【正文】 克隆人 進(jìn)攻》后期處理的盧卡斯數(shù)字制作公司一直使用 SGI 及其它采用 RISC 技術(shù)的工作站。與此同時(shí)，最近上演的《史瑞克 Ⅱ 》、《罪惡之城》、《從塵埃到榮耀》、《鯊魚黑幫》，以及由羅伯 .科恩導(dǎo)演、 近期 上演的《絕密飛行》等熱門電影的特技制作，都采用 AMD 皓龍?zhí)幚砥鳌? . 集群渲 染系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) . AMD 處理器很早與動(dòng)漫結(jié)緣 長(zhǎng)期以來，好萊塢的電影大師都是采用專用圖形工作站進(jìn)行電腦特技制作的。 ? 使用方式靈活，費(fèi)用低 集群渲染服務(wù)器對(duì)于自由設(shè)計(jì)者和小型動(dòng)畫工作室用戶來說，可以采用臨時(shí)租用的方 Page 16 of 62 式，這樣相對(duì)成本低，效率高 。 ? 智能化渲染系統(tǒng) 集群渲染服務(wù)器是智能化的工具型渲染系統(tǒng)，它不僅能夠合理分配用戶輸入模型 ，而且能夠?qū)Ω鱾€(gè)渲染節(jié)點(diǎn)處理能力進(jìn)行自動(dòng)匹配適應(yīng)，使所渲染結(jié)果自然、合理。 ? 渲染輸出結(jié)果方便 集群渲染服務(wù)器采用面向?qū)ο蟮娜S渲染技術(shù)，渲染方式簡(jiǎn)單、方便、直觀，符合后期合成設(shè)計(jì)人員工作習(xí)慣和思維方式。支持多平臺(tái)客戶端渲染，包括 Windows NT/2020/XP， Linux（ Redhat 以上版本） ， Irix 和 Mac OS X (Apple OS X version )機(jī)器上使用。 ? 響應(yīng)快、渲染快 集群渲染服務(wù)器采用了分布式網(wǎng)絡(luò)渲染技術(shù)，對(duì)于所建的模型文件小、用面??；同樣的模型，分布式渲染器較傳統(tǒng)單機(jī)工作站渲染速度提高約數(shù)倍，甚至數(shù)十倍，上百倍，渲染時(shí)間縮短到原先的 1/ 1/甚至幾十分之一。 也可以查覺機(jī)器和重新改變封包路徑。 ? 獨(dú)有功能 ? 動(dòng)態(tài)服務(wù)：你可以聯(lián)機(jī)或切斷機(jī)器不需要停止你的程序 ， 將會(huì)認(rèn)別每一個(gè)修改和自動(dòng)地恢復(fù)任何動(dòng)態(tài)渲染。 . 集群渲染的特點(diǎn) ? 具有強(qiáng)大渲染能力 渲染集群中的渲染節(jié)點(diǎn) 一般 采用目前浮點(diǎn)運(yùn)算性能強(qiáng)勁的的多處理器，配置大容量?jī)?nèi)存 ， 合理科學(xué)的分布式的結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮系統(tǒng)的整體浮點(diǎn)運(yùn)算能力，使得整體渲染效能大幅提升。而且，這個(gè)結(jié)果不是獨(dú)立存在的，它必須和前面所說的光源結(jié)合起來。渲染程序還要計(jì)算一種特殊的陰影 —— 軟陰影，場(chǎng)景中的光源如果使用了光源特效，渲染程序還將花費(fèi)更多的系統(tǒng)資源來計(jì)算特效的結(jié)果，特別是體積光，也稱為燈光霧，它會(huì)占用 大 量的系統(tǒng)資源。因此，渲染程序就是要計(jì)算我們?cè)趫?chǎng)景中添 加的每一個(gè)光源對(duì)物體的影響。 之后，就要計(jì)算光源對(duì)物體的影響，這和真實(shí)世界的情況又是一樣的。渲染的是透視圖， 而 透視圖的攝像機(jī)基本遵循真實(shí)攝像機(jī)的原理，所以結(jié)果才會(huì)和真實(shí)的三維世界一樣，具備立體感。對(duì)于中小型的集群系統(tǒng)來說，千兆的傳輸速率完全能夠滿足了。顧名思義，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)就是集群系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器。