矗ｍ与１一霸．ＦＥＬＲｔ｝口广东电规台黄永＊案一般出现在三维敦件的主要窗口中和三维模型的线框秆臻ｆ电ｍ莉ｒ１，Ｈ肇ｍ：∞程艇Ａ“零∞＾俘恕ｎ。，图一样起到辅助观察模型的作用。Ｓｈａｄｅ可以Ⅱ示出简单的灯光效果，阴彰效果和表面纹理效果但是ｓｈｄｃ采用的是一种实时显示技术硬件的速度使它无法实时地反馈出场景中的反射折射等光线追踪效果。而现宴Ｉ作中我们往往要把模型或者场景输自威图像文件视颏信号或者电影胶片这就必须经过渲染程序。渲染是基于一套完整的程序计算出来的硬件对它的影响Ｒ是一个速度问题而不会蒗变渲染的结果影响结果的辨ｉｍ｛ｑ垃鞋出甓“泣鞋乐托沁、ｉ２÷｝强ｆ乐‰ｆ＾竞迎觅√寻一．一一一意丹招ｆ‘ｉ矗书Ｍ镪翻ｆ１：｝｛｛３共ｔｔｆ☆岫日％＊≈，１§磊娩，赴档础■ｉｔ；＃ｆ㈨ｔ㈦“ｔ）｜二＊征强平自。ｈ∞Ｆ｝为了加强电视节目的包装丰富电视画面的效果早在上世纪九十年代初广东电视台就启动了电脑动画制作§时是看它是基ｆ什ｇ程序渲染的目此渲染目以细致地显示出纹理贴图光源影响甚至阴影效果比如是光影追踪还是光还是基于ＳＧＩ工作站平台．相隔不久Ｊｍ∞高端视频非线性制作ｉ统ｓ＾Ｎ非压缩呵络共享乐统也相继建女初步形成照传递等技术细节。７从动画建模材质渲染剪接合成等的全高质量节目包装流程大大提高７高端视频制作的能力。然而一直以来董：，＿．二…．＝维围像处理过程由创建三维模型爱执行几何运算开始。动画制作系统采用较为原始的单机运作模式建模灯光材质上色动作设计渲染台威等工作都在～台机上全部完戚．随着节目对包装的要求越来越高以及电视步八高清时代特别是画幅和分辨率的增大都提高了电脑动目的复一个完整的三维图像处理过程可丹为物理运算几何转换剪切夏光鼓三角＊设定和像素渲染日个阶段葚中需要进行大量的浮点运算（包括物理宴体几何转换．剪切光鼓以厦三角形没定）和整数运算Ｉ包括三角形设定和像素渲染｝。因此在这种背景下势必存在繁重低效的过程也就是’渲染瓶颈‘。在进行三雏创作过程动画设计音大都使用目形Ｉ作站来完成渲染的任务。单机渲染视图和动画时所需的时间往往让人难以忍受３０帧动画就可能耗费数小时显然杂程度对动画渲染的要求有了很大提高使挽们的制作系统凸现Ｍ大问题一是渲染的时候不能进行设计耕作使制作效率大大Ｔ降对千时效性轻强的电税节目将造成枉大影响：＝是单机的计算能力是很有限的复杂的制作效果根本无法实现。这些问题已经成为我们制作系统的瓶颈严重阻碍了制作业务的发展惫需研究解决。渲染时间显得十分困窘使用单机工作站潼荣视频动画的方式速度宴在粮低往往是以数＾计算甚至上月的．这样的渲染占到很大的制作时间ｎ倒；．１＝Ｂ脯动画嚣￡染技术与发展渲染英文为Ｒｅｎｄｅｒ也有的把它称为着色但ｊ惯把￥ｈａｄｅ称为着色把Ｒ∞ｄｅｒ称＊渲染。￥ｈａｄｅ是一种Ｂｉ方另外ｇ缅考虑解决渲染过程中的ＦＯ瓶颈．当动画越来越逼真模型越来越细髓渲染要求越来越高的情况下伴随着文件空太素材库变大麋大的数据处理将使得３２位计算本身在架构上就砬为一个瓶殒。因为】２位的Ｉ作模式已经万方数据１０３：嬲：““““ｄｃｈｎｏｌｏｇｙ撮定了１／ｏ的带宽不能满足数据处理的要求。计算节点是整个集群系统的计算核心它的功能就是执行计算，这需要根据你的需要和预算来决定采用什么样的配在动画节目制作过程中渲染所需要的时间越来越多ｍ置对于集群系统来说多ｃＰｕ节点作为渲染系统的计算节点具育广迂的用户群以及更高的性价比．