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摘要：在動畫制作中渲染技術(shù)已經(jīng)成為重要制作技術(shù)?；谥醒胩幚砥鞯?a href="http://m.bjhyfc.net/lunwen/txcblw/wlhjlwsec/201901/813272.html" target="_blank">網(wǎng)絡(luò)渲染技術(shù)與三維集群渲染技術(shù)，分析和研究該項技術(shù)的工作流程，建立原則以及渲染管理軟件等，在此基礎(chǔ)之上分析三維集群渲染平臺的研究現(xiàn)狀，希望能夠促進(jìn)我國集群渲染技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；集群渲染技術(shù)

渲染技術(shù)屬于計算機圖像生成技術(shù)，在計算機內(nèi)部建立幾何模型，并且結(jié)合材質(zhì)，色彩和紋理，按照光照條件計算出場景圖形。渲染技術(shù)需要依賴于計算機程序，硬件會影響渲染速度，但是不會使渲染結(jié)果發(fā)生改變。渲染技術(shù)當(dāng)中的非實時渲染主要電影和動畫所常應(yīng)用的技術(shù)，實時渲染是通過程序計算出來的，預(yù)先渲染為動畫序列，之后按照相應(yīng)速率播放動畫。

一、渲染技術(shù)的發(fā)展歷程

在制作大型系列動漫項目時，由于存在較多特效和復(fù)雜場景，因此在渲染時會花費較多時間，渲染速度問題已經(jīng)成為影響動漫制作以及影視特效制作的主要問題。所以需要全面提升渲染速度，尤其是電影節(jié)目與三維動畫制作的渲染速度，這樣才能夠確保動漫制作以及影視化創(chuàng)造的質(zhì)量。

（一）基于中央處理器渲染技術(shù)

在分析該項渲染技術(shù)時，可以按照渲染4K分辨率進(jìn)行討論。將每幀渲染時間設(shè)定為1h，那么1min動畫需要耗費60d進(jìn)行渲染處理，那么120min動畫則需要20年才能夠完成渲染工作，由于耗費時間比較長，因此無法滿足動漫創(chuàng)作與影視化創(chuàng)作的需求。因此需要加快圖像處理速度，此時就可以通過中央處理器全面提升渲染速度。

（二）基于圖像處理器的渲染技術(shù)

圖像處理器是在上世紀(jì)九十年代由國外企業(yè)所提出，該種處理器的處理速度明顯高于中央處理器。圖像處理器的運算速度顯著高于中央處理器，這主要因為圖像處理器是為實現(xiàn)實時渲染而出現(xiàn)的新型處理器，因此能夠提供并行計算與長流水線。因此在使用圖像處理器實現(xiàn)渲染處理，可以全面提升渲染速率。

（三）網(wǎng)絡(luò)渲染

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的獨立圖像處理器與中央處理器使用局限性比較大，所以通過網(wǎng)絡(luò)渲染技術(shù)能夠全面展現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)勢，所以為了提升渲染速率，需要對節(jié)點渲染能力進(jìn)行計算分析。某些研究學(xué)者在實行網(wǎng)絡(luò)渲染時主要采用專業(yè)化的渲染管理軟件，并且借助若干臺計算機渲染3Dmax場景文件，最大限度提升了文件渲染加速比值。

二、三維集群渲染平臺

（一）渲染工作流程

對于三維集群渲染平臺來說，在實際渲染期間主要應(yīng)用集群計算機的各項優(yōu)勢作用，并且通過3D渲染軟件、網(wǎng)絡(luò)分發(fā)軟件，聯(lián)合集群網(wǎng)絡(luò)中的計算機硬件資源實現(xiàn)渲染。在計算3D場景之后可以確保獲取動畫圖像和預(yù)覽圖像，以此對最終渲染效果進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，還可以為后期制作與合成處理提供重要技術(shù)支持。三維集群渲染平臺主要是智能化和自動化過程，因此該平臺可以在一定程度上展現(xiàn)出制作技術(shù)的未來發(fā)展。本研究以迪斯尼所建立的三維集群渲染平臺為例，該渲染平臺已經(jīng)占領(lǐng)電影制作公司的首要位置。該渲染系統(tǒng)是由多個3.06GHz處理器組成，主要應(yīng)用高性能計算機群系統(tǒng)，炫我渲染集群管理軟件所構(gòu)成。所應(yīng)用的三維集群渲染平臺在對1min時長影片進(jìn)行渲染時，所花費的時間小于24h。在對該平臺的物理連接方式進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，客戶端，數(shù)據(jù)存儲中心，集群渲染節(jié)點，以及管理中心均利用交換機傳輸數(shù)據(jù)以及實現(xiàn)通信。

（二）集群渲染系統(tǒng)的建立原則

第一，由多臺計算機組成并共同完成渲染人物，充分提升硬件資源和人力資源利用率。第二，具備完善的管理系統(tǒng)，能夠優(yōu)化調(diào)配各項任務(wù)。第三，具有良好的算法，這樣能夠發(fā)揮出所有渲染節(jié)點的作用，這樣能夠最大加快渲染速度。第四，傳輸設(shè)備運輸速度比較快，這樣能夠確保制作動畫過程中能夠傳輸大量數(shù)據(jù)。

（三）集群渲染系統(tǒng)的管理軟件與作業(yè)管理

在實施集群渲染過程中，各個節(jié)點與時間都會出現(xiàn)負(fù)載不平衡現(xiàn)象，因此在集群渲染期間需要全面實現(xiàn)平衡負(fù)載，此目標(biāo)已經(jīng)成為渲染任務(wù)分配和調(diào)度的重要目標(biāo)，屬于集群渲染系統(tǒng)中負(fù)載平衡的核心，其可以在較大程度上提升系統(tǒng)性能，還能夠?qū)崿F(xiàn)均衡負(fù)載的各項技術(shù)手段，主要包括算法調(diào)度，評價負(fù)載，反饋修正，建立系統(tǒng)等內(nèi)容。在大部分情況下，實現(xiàn)負(fù)載平衡的關(guān)鍵在于提出準(zhǔn)確有效的作業(yè)調(diào)度措施。由于算法調(diào)度具有較強的對應(yīng)性，所以在不同環(huán)境中應(yīng)用會相應(yīng)提升性能差異性。因此調(diào)度策略制定期間所產(chǎn)生的問題主要包括資源利用率，響應(yīng)時間，公平性以及周轉(zhuǎn)時間等。

三、結(jié)束語

綜上所述，在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，合理應(yīng)用集群渲染平臺可以制作出較多動漫作品和視頻，還可以為動漫制作提供快速渲染平臺，確保其可以在較廣范圍內(nèi)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)集群渲染技術(shù)。對于地理位置不同的渲染客戶端和渲染平臺可以存在于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，并且全面提升渲染效率和負(fù)載平衡。因此為了處理各項技術(shù)問題，需要統(tǒng)一化處理計算資源和存儲資源的調(diào)度技術(shù)，在此基礎(chǔ)之上全面加強非對稱動漫渲染運算技術(shù)，在多模式下分解與合成動漫渲染任務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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作者:金瑛浩 單位:通化師范學(xué)院