這需要根據(jù)你的需要和預(yù) 算來決定采用什么樣的配置，對(duì)于集群系統(tǒng)來說，多 CPU 節(jié)點(diǎn)作為渲染系統(tǒng)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)具有廣泛的用戶群，以及更高的性價(jià)比。 1）管理節(jié)點(diǎn) 管理節(jié)點(diǎn)主要承擔(dān)兩種任務(wù)，為計(jì)算節(jié)點(diǎn)提供基本的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，以及調(diào)度計(jì)算節(jié)點(diǎn)上的工作，通常集群的工作調(diào)度程序應(yīng)該運(yùn)行在這個(gè)節(jié)點(diǎn)上。 . 方案商優(yōu)劣對(duì)比一覽表 對(duì)比項(xiàng)目 動(dòng)漫專業(yè)集成商 專業(yè)硬件廠商 動(dòng)漫制作商業(yè)公司 自有計(jì)算機(jī)產(chǎn)品 多數(shù)沒有，少數(shù)有的也都是 OEM 有，是自主產(chǎn)品 無 ，一般是推薦合作較多的硬件廠商 產(chǎn)品豐富性 一般 很豐富 N/A 產(chǎn)品性能 一般 很好，很豐富的硬件設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和選型測(cè)試 N/A 成本 一般 低，規(guī)?；?yīng) 高 售后維護(hù)服務(wù) 差，沒有專業(yè)的硬件支持隊(duì)伍，而且覆蓋地區(qū)少 高，原來就有龐大的技術(shù)服務(wù)隊(duì)伍 高，但前提條件是硬件廠商承諾直接服務(wù) 了解專業(yè)性應(yīng)用 強(qiáng) 一般，這是硬件廠商的弱項(xiàng)，但是動(dòng)漫用戶一般都很專業(yè)，否則就可能用不好，所以彌補(bǔ)了這點(diǎn)不足。 . 解決用戶售后服務(wù)方面的后顧之憂 曙光作為硬件廠商，對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備的售后服務(wù)支持是具備優(yōu)勢(shì)的。 通過對(duì)專業(yè)領(lǐng)域的了解，再結(jié)合自身對(duì)硬件系統(tǒng)的了解，我們?cè)趦?yōu)化方案配置方面有著得天 獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，我們可以通過前期咨詢以及性能評(píng)測(cè)，為用戶提供最佳的解決方案。這些都是其他類服務(wù)商或者其他計(jì)算機(jī)硬件廠商無法提供的。在硬件平臺(tái)上用戶既可以選擇 Intel 也可以選擇 AMD 的產(chǎn)品，既可以選擇單機(jī)支持四路 /八路的高端 PC 服務(wù)器， 也可以選擇高密度的刀片服務(wù)器。曙光在服務(wù)器領(lǐng)域擁有全最完整的產(chǎn)品線。這也是很多用戶選擇硬件廠商作為合作伙伴的原因。 . 專業(yè)硬件廠商帶來高性價(jià)比的產(chǎn) 品 作為專業(yè)的計(jì)算機(jī)硬件制造商，存在制造和銷售的規(guī)模效應(yīng)，這帶來的好處是降低了用戶的采購成本。 曙光也應(yīng)該是屬于第二類，是計(jì)算機(jī)硬件廠商。 領(lǐng)先的動(dòng)漫制作商業(yè)公司：市場(chǎng)上有一些較大的動(dòng)漫制作商業(yè)公司，他們本身就是用戶，但是因?yàn)楦鞣矫娣e累比較多，因此也有時(shí)會(huì)出來為院校的動(dòng)漫專業(yè)或者后來進(jìn)入的動(dòng)漫制作公司提供系統(tǒng)集成服務(wù)。 計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件廠商：隨著動(dòng)漫市場(chǎng)的擴(kuò)大特別是動(dòng)畫渲染需求的持續(xù)增長(zhǎng)，很多計(jì)算機(jī)設(shè)備制造商也針對(duì)動(dòng)漫領(lǐng)域提供了專業(yè)的解決方案。 圖形工作站 5 渲染農(nóng)場(chǎng) 硬件： ? 渲染集群 軟件： ? Muster/Enfusion for render Farm/Qube!