圖形渲染是CPU重要還是顯卡重要.doc

Quicksilver渲染器 最近，眾多開(kāi)發(fā)都圍繞使用GPU來(lái)加速產(chǎn)品的渲染（逼真級(jí)或非逼真級(jí)）。目前，一般有兩種方法來(lái)使用GPU加速渲染，一種方法就是利用GPU的能力來(lái)處理三角面、燈光和像素著色技術(shù)，通常被用在游戲、DirectX和OpenGL上。在3ds Max和 3ds Max Design 2011中，你可以訪問(wèn)新的Quicksilver渲染器來(lái)利用這項(xiàng)技術(shù)。 另外一項(xiàng)技術(shù)就是使用GPU去計(jì)算燈光如何與物質(zhì)交互以及通過(guò)追蹤場(chǎng)景中的光子路徑來(lái)創(chuàng)建圖像。在這項(xiàng)技術(shù)中，GPU將扮演一個(gè)超級(jí)計(jì)算機(jī)的角色來(lái)處理場(chǎng)景并傳遞逼真的結(jié)果。3ds Max和3ds Max Design 2011的訂閱用戶(hù)現(xiàn)在能夠下載最新的iray渲染器就是利用了這項(xiàng)技術(shù)。另外，還有很多的第三方正在追求GPU加速技術(shù)。例如，Chaos Group最近已經(jīng)推出了基于GPU渲染的VrayRT，其實(shí)也是采用了一些和iray相同的技巧。和常規(guī)VrayRT（基于CPU渲染）不同的是，基于 GPU渲染的VrayRT能夠充分利用你的GPU而不是你的CPU。 Iray渲染解決方案 iray渲染技術(shù)利用GPU 的大規(guī)模并行處理能力，實(shí)現(xiàn)了效果更加逼真的3D圖形效果、更具創(chuàng)意的設(shè)計(jì)以及更快速的決策過(guò)程，使逼真的圖形也能實(shí)現(xiàn)互動(dòng)效果。 iray技術(shù)可以讓設(shè)計(jì)師利用與日常物理環(huán)境非常接近的材料和光線(xiàn)效果輕松、準(zhǔn)確地進(jìn)行模擬，加速了創(chuàng)意流程。由于其極高的可擴(kuò)展性、互動(dòng)性以及物理準(zhǔn)確性，iray技術(shù)讓設(shè)計(jì)以及工程領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人士能夠制作出最高質(zhì)量的最終幀輸出效果，沒(méi)有其它同類(lèi)軟件使用復(fù)雜的困擾。 Quicksilver硬件渲染引擎 Max新增的多線(xiàn)程渲染引擎，可以利用CPU和GPU為繪圖場(chǎng)景提供渲染加速，速度要比舊款引擎提升10倍左右。以3ds Max的圖形制作用電腦為例，其作用包括三個(gè)階段：第一階段是建立模型，第二階段是光源材質(zhì)，第三階段是渲染。這三個(gè)階段對(duì)工作站的子系統(tǒng)的要求側(cè)重點(diǎn)各不相同，在3ds Max里面，對(duì)硬件的要求也主要集中在這三個(gè)方面，有人把這三個(gè)階段統(tǒng)一稱(chēng)為“渲染”，這是極不科學(xué)的，也給人們帶來(lái)了誤導(dǎo)。 專(zhuān)業(yè)顯卡與游戲顯卡的最大不同在于第二階段方式的不同，游戲顯卡著重“顯現(xiàn)”能力，就是把已經(jīng)做好的東西重現(xiàn)出流暢的畫(huà)面；而專(zhuān)業(yè)顯卡著重“生成”能力，就是按照設(shè)計(jì)師給定的坐標(biāo)、參數(shù)，生成虛擬的三維物體。專(zhuān)業(yè)卡除了能比游戲卡更加流暢地控制復(fù)雜的模型外，還支持一些游戲顯卡所沒(méi)有的，或者支持度達(dá)不到設(shè)計(jì)工作要求的特效，使設(shè)計(jì)師在建模階段就可以看到最接近最終結(jié)果的畫(huà)面。 第三個(gè)階段是渲染階段。當(dāng)我們需要把模型或者場(chǎng)景輸出成圖像文件、視頻信號(hào)或者電影膠片，就必須經(jīng)過(guò)渲染。這個(gè)操作對(duì)CPU核心數(shù)量極為敏感，多核心等特性對(duì)性能提升巨大，此外也對(duì)內(nèi)存、硬盤(pán)響應(yīng)速度的要求也比較高。很多學(xué)習(xí)工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的同學(xué)都覺(jué)得渲染和顯卡有關(guān)，覺(jué)得渲染時(shí)間的多少取決于顯卡的好壞，其實(shí)這是錯(cuò)誤的！