Η δημιουργία τρισδιάστατων γραφικών απέχει πολύ από μια ασήμαντη διαδικασία που απαιτεί μια ολοκληρωμένη προσέγγιση τόσο σε λογισμικό όσο και σε υλικό.
Οι σημερινές επαγγελματικές κάρτες γραφικών είναι μια υψηλής τεχνολογίας σύντηξη που συνδυάζει μια ισχυρή μονάδα πολλαπλών πυρήνων επεξεργασίας γραφικών (GPU) με παράλληλη αρχιτεκτονική και λογισμικό για την πλήρη αξιοποίηση των πλήρων πόρων GPU.
Όπως γνωρίζετε, η παράλληλη αρχιτεκτονική δεν είναι ικανή να παρέχει πολλαπλή αύξηση της απόδοσης σε σύγκριση με την κλασική αρχιτεκτονική CPU σε όλες τις περιπτώσεις. Πρώτα απ 'όλα, είναι διαφορικές εξισώσεις, υπολογισμός γραφικών, υδροδυναμική κ.λπ. Ένα σημαντικό στοιχείο είναι η διαθεσιμότητα του σωστού κώδικα προγράμματος, ο οποίος θα μεγιστοποιήσει την «παραλληλοποίηση» των εργασιών που εκτελούνται. Και εάν πληρούνται όλες αυτές οι προϋποθέσεις, η απόδοση του συστήματος αυξάνεται πολλές φορές.
Τα επαγγελματικά τρισδιάστατα γραφικά δεν είναι με πολλούς τρόπους μόνο για ψηφιακά 3D πρωτότυπα Είναι επίσης ένας αριθμός συγκεκριμένων εργασιών για τον υπολογισμό της δυναμικής των φυσικών διεργασιών, της φωτορεαλιστικής οπτικοποίησης και άλλων, για τη λύση των οποίων δημιουργούνται ειδικοί επαγγελματικοί επιταχυντές γραφικών.
Μια υπερσύγχρονη επαγγελματική κάρτα γραφικών - μια λύση που αποτελείται από ένα υλικό - μια κάρτα γραφικών - και ένα σύνολο μοναδικών προγραμμάτων οδήγησης που έχουν βελτιστοποιηθεί για επαγγελματικές εφαρμογές. Στην παραγωγή επαγγελματικών καρτών βίντεο και προγραμμάτων οδήγησης για αυτές, η έμφαση δίνεται στην αξιοπιστία και τη μακροπρόθεσμη απρόσκοπτη λειτουργία. Επομένως, είναι πολλές φορές πιο αξιόπιστες από τις κάρτες γραφικών παιχνιδιών και τα προγράμματα οδήγησης για αυτά είναι πιστοποιημένα από κατασκευαστές επαγγελματικών εφαρμογών.
Οι πιο ενδιαφέρουσες λύσεις υλικού και λογισμικού σε αυτόν τον τομέα παρέχονται σήμερα από τη NVIDIA με τη σειρά επαγγελματικών καρτών γραφικών NVIDIA Quadro FX.
Ακολουθεί μια λίστα με τα κύρια καθήκοντα που μπορούν να επιλύσουν τέτοιες κάρτες:
- γρήγορη και υψηλής ποιότητας απόδοση γραφικών σε εφαρμογές CAD.
- επιτάχυνση υλικού της φυσικής χρησιμοποιώντας τον κινητήρα NVIDIA PhysX.
- υποστήριξη για στερεοσκοπικές εικόνες ·
- σύστημα υπολογισμού ακτίνων ανίχνευσης OptiX;
- υποστήριξη για CUDA - ένα περιβάλλον ανάπτυξης που σας επιτρέπει να γράφετε λογισμικό για πολύπλοκες υπολογιστικές εργασίες που δεν σχετίζονται με γραφικά.
Όπως μπορείτε να δείτε, το εύρος των προς επίλυση εργασιών είναι εξαιρετικά ευρύ και δεν περιορίζεται μόνο στον υπολογισμό των γραφικών. Ας προσπαθήσουμε να αναλύσουμε κάθε ένα από αυτά τα σημεία με περισσότερες λεπτομέρειες.
Το NVIDIA Quadro FX είναι μια σειρά επαγγελματικών καρτών γραφικών που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για εφαρμογές γραφικών 3D, όπως το Autodesk 3ds Max, το AutoCAD, το Autodesk Inventor, το Autodesk Revit και άλλα. Σχεδόν όλες οι επαγγελματικές κάρτες γραφικών NVIDIA παρέχουν πολύ πιο γρήγορες ταχύτητες απόδοσης γραφικών από τις συμβατικές κάρτες γραφικών. Σε αυτήν την περίπτωση, μην ξεχάσετε την ποιότητα της εικόνας και τη διάρκεια ζωής. Αυτοί οι δείκτες είναι επίσης σημαντικά υψηλότεροι για επαγγελματικές κάρτες.
Ο κινητήρας φυσικής υλικού PhysX έχει κερδίσει εδώ και πολύ καιρό μια θέση σε βιντεοπαιχνίδια, όπου είναι απαραίτητο να υπολογίζονται εκρήξεις, φωτιά, νερό, καταστροφή αντικειμένων κ.λπ. σε πραγματικό χρόνο. Αλλά αυτή η τεχνολογία έχει αποδειχθεί εξαιρετικά χρήσιμη και για επαγγελματίες. Συγκεκριμένα, το PhysX χρησιμοποιείται ενεργά ως plug-in στα Autodesk 3ds Max και Autodesk Maya και σας επιτρέπει να δημιουργήσετε προσομοιώσεις ιστών, υγρών, σκληρών και μαλακών σωμάτων.