等渲染管理軟件 ? Mental Ray、 render Man 等渲染器 集群系統(tǒng)（服務(wù)器和存儲(chǔ)） 6 高清編輯系統(tǒng) Apple 等專業(yè)工作站（ Final cut Pro 非線性編輯和包裝系統(tǒng)）及 Shake 合成軟件 7 高端非編制作系統(tǒng) 配置高端圖形工作站（ Maya 軟件、 flame）用于高端非編制作和后期合成，還包括 Sony 高清錄像機(jī)和高清放像機(jī)等周邊設(shè)備 圖形工作站 Page 11 of 62 2. 曙 光動(dòng)漫行業(yè)解決方案 . 曙光動(dòng)漫行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)分析 目前市場(chǎng)上提供動(dòng)漫行業(yè)解決方案的公司非常多，主要可以分為三類： 動(dòng)漫領(lǐng)域?qū)I(yè)集成商：此類服務(wù)商一般都是依靠自身對(duì)動(dòng)漫領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)的積累，并且代理一些國外的動(dòng)漫軟件，很多還捆綁或者 OEM 一些硬件設(shè)備，來為用戶提供整體的前后端解決方案。Color Model 鏡頭規(guī)劃、特效合成軟件 ? Manga Studio 漫畫工作室 ? Comic Studio 增強(qiáng)版 圖形工作站 3 定格動(dòng)畫系統(tǒng)（專業(yè)、基礎(chǔ)的動(dòng)畫制作） 這個(gè)系統(tǒng)采用的都是專業(yè)的設(shè)備（視頻HD/SD 輸入輸出系統(tǒng)，專業(yè)單反相機(jī)系統(tǒng)，定格動(dòng)畫百寶箱），對(duì)圖形工作站和服務(wù)器基本沒有需求。以下針對(duì)動(dòng)漫制作各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備的需求做一個(gè)總結(jié)。 此外，出于圖形設(shè)計(jì)的需求，一般要給圖形工作站配置大屏的 LCD，要求較高的分辨率和快速的響應(yīng)時(shí)間。 我們還需要留意， 在工作室中，圖形工作站有數(shù)個(gè)用途，除了有幾臺(tái)專門的渲染服務(wù)器之外，還要把通常做圖的機(jī)器在下班的空閑時(shí)間當(dāng)做渲染服務(wù)器用，這種中高強(qiáng)度的工作流程使得圖形工作站的負(fù)擔(dān)相當(dāng)重，它的可靠性 變得非常重要 。但是不管是 專業(yè)圖形卡 還是消費(fèi)類顯卡，這幾年都隨著圖形芯片技術(shù)的 快速發(fā)展而進(jìn)步神速。評(píng)估圖形工作站的幾個(gè)參數(shù)中除了 CPU、內(nèi)存、磁盤 I/O 等，最重要的就是圖形卡了。負(fù)載均衡應(yīng)用服務(wù)要求集群軟件檢查每個(gè)節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前負(fù)載，并確定哪些節(jié)點(diǎn)可以接受新的作業(yè)，這最適合運(yùn)行如數(shù)據(jù)分析等串行和批處理作業(yè)，所以很容易允許具有批渲染能力的應(yīng)用軟件加載集群功能，一些集群軟件被開發(fā)出來，它們通過 TCP/IP 進(jìn)行流量管理，并且針對(duì)特定的應(yīng)用程序的 API 或 Script 接口編寫批處理命令，如 Muster，并且這些集群軟件還可以配置成關(guān)注某特定節(jié)點(diǎn)的硬件或操 作系統(tǒng)功能（受應(yīng)用軟件制約），這樣，群集中的節(jié)點(diǎn)就沒有必要是一致的，硬件和系統(tǒng)異構(gòu)也就很容易實(shí)現(xiàn)。負(fù)載一般是需要應(yīng)用程序處理，這樣的系統(tǒng)適合于運(yùn)行同一組應(yīng)用程序的大量用戶，比如用 于 Maya 渲染的工作組，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以處理一部分工作，并且可以在集群節(jié)點(diǎn)之間動(dòng)態(tài)分配負(fù)載，以實(shí)現(xiàn)平衡。