3D-graafika loomine pole kaugeltki tühine protsess, mis nõuab integreeritud lähenemist nii tarkvarale kui ka riistvarale.
Tänapäeva professionaalsed graafikakaardid on kõrgtehnoloogiline termotuumasüntees, mis ühendab võimsa mitme tuumaga graafikaprotsessori (GPU) paralleelse arhitektuuri ja tarkvaraga, et täielikult ära kasutada GPU ressursse.
Nagu teate, pole paralleelarhitektuur kaugeltki kõigil juhtudel võimeline mitmekordset jõudlust suurendama võrreldes klassikalise protsessori arhitektuuriga. Esiteks on need diferentsiaalvõrrandid, graafika arvutamine, hüdrodünaamika jne. Oluline element on õige programmikoodi kättesaadavus, mis maksimeerib tehtavate ülesannete "paralleelsuse". Ja kui kõik need tingimused on täidetud, suureneb süsteemi efektiivsus mitu korda.
Professionaalne 3D-graafika ei puuduta paljuski ainult digitaalseid 3D-prototüüpe. See on ka rida konkreetseid ülesandeid füüsikaliste protsesside dünaamika arvutamiseks, fotorealistlikuks visualiseerimiseks ja muudeks, mille lahendamiseks luuakse spetsiaalsed professionaalsed graafikakiirendid.
Tipptasemel professionaalne graafikakaart - lahendus, mis koosneb riistvarast - graafikakaardist - ja unikaalsete draiverite komplektist, mis on optimeeritud professionaalsete rakenduste jaoks. Professionaalsete videokaartide ja neile mõeldud draiverite tootmisel on rõhk usaldusväärsusel ja pikaajalisel tõrgeteta toimimisel. Seetõttu on need videomängukaartidest kordades usaldusväärsemad ja nende draiverid on sertifitseeritud professionaalsete rakenduste tootjate poolt.
Selles valdkonnas pakub kõige huvitavamaid riist- ja tarkvaralahendusi NVIDIA täna oma professionaalsete graafikakaartide sarjaga NVIDIA Quadro FX.
Siin on loetelu peamistest ülesannetest, mida sellised kaardid suudavad lahendada:
- kiire ja kvaliteetne graafiline renderdamine CAD-rakendustes;
- füüsika riistvaraline kiirendus NVIDIA PhysX mootori abil;
- stereoskoopiliste piltide tugi;
- kiirtejälgimise arvutussüsteem OptiX;
- tugi CUDA-le - arenduskeskkond, mis võimaldab kirjutada tarkvara keerukate arvutusülesannete jaoks, mis pole seotud graafikaga.
Nagu näete, on lahendatavate ülesannete ring äärmiselt lai ja ei piirdu ainult graafika arvutamisega. Proovime kõigis nendes punktides üksikasjalikumalt peatuda.
NVIDIA Quadro FX on professionaalsete graafikakaartide sari, mis on loodud spetsiaalselt 3D-graafikarakenduste jaoks, näiteks Autodesk 3ds Max, AutoCAD, Autodesk Inventor, Autodesk Revit ja palju muud. Praktiliselt kõik NVIDIA professionaalsed graafikakaardid pakuvad graafikate renderdamise kiirust palju kiiremini kui tavapärased kohandatud graafikakaardid. Sellisel juhul ärge unustage pildikvaliteeti ja kasutusiga. Need näitajad on ka professionaalsete kaartide puhul oluliselt kõrgemad.
Riistvarafüüsika mootor PhysX on juba ammu võitnud koha videomängudes, kus on vaja reaalajas arvutada plahvatusi, tulekahju, vett, esemete hävitamist jms. Kuid see tehnoloogia on osutunud äärmiselt kasulikuks ka professionaalidele. Eelkõige kasutatakse PhysX-i aktiivselt pistikprogrammidena Autodesk 3ds Maxis ja Autodesk Mayas ning see võimaldab teil luua kudede, vedelike, kõvade ja pehmete kehade simulatsioone.
Pistikprogrammi ennast saab tasuta alla laadida NVIDIA veebisaidilt.
Stereoskoopia funktsioon on tehnoloogia, mis on viimastel aastatel saanud teise tuule. Paljud kolmemõõtmelist animatsiooni loovad stuudiod on lisaks tavaversioonile kohustatud välja andma spetsiaalselt kohandatud kinode jaoks mõeldud stereoversiooni. NVIDIA on välja töötanud prillid, mis võimaldavad teil töötada 3D-mudelitega stereos. Tööpõhimõte põhineb prillidesse sisseehitatud katiku mehhanismidel, mis võimaldab erinevalt lihtsatest kahevärvilistest prillidest pilti edastada kogu värvivalikus.
Muidugi võimaldavad vaateaknas olevad ruumilised 3D-mudelid teil loodava stseeni ruumis paremini navigeerida. Stereoskoopilise kino loomine ilma sellise tehnoloogiata tundub täiesti mõeldamatu.
Kiirtejälgimise arvutus süsteem OptiX on tehnoloogia, mis võimaldab muuta projekti lõpliku fotorealistliku renderdamise mitu korda kiiremaks! Piisab sellest, kui öelda, et Lucas Filmi kuulus eriefektidivisjon Industrial Light & Magic vastutab Kariibi mere piraatide, Raudmehe, Transformerite, Indiana Jonesi jt visuaalsete efektide eest ning ehitab praegu uut renderdustalu, mille aluseks on NVIDIA GPU-d.
Väärib märkimist, et realistlikud renderdustehnoloogiad ei piirdu OptiX-tehnoloogiaga. NVIDIA omandas hiljuti vaimse kiirte renderdamise vaimsed pildid. Pärast koostööd vaimsete piltide tarkvara ja NVIDIA riistvara liideses kuulutati välja uus ja ainulaadne toode nimega iray. Arendajad väidavad, et iray lisatakse vaimse kiirte 3.8 uude versiooni. Üsna varsti saame oma projektid renderdada vaimse kiirte abil, kasutades mitte keskprotsessorit, mis tegelikult pole selliste arvutuste jaoks mõeldud, vaid NVIDIA GPU-d.
Selles artiklis tuleks öelda paar sõna CUDA-tehnoloogia kohta, mida toetavad kõik NVIDIA viimase põlvkonna graafikakaardid. CUDA on arhitektuur, mis kasutab GPU jõudu üldotstarbeliseks arvutamiseks. Tegelikult on see arenduskeskkond, mis võimaldab teil teha mis tahes arvutusi, mille puhul eelistatakse paralleelset protsessori arhitektuuri. Praegu toetab CUDA arhitektuur programmeerimiskeeli C, C ++, Fortran ja see pole piir. CUDA platvorm pakub peaaegu piiramatuid võimalusi GPU ressursside kasutamiseks igasuguse keerukuse arvutamiseks.
Tehnoloogiad ei seisa paigal, pigem vastupidi, viimastel aastatel oleme näinud nende eksponentsiaalset kasvu ja uute arengusuundade esilekerkimist. Tänapäeval pole 3D-spetsialisti arvuti graafikakaart mitte ainult seade, mis suurendab keerukate 3D-mudelitega töötamisel kaadrisagedust, vaid ka tööriist, mis kiirendab tööd 3D-graafikaga peaaegu kogu selle mitmekesisuses.
Isegi selline eelmiste aastate protsessori eelisõigus, nagu lõplik renderdamine, on nüüd üsna edukalt nihutatud graafikaprotsessorite "õlgadele", mis peaaegu kõikjal viib lõpliku pildi või video arvutamise kiiruse mitmekordse suurenemiseni.