Η ίδια η προσθήκη μπορεί να ληφθεί δωρεάν από τον ιστότοπο της NVIDIA.
Η λειτουργία στερεοσκοπίας είναι μια τεχνολογία που δέχθηκε έναν δεύτερο άνεμο τα τελευταία χρόνια. Πολλά στούντιο που δημιουργούν τρισδιάστατα κινούμενα σχέδια, εκτός από την κανονική έκδοση, είναι υποχρεωτικά να κυκλοφορήσουν μια στερεοφωνική έκδοση για ειδικά προσαρμοσμένους κινηματογράφους. Η NVIDIA έχει αναπτύξει γυαλιά που σας επιτρέπουν να εργαστείτε με στερεοφωνικά μοντέλα 3D. Η αρχή της λειτουργίας βασίζεται σε μηχανισμούς κλείστρου που είναι ενσωματωμένοι στα γυαλιά, γεγονός που καθιστά δυνατή τη μετάδοση μιας εικόνας σε πλήρη γκάμα χρωμάτων, σε αντίθεση με τα απλά δίχρωμα γυαλιά.
Φυσικά, τα ογκομετρικά τρισδιάστατα μοντέλα στις θύρες προβολής σάς επιτρέπουν να πλοηγηθείτε καλύτερα στο χώρο της δημιουργίας της σκηνής. Η δημιουργία στερεοσκοπικού κινηματογράφου χωρίς τέτοια τεχνολογία φαίνεται εντελώς αδιανόητη.
Το σύστημα υπολογισμού παρακολούθησης ακτίνων OptiX είναι μια τεχνολογία που παρέχει τη δυνατότητα να κάνει την τελική φωτορεαλιστική απόδοση του έργου σας πολλές φορές πιο γρήγορη! Αρκεί να πούμε ότι ο διάσημος τομέας ειδικών εφέ της Lucas Films, Industrial Light & Magic, είναι υπεύθυνος για τα οπτικά εφέ για τους Pirates of the Caribbean, Iron Man, Transformers, Indiana Jones κ.λπ. GPU NVIDIA.
Αξίζει να σημειωθεί ότι οι ρεαλιστικές τεχνολογίες απόδοσης δεν περιορίζονται στην τεχνολογία OptiX. Η NVIDIA απέκτησε πρόσφατα διανοητικές εικόνες διανοητικών ακτίνων. Αφού συνεργαστήκαμε στη διεπαφή μεταξύ λογισμικού διανοητικών εικόνων και υλικού NVIDIA, ανακοινώθηκε ένα νέο και μοναδικό προϊόν που ονομάζεται iray. Οι προγραμματιστές ισχυρίζονται ότι το iray θα συμπεριληφθεί στη νέα έκδοση του mental ray 3.8. Πολύ σύντομα θα μπορέσουμε να καταστήσουμε τα έργα μας χρησιμοποιώντας διανοητική ακτίνα, χρησιμοποιώντας όχι τον κεντρικό επεξεργαστή, ο οποίος, στην πραγματικότητα, δεν προορίζεται για τέτοιους υπολογισμούς, αλλά την GPU NVIDIA.
Λίγα λόγια σε αυτό το άρθρο πρέπει να ειπωθούν για την τεχνολογία CUDA, η οποία υποστηρίζεται από όλες τις τελευταίες γενιές καρτών γραφικών NVIDIA. Το CUDA είναι μια αρχιτεκτονική που αξιοποιεί τη δύναμη της GPU για υπολογιστές γενικής χρήσης. Στην πραγματικότητα, είναι ένα περιβάλλον ανάπτυξης που σας επιτρέπει να εκτελείτε υπολογισμούς για τους οποίους προτιμάται η αρχιτεκτονική παράλληλου επεξεργαστή. Προς το παρόν, η αρχιτεκτονική CUDA υποστηρίζει τις γλώσσες προγραμματισμού C, C ++, Fortran και αυτό δεν είναι το όριο. Η πλατφόρμα CUDA παρέχει σχεδόν απεριόριστες δυνατότητες χρήσης πόρων GPU για υπολογισμούς οποιασδήποτε πολυπλοκότητας.
Οι τεχνολογίες δεν παραμένουν ακίνητες · αντιθέτως, τα τελευταία χρόνια έχουμε δει την εκθετική τους ανάπτυξη και την εμφάνιση νέων κατευθύνσεων ανάπτυξης. Σήμερα, μια κάρτα γραφικών σε έναν ειδικό 3D δεν είναι μόνο μια συσκευή που αυξάνει τον ρυθμό καρέ όταν εργάζεστε με πολύπλοκα μοντέλα 3D, αλλά και ένα εργαλείο που επιταχύνει την εργασία με τρισδιάστατα γραφικά σε σχεδόν όλη την ποικιλία του.
Ακόμη και ένα τέτοιο προνόμιο της CPU των τελευταίων ετών, όπως και η τελική απόδοση, έχει πλέον μεταφερθεί με επιτυχία στους «ώμους» των επεξεργαστών γραφικών, οι οποίοι σχεδόν παντού οδηγούν σε πολλαπλή αύξηση της ταχύτητας υπολογισμού της τελικής εικόνας ή βίντεο.