其實(shí)很多做三維的新手都有這個(gè)誤區(qū)，或者以為要、內(nèi)存、顯示卡一起升，才提高三維做圖的最終渲染速度.但實(shí)際情況是現(xiàn)在主流的三維軟件渲染器，升級(jí)就夠了，預(yù)渲染時(shí)8600GT和GTX460沒(méi)有區(qū)別。渲染三維和玩電腦游戲是不同的，升級(jí)顯卡只影響即時(shí)演算的速度而已，也就是視圖的操作速度，做三維最終渲染速度幾乎只靠CPU！這個(gè)是在專(zhuān)業(yè)的CG論壇火星時(shí)代論壇上公認(rèn)的。具體講解一下，首先，必須明白一件事，cpu和GPU的分工，cpu是干什么的呢？當(dāng)然是計(jì)算！渲染的時(shí)候，光線(xiàn)跟蹤也好，光能傳遞也好都需要大量的計(jì)算，這些工作都是由CPU提供的。那顯卡（也就是GPU干什么呢？是不是沒(méi)啥用了？當(dāng)然不是!顯卡的功能就在于你在設(shè)計(jì)的時(shí)候，也就是渲染之前為你提供屏幕即時(shí)顯示，三維刷新用的，也就是你渲染之前在軟件視圖中看到的三維畫(huà)面還有游戲畫(huà)面都是顯卡的功勞，它主要負(fù)責(zé)多邊形的生成和基本光效解算，借助的也就是顯卡所擁有的openGL等功能，好消息是幾乎現(xiàn)在所有的主流低端顯卡就能提供日常應(yīng)用。）下面對(duì)機(jī)器的各配件對(duì)專(zhuān)業(yè)的影響進(jìn)行講解：顯卡：高端低端顯卡和專(zhuān)業(yè)顯卡在3D渲染時(shí)幾乎無(wú)差別。專(zhuān)業(yè)顯卡的驅(qū)動(dòng)特殊優(yōu)化過(guò)，支持的功能更多，可以在3D制作過(guò)程中的實(shí)時(shí)渲染中看到更多效果而已，我們通常買(mǎi)的顯卡都是游戲顯卡，主要作用是即時(shí)演算游戲里的圖形，除了在實(shí)時(shí)渲染中由于顯卡自身多邊形處理性能差異而導(dǎo)致畫(huà)面延遲以外幾乎沒(méi)有任何區(qū)別，也就是說(shuō)你用一塊8600GT和一塊9800GT來(lái)做3D，除了在實(shí)時(shí)過(guò)程中畫(huà)面轉(zhuǎn)換的速度有些差別以外，其余幾乎一樣。內(nèi)存：很多人也認(rèn)為內(nèi)存會(huì)影響渲染速度，這個(gè)觀點(diǎn)也不正確，當(dāng)內(nèi)存足夠用的時(shí)候，渲染速度也不會(huì)有太大影響。什么是足夠用？一般3D使用是打開(kāi)場(chǎng)景文件會(huì)占用大量?jī)?nèi)存，場(chǎng)景中的多邊形越多，占用內(nèi)存越大，當(dāng)你的內(nèi)存不夠用的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重延遲，因?yàn)檫@時(shí)候開(kāi)始調(diào)用硬盤(pán)空間做虛擬內(nèi)存了。當(dāng)你內(nèi)存滿(mǎn)足你的場(chǎng)景文件所需要的量時(shí)，渲染的時(shí)候除了燈光計(jì)算需要比較多的內(nèi)存以外其余幾乎不消耗內(nèi)存。普通場(chǎng)景一般1G內(nèi)存夠用了。也就是說(shuō)，對(duì)于一個(gè)場(chǎng)景的渲染，如果1G內(nèi)存夠了，不會(huì)調(diào)用硬盤(pán)做虛擬內(nèi)存的情況下，那么就算你加到4G的內(nèi)存對(duì)渲染數(shù)度也根本不會(huì)有提升。如何選購(gòu)：3D渲染速度影響最大的是CPU，所以盡量把資金投入到CPU上，選擇多核心的CPU對(duì)渲染速度提高極大，盡量用雙核甚至四核芯的CPU，至于內(nèi)存，1GB以上是必備的，有條件加到2G以上最好（VISTA系統(tǒng)至少加到2GB以上），至于顯卡，除非你用專(zhuān)業(yè)卡，否則一般中低端的N卡是首選（3DMAX、MAYA等等軟件多數(shù)還是用OpenGL為圖形接口，這方面N卡要比A卡有優(yōu)勢(shì)）除非你還要兼顧游戲，那么一款600RMB左右的顯卡就夠用。2D軟件道理也是一樣的，圖形的處理速度也完全取決于CPU。后期軟件在渲染出片的時(shí)候，也是靠CPU計(jì)算，但由于后期制作的素材較多，內(nèi)存要盡量大。