利用Ｐｃ工作站来进行渲染的方式必定ｔ法满足如此庞大的计算量。目此覆们需要使用集群渲染系统来僻决渲染的瓶颈问题并行集群渲染系统由一台或几台服务器多台ＰＣ和网络如果集群系统的应用运行需要大量的教据存储比如ＨＤ素材鞋需要一十存储节＾。廊名思义存储节点就是集群系统的数提存储器和数据服务器。连接设备构成每台Ｐｃ拥有处理器主扳内存以爱存储没备。渲染服务器通过一系列丹布式Ｉ作命令借助强大的渲染能力来帮助设计师高效率地完成三维作品的§后成形。惜助于分布式渲染器动ｉ设计者五仅ｉ以在设计完成＝维集群计算的进程Ⅱ穆需荽高速硬件连接设备进行计算机ｚ间的数据传输可选的设备包括千兆鲥ｔ交换机或者光纤卡以及相应的光纤空换机，对于中小型的集群系统来说千兆的传糖速率完全能够满足７。表１是阿络连接技术比较模型以后导＾集群渲染系统通过集群渲染强大的数据处理能力迅速地按需求进行动自或静帧进行津染．通过分布式计算将个大型的攥！快速渲染时间往往缩短到原来的ｌ，２Ｉｎ甚ｉ几十分之一。原来可能要几天运算的数据可能几十小时就能擒定大大提高Ｉ作效率，集群渲染系统是有很多渲染节点蛆成果用领先的分布式渲杂技术系统将自动确定月络中可用的渲染节点和资源目时将任务分解到相应渲染节点自动负载平衡功能可以优化Ｉ作流程中每十渲染节点的使用效率．如果某一十渲染节点与网络断＊内置式故障保护功能管理端将自动将作业重新路由到渲染集群中的其他渲染节点确保渲染工作如期完成誓＝ｔ完成了模型构造后在最＃输出目形前Ⅱ需要对模型进行渲染，如果处理算法复杂要术的自ｉ质■高渲染生兰兰蚕～每个Ｉ作站制作好的三维场景文件提变给管理节点服务器由管理节点服务器将任务甘发结系统中任意个计算节点渲染完成月每个节＾再将结果返目管理节点服务＊最月由管理服务器把视频信号鞠出ｌＩ视频设备或者＝维／视频Ｉ作站。成的时间就鲁很长，对于３Ｄ设计粪软件其主要运算是浮点运算而选择一款浮点性能出包的处理器无疑是提高Ｉ作效率的前提。ＡＭＤＩｎｔｅｌ处理器浮点莲算能力非常强大乩■会大★提高，Ｄ渲染的Ｉ作效率。由ｆ３Ｄ动女口计中对韭理器的依赖轻＾太多数图形Ｉ作站郡采用了多处理器结构，通过将３Ｄ设计较件±成的进程丹配到每十处理器上系统可以比较太幅度地提升软件的远行速度。般的多处理器系统都使用条总线连接处理器与北桥芯片在进行大量运算时势口会出现争夺数据带宽的情况而ＡＭＤＩｍｅｌ处理器构成的多处理器系统则是使用｝丌总线互连．在高负薮４算下这种结构更能亮分发挥处理器的性能。目前各个ＣＰＵｒ商都在一个硅片中放ｉ多个处理器或砉多个处理器的棱推目了双核ＣＰＵ并且向多核方向发展，管理节点±要承担两种任务为计算节点提供基本的网络服务以殛请度计算节点上的Ｉ作通常集群的工作调度程序应该运行在这十节点上。电脑动ｉ渲染是一十计算密集型的计算列ＣＰＵ的浮万方数据技玳与艺ｍ喜运算能力要求鞍高而胖节＾架构将使用更多的ＣＰＵ这由于集群渲染系统中的任意一个渲染节点都是依靠ＣＰＵ运算来完成场景的渲染工作渲染时需要的贴图文件和生成就增加Ｔ鳇程数有利于快速完成大规模的计算量。