目前用于 CG 渲染的商業(yè) RenderFarm 軟件的核心功能其實(shí)就是動(dòng)態(tài)分配渲染進(jìn)程、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理?，F(xiàn)在的集群計(jì)算系統(tǒng)的前沿科學(xué)研究主要是空間并行方面的，時(shí)間上的流式并行計(jì)算已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。 分布式并行計(jì)算分為空間上的并行和時(shí)間上的并行。 目前的集群技術(shù)絕大多數(shù)都具有負(fù)載平衡的特性，他們主要應(yīng)用與科學(xué)計(jì)算，包括航天航空、石油、科研、網(wǎng)絡(luò)等行業(yè) 。 Renderfarm（渲染農(nóng)場(chǎng)）其實(shí)是一種通俗的叫法，實(shí)際上我們應(yīng)該叫他 “分布式并行集群計(jì)算系統(tǒng) ”，這是一種利用現(xiàn)成的 CPU、以太網(wǎng)和操作系統(tǒng)構(gòu)建的超級(jí)計(jì)算機(jī)，它使用主流的商業(yè)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備達(dá)到或接近超級(jí)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力。 當(dāng)動(dòng)畫越來越逼真、模型越來越細(xì)膩 、渲染要求越來越高 的 情況下 ，伴隨著文件變大、素材庫變大，龐大的數(shù)據(jù)處理將使得 對(duì)計(jì)算設(shè)備的 I/O 要求非常高，因此，非常關(guān)注 I/O 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 因此，傳統(tǒng)的單機(jī)工作方式逐漸被淘汰。在進(jìn)行三維創(chuàng)作過程，動(dòng)畫設(shè)計(jì)者大都使用圖形 工作站來完成渲染的任務(wù)。一個(gè)完整的三維圖像處理過程可分為物理運(yùn)算、幾何轉(zhuǎn)換、剪切及光效、三角形設(shè)定和像素渲染四個(gè)階段，其中需要進(jìn)行 Page 8 of 62 大量的浮點(diǎn)運(yùn)算（包括物理實(shí)體、幾何轉(zhuǎn)換、剪切、光效，以及三角形設(shè)定）和整數(shù)運(yùn)算（包括三角形設(shè)定和像素渲染）。因此渲染可以細(xì)致的 顯示出紋理貼圖、光源影響甚至陰影效果 ， 比如是光影追蹤還是光能傳遞 等技術(shù)細(xì)節(jié) 。而現(xiàn)實(shí)工作中我們往往要把模型或者場(chǎng)景輸出成圖像文件、視頻信號(hào)或者電影膠片，這就必須經(jīng)過 渲染 程序。 Shade 是一種顯示方案，一般出現(xiàn)在三維軟件的主要窗口中，和三維模型的線框圖一樣起到輔助觀察模型的作用。動(dòng)畫曲線的橫軸是時(shí)間（幀），豎軸是動(dòng)畫值，可以從動(dòng)畫曲線上看出動(dòng)畫設(shè)置的快慢急緩、上下跳躍。計(jì)算機(jī)動(dòng)畫一般使用關(guān)鍵幀（ keyframe）的概念，即由設(shè)定動(dòng)畫主要畫面（一般是動(dòng)畫中動(dòng)作或場(chǎng)景變化較大的那一瞬間）并設(shè)置關(guān)鍵幀，而關(guān)鍵幀之間的過渡由計(jì)算機(jī)來完成，這個(gè)過程稱為插值（ Interplet）。 Page 7 of 62 動(dòng)畫后期合成 ? 配音配樂 由劇本設(shè)計(jì)需要，由專業(yè)配音師根據(jù)鏡頭配音，根據(jù)劇情配上合適背景音樂和各種音效 ? 剪輯 用渲染的各圖層影像，由后期人員合成完整成片，并根據(jù)客戶及監(jiān)制、導(dǎo)演意見剪輯成不同版本，以供不同需要用。若干種水、煙、霧、火、光效在三維軟件中的實(shí)際制作表現(xiàn)方法。 