amelyek lehetővé teszik a kép teljes színtartományban történő továbbítását, ellentétben az egyszerű kétszínű szemüvegekkel.
Természetesen a nézetablakokban található térfogatú 3D-s modellek lehetővé teszik a jobb navigálást a létrehozott jelenet terében. A sztereoszkópikus mozi létrehozása ilyen technológia nélkül teljesen elképzelhetetlennek tűnik.
Az OptiX sugárkövetési számítási rendszer olyan technológia, amely lehetővé teszi, hogy a projekt végső fotorealisztikus megjelenítését sokszor gyorsabbá tegye! Elég annyi megemlíteni, hogy a Lucas Films híres speciális effektusokkal foglalkozó részlege, az Industrial Light & Magic felelős a Karib-tengeri kalózok, az Iron Man, a Transformers, az Indiana Jones stb. Vizuális effektjeiért, és jelenleg egy új renderelő farmot épít. NVIDIA GPU-k.
Érdemes megjegyezni, hogy a reális megjelenítési technológiák nem korlátozódnak az OptiX technológiára. Az NVIDIA nemrégiben megszerezte a mentális sugár renderelő mentális képeket. Miután együtt dolgoztunk a mentális képek szoftverének és az NVIDIA hardverének interfészén, új és egyedi terméket jelentettek be, az iray nevet. A fejlesztők azt állítják, hogy az iray a mental ray 3.8 új verziójába kerül. Hamarosan képesek leszünk megjeleníteni projektjeinket mentális sugár felhasználásával, nem a központi processzort használva, amelyet valójában nem ilyen számításokra szánnak, hanem az NVIDIA GPU-t.
Ebben a cikkben néhány szót el kell mondani a CUDA technológiáról, amelyet az NVIDIA grafikus kártyák összes legújabb generációja támogat. A CUDA egy olyan architektúra, amely kihasználja a GPU erejét az általános célú számításhoz. Valójában ez egy olyan fejlesztési környezet, amely lehetővé teszi bármely olyan számítás végrehajtását, amelynél a párhuzamos processzor-architektúra előnyösebb. Jelenleg a CUDA architektúra támogatja a C, C ++, Fortran programozási nyelveket, és ez nem a határ. A CUDA platform szinte korlátlan lehetőségeket kínál a GPU-erőforrások bármilyen komplexitás kiszámításához.
A technológiák nem állnak helyben, hanem éppen ellenkezőleg, az utóbbi években exponenciális növekedésüket és új fejlődési irányok megjelenését tapasztaltuk. Manapság a 3D-s szakember számítógépének grafikus kártyája nemcsak olyan eszköz, amely növeli a képkockasebességet, amikor összetett 3D-s modellekkel dolgozik, hanem olyan eszköz is, amely szinte minden változatosságában felgyorsítja a munkát a 3D-s grafikával.
Az elmúlt évek CPU-jának még egy ilyen előjoga is, mint a végső renderelés, elég sikeresen a grafikus processzorok "vállára" vált, ami szinte mindenhol a végső kép vagy videó kiszámításának sebességének többszörös növekedéséhez vezet.