三維制圖渲染用機(jī)的裝機(jī)方案有2種，第一種：砸錢(qián)到多核CPU上，象現(xiàn)在的Intel 酷睿i7以及AMD的羿龍II X6、X4系列CPU非常很好。4G及其以上大內(nèi)存，顯卡要一般的，GT240或者HD5550就可以，平時(shí)出圖用主流渲染器（巴西 VR MR.）第二種：砸錢(qián)到高端的專(zhuān)業(yè)顯卡上，象4000多塊的麗臺(tái) Quadro FX 3800等專(zhuān)業(yè)圖形顯卡，4G及其大內(nèi)存，一般400元左右的雙核CPU，平時(shí)出圖用GPU渲染器（Gelato .0，教材極少，還有MAYA的硬件渲染功能要會(huì)編程才能用.很少人會(huì)）這2個(gè)渲染器比較難用.所以一般裝機(jī)選第一套方案。我想說(shuō)的是目前三維軟件，主流渲染器主要頸瓶在CPU，再好的顯卡，對(duì)最終渲染幾乎沒(méi)有什么影響，除非是用現(xiàn)在比較難用的非主流的GPU渲染器，而且一般要專(zhuān)業(yè)顯卡才能很好的支持。-預(yù)覽的時(shí)候靠顯卡和內(nèi)存，最終渲染的時(shí)候靠CPU和內(nèi)存。因?yàn)橥ǔ５?D制圖軟件最終渲染的時(shí)候都是靠CPU裸算的，所以最好配備一個(gè)多核CPU。討論：做美工的時(shí)候，靜態(tài)的 2D 渲染以及靜態(tài)的 3D 建模和渲染，是裸靠 CPU 算，還是可以用 DirectDraw（2D）以及 OpenGL/Direct3D（3D） 這些 API 調(diào)用顯卡 GPU 資源來(lái)加速處理呢？如果可以用顯卡來(lái)加速，當(dāng)今為何又強(qiáng)調(diào)圖形工作站最好用 雙核CPU ？如果你是做美工應(yīng)該都是靜態(tài)渲染，這種情況下都是裸靠CPU計(jì)算的一個(gè)象素一個(gè)象素裸算出來(lái)的，跟顯卡沒(méi)有直接關(guān)系顯卡主要在設(shè)計(jì)過(guò)程中，動(dòng)態(tài)繪制的時(shí)候起作用，說(shuō)白了就是preview。 比如你設(shè)計(jì)了一個(gè)面片數(shù)量達(dá)到百萬(wàn)級(jí)的model,設(shè)計(jì)好了想轉(zhuǎn)個(gè)角度看一看，如果顯卡不好就會(huì)很頓甚至直接死機(jī)的我都見(jiàn)過(guò)，顯卡的檔次高就有明顯的提升。再比如給模型貼了很多紋理，再想鼠標(biāo)轉(zhuǎn)著看看，顯卡不行也不照。一旦設(shè)計(jì)完畢，開(kāi)始渲染，就不關(guān)顯卡什么事情了，CPU內(nèi)存決定了渲染速度。所以那些工業(yè)級(jí)的CG，都是用好多機(jī)器做分布式渲染.總結(jié)起來(lái)，interative rendering -顯卡static rendering - CPU+內(nèi)存CPU 負(fù)責(zé)把模型上的所有元素都算好放在內(nèi)存中，但是這只是 model 的基本數(shù)據(jù)。具體從某個(gè)角度觀看model，光照、距離、消隱/遮蔽、Alpha、過(guò)濾，甚至紋理貼上去該是啥樣都靠顯卡適時(shí)地將 CPU算好放在內(nèi)存中的model數(shù)據(jù)換算成可視元素呈現(xiàn)出來(lái)。所以 CPU 好、內(nèi)存大 才能快速的生成model基本數(shù)據(jù)，而顯卡好才能快速、適時(shí)地將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可視元素呈現(xiàn)給設(shè)計(jì)者看。你談到的這些，都是在設(shè)計(jì)過(guò)程中這個(gè)時(shí)候的顯示，都是屬于預(yù)覽級(jí)別的，并不是最終的效果圖當(dāng)然cpu,內(nèi)存要起作用但是最主要的工作是顯卡做的，這個(gè)時(shí)候的渲染稱(chēng)為interative的渲染也就是你說(shuō)的這個(gè)“適時(shí)”的意思當(dāng)你完成好了設(shè)計(jì)工作，model,camera,texture,light.往往最后要生成一張圖片吧，任何造型類(lèi)的軟件3d maya,3d max, 4d cinema,都會(huì)有re