其发胖节点架构有利于性能的提高因为它采用一种进程，线程间通讯Ⅻ胖节点采用ＣＰＵ间通讯方式系统将任务卧刊对称地分布于多十ＣＰＵ之上从而极大地提高了整个系统的图片都放在ＮＡＳ文件系统里这是一个非实时的应用。集群溘＃对共享文件幕统的宴时性要求不高通过千兆以太网卡共享的女件§统Ｅ经能完全满Ｅ集中渲染的需求。但为了冗余和安全保证期间ＮＸｌ９５０配置了两个千兆以太同卡分的数据处理能力．而其他槊构则采用节点问网络通讯的方式矗所周知并行程序运算的瓶颈在于通讯过大韵通讯延迟将影响运算速度■胖节点很好地屏蔽７这点极大地提高了性能，另外胖节点架构对大内存支持节点中任何一配两个同一阿段的舻地址映射时每５个ＰＥ８６０对应一块千兆耐卡这样目以减少集中渲染时的ＮＡＳ网络拥挤并提高系统的可用性．个ＣＰＵ都可以使用节点内全部的内存在运行串行程序时这个程序可雌申请很大的内存。目时提供多线程的支持一个节点中采用多千ＣＰＵ这些ＣＰＵ±问可以进行多线程的并行。集群渲染系统的存储方式为ＮＡＳ高端视额制作网络使用的再储方式为ＳＡＮ两个系统不能直接进行数据交按。同时我们不希望所有的工作站都连在同一个子髓内因为这样有可能造成数据堵塞也蛤系统的安全性能带来很大的风险。因此袭们设计幕统的结构如图３所示。集群渲染节点罘用ＤＥＬＬＰＥＳＣ８６０服务＊其１０台每台配置两个Ｉｎｌｅｌ２１３ＧＩｔｚ双核至强处理器２ＧＢ内存两块１４６ＧＢＳＡＳ硬盘以厦两块千兆以太网卡，■Ｉ＝■目ｓ幽Ｉ霍重￡勤梧－Ｈ兰）全秉统由集群渲染工作网＝维动目工作同非编Ｉ作月以殛两个存储组威，这三个目之间是镀此的这样可“保证专阿专用提高网络带宽提高工作效率．两个存储为ＮＡｇ存储以爱ＳＡＮ存储目前非编工作同Ｒ访问ＳＡＮ■Ｉ管理节点采用ＤＥＬＬＰＥｌ４３５服务器配ｊ两个ＡＭＤ皓龙Ｌ８ＧＨｚ双核处理器２ＧＢ内存两堆１４６ＧＢＳＡＳ硬盘以爱两块千兆以太同卡。存储节点采用ＤＥＬＬＮＸｌ９５０ＮＡ￥系统该系统的ＮＡＳ服务器配置了主额高速２６６ＧＩｔｚ的双粒Ｉｎｔｅｌｉ强地４器４ＧＢ内存两块７３ＧＢｌ５０００转ＳＡＳ系统盘ＷｉｎｄｏｗｓＤａｔａ存储集中渲染同只访问ＮＡｇ存储而三推动画Ｉ作同则可同时访同ＮＡＳ和ＳＡＮ存储．这样设计的好处在于存储只与最常用的工作站点相连．如果最们把＝个网络都并起来形成一十大同的话所有的工作站点都可以与两十存储相连。但是实际情况中有些Ｉ作站点Ｒ有偶尔访问某十存储如０ｃｌ丑ｎｅ通常Ｒ访同ＳＡＮ存储Ｓｔａｇｅｓ…２００３操作系统。可以支持ＣＩＦＳＮＦ￥等同络站点来说㈣ｅ无疑降怔了其网络带宽；三个网相互的另一十好处在于病毒不能快速通过舟络传染。筏们将在原有的ＳＡＮ环境里建ｉ６个共享文件系统ｏｃＬａｒｍ】０ｃｌａｎｅ２（Ｉｃｔａｎｅ３很少访问ＮＡＳ存储，但对于那些经常访坷ＮＡＳ存储的工作文件系统。系统用于数据存储的外部存储采用了ＤＥＬＬＭＤ３０００阵刊。ＭＤ３０００阵列配重了口ＳＡＳ控制≈每个控制器有双ＳＡＳ端口和５１２ＭＢ缓存。ＭＩ）３（ＸＪＩＩ每个盘柜杳１５个盘位配置了５块３００ＧＢＳＡＳ硬盘总窖量选到Ｉ５ＴＢ；恤１—５女件§统分月ｌ对应５台脚∞系统ｓｈ眦女件系统ｏｃｔ蛐ｅ４ｏｃｔａｎｅ５ｓｈａｆｅ．其中万方数据§ｃｈｎｏｌｏｇ）作为通用共享系统。橐中渲染网内的渲挚计算节点Ｔ能直接访问ＳＡＮ因∞集群渲染网的存储特点与ＳＡＮ厨是不一样的。ＳＡＮ是设计应用于大容量存储文件长列间稳定码宰的数据交流而集中渲染的计算要求刚好相反小窖■频繁请求的数据盘魏。所渲※成８女件女浏览棺查＊染结果确认没问％可Ⅱ移１０ｓＧＩ吼上进行合成调用也可Ｈ直接调用±悴机进行再次效果合成．动自制作过ｇ中往＃需要大量的贴霞文件这些贴图文件的来源有多种＊道日能是从目络下载也可能是非墉以不建议集中渲染计算节点直接访问ＳＡＮｍ先把ＳＡＮ内的数据复制至ＮＡＳ或非鳊工作站直接生成到ＮＡＳｌ去完整的目络拓扑固如图４所示罘集的素材。当文件来自系统外柔道的时候就很可能被病毒感染∞果直接恃递到系统上使用有很大的风险，因此在集群壤染的这一Ｉ作模式病毒防范的工作日船＊ｉＰ峻的考验。我们需做＆更严密的防病毒措施●与§联网隔离整十系统与§联月物理蹋寓从而聃ｎ网络病毒的＾侵．●分日节点丹Ｅ管理，把服务器以及般的Ｉ作站分隔不允许其访问集群渲染日Ｒ务器把Ｉ作站按功能丹区只允许日内工作站互相访问不允许跨医访问ｔｏ禁可移动设备。提供一台或两台机器专门用于可移动设备的接＾并进行严格杀毒．从硬件或软件方面禁止一般用户使用本机的可移动设备●使用ｇｈｏｓｔ或影子系统。关键８Ｒ务器上作曲蛳备份或安装影子系统，女幕统廖染病毒或系统崩溃时可用于快速恢复．●设置目录管理权限。建立数据共享日域的存取权限动画制作人员在本机上进行建横调试材质灯光设定和动作设计项目运作开姑时在ＮＡＳ±建ｉ项目目录项目目录下设｛模型贴图等分项目文件夹。在建横的同时大量的贴圉资料必须进行采集静态的贴嘲可从Ⅱ联网扫描仪图片赍科库等途径搜集到ＮＡＳ上项目目录的贴目文件史动忠视频贴目从ＳＧＩ网络采集后迁以防止般用户恬改系统敏感数据．●安装蓉毒戟件；系统中专ｎ设置月台杀毒专用服务嚣一台在与连接的服务器上另一台在三维动画＊０作机房该机器装载最严密的杀毒软件如果有文件需要流＾集群系统就需要先在杀毒机器上进行杀毒处理确保文件干净的时壤才能传递到集群系统中使用。其中台杀毒专用服务移到ＮＡＳ上项目目录的贴图文件丧；在进行材质和灯光调整以及效果渲染时贴图文件指句ＮＡＳ上项目目录的贴图文件夹｛数据ｉ须从本机进行任何ｔ穆和拷Ⅲ），建摸调试材雁灯光设定和动作设计完成后需要进行器配备临时无限上同设备提供杀毒软件升级需要，小样渲染时只需启动集群渲染任务分发服务器的遥控终端进行集群渲染任务丹发设置开始集群渲染，渲染完成后集群寝染任务舟发服务器的遥控终端发＆追染完成信息动画制作人员在本机±打开ＮＡＳ上项目目录视频共享犏辑系统是基于ＳＡＮ的应用而集群渲染采用ＮＡＳ存储两个存储系统间的数据可通过千兆以太网进行沟通两个幕统魏相对互不干扰大大提高阿结应用的安全性．足ｊ相关联发挥网络共享的优势实现了ＣＸＦＳＳＡＮ与集群渲染ＮＡＳ系统的完美结台：经测试集群渲染系统的鍪体速度达到般三雏目形Ｉ作站单机渲染的１５倍￥２５倍以±集群渲染系统的建立ｉ足于对主流的三维软件比如ＭＡＹＡ３ＤＳＭＡＸ和主流的＝维合成软件如ＣｏｍｂｕｓｌｏｎＴ的渲染成品文件夹浏览检查小样结果ｃ数据无须进行任何迁移和拷Ⅲ｝．确认小样经恬改导演确认后启动集群渲染任务分发服务器的遥控终端进行集群渲染任务分发设置开始最后效果的集群渲染．渲染完硅月集群渲染任务＊发服务器的遥控终端发＆渲染完成信息动画制作人员在本机上打开ＮＡＳ上项目