由于計(jì)算機(jī)中的物體沒有反射性（除非使用輻射度（ Radiosity）渲染器），因此設(shè)置一個(gè)恰當(dāng)?shù)恼彰鳝h(huán)境是個(gè)比較麻煩的過程。燈光起著照明場(chǎng)景，投射陰影以及增添氛圍的作用。 ? 燈光 根據(jù)前期概念設(shè)計(jì)的風(fēng)格定位，由燈光 師對(duì)動(dòng)畫場(chǎng)景進(jìn)行照亮、細(xì)致的描繪、材質(zhì)的精細(xì)調(diào)節(jié)，把握每個(gè)鏡頭的渲染氣氛。 ? 骨骼蒙皮 根據(jù)故事情節(jié)分析，對(duì) 3D 中需要?jiǎng)赢嫷哪Ｐ停ㄖ饕獮榻巧┻M(jìn)行動(dòng)畫前的一些變形、動(dòng)作驅(qū)動(dòng)等相關(guān)設(shè)置，為動(dòng)畫師做好預(yù)備工作，提供動(dòng)畫解決方案。 毫不夸張地說，材質(zhì)和貼圖是一件作品的靈魂，好的材質(zhì)和貼圖可以彌補(bǔ)建模的不足。材質(zhì)，即材料的質(zhì)地，體現(xiàn)于物體的顏色、透明度、反光度和反光強(qiáng)度、自發(fā)光特性以及粗糙程度等特性上面。貼圖，顧名思義，就是使用一幅或多幅圖像 “貼 ”到模型上，制作物體表面的紋理（ Texture）或繪圖特征 。 ? 3D 角色模型 \3D 場(chǎng)景 \道具模型 Page 6 of 62 根據(jù)概念設(shè)計(jì)以及客戶、監(jiān)制、導(dǎo)演等的綜合意見，在三維軟件中進(jìn)行模型的精確制作，是最終動(dòng)畫成片中的全部 “演員 ”。 ? 3D 故事板（ Layout） 用 3D 粗模根據(jù)劇本和分鏡故事板制作出 Layout（ 3D 故事板）?；拘误w的建立參數(shù)可以在創(chuàng)建之前設(shè)置，也可在創(chuàng)建之后編輯。 動(dòng)畫中期制作（三維動(dòng)畫制作過程） ? 3D 粗模 在三維軟件中由建模人員制作出故事的場(chǎng)景、角色、道具的粗略模型，為 Layout 做準(zhǔn)備 。 動(dòng)畫前期制作 ? 概念設(shè)計(jì) 業(yè)內(nèi)通用的專業(yè)動(dòng)畫流程前期制作，內(nèi)容包括根據(jù)劇本繪制的動(dòng)畫場(chǎng)景、角色、道具等的二維設(shè)計(jì)以及整體動(dòng)畫風(fēng)格定位工作，給后面三維制作提供參 考 。 就拿我們熟知的《 海底總動(dòng)員》為例，制作人員先依據(jù)原畫，以點(diǎn)、線、面逐步完善的方式，創(chuàng)建出小魚與周圍的海洋環(huán)境的幾何信息，這種搭 “骨架 ”的方式就是 “建模 ”；之后是“運(yùn)動(dòng) ”，在有了模型的基礎(chǔ)上，通過運(yùn)動(dòng)捕捉、力場(chǎng)模擬等方法來讓小魚們按照設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)起來；接下來的 “渲染 ”，則是在三維世界中添加虛擬的燈光、通過攝像機(jī)來模擬攝影 ，此時(shí)小魚的膚色和紋理都變得十分清晰和逼真，海水也被賦予了流動(dòng)的波紋；當(dāng)然，建模、運(yùn)動(dòng)、渲染只是三個(gè) “基本 ”步驟，在經(jīng)過 “光照計(jì)算 ”，并按照虛擬攝影機(jī)的設(shè)置來逐幀成像之后，那些各式各樣、色彩斑斕的魚才能真正游動(dòng)了起來。同二維動(dòng)畫相比三維動(dòng)畫有著更為優(yōu)美的動(dòng)畫畫面和更加逼真的視覺效果。 總體說來 二維動(dòng)畫更接近于繪畫，而三維動(dòng)畫則更接近于攝影。發(fā)達(dá)的電腦技術(shù)與優(yōu)秀動(dòng)畫師的聯(lián)姻進(jìn)一步推動(dòng)了二維動(dòng)畫的發(fā)展，各個(gè)層開始在電腦上直接合成，電腦還能繪制出大自然、科幻式奇效等手繪無法完成的畫面。這里提到的二維動(dòng)畫是指以 “分層 ”技術(shù) 為基礎(chǔ)的動(dòng)畫設(shè)計(jì)方法 。 Page 1 of 62 曙光動(dòng)漫行業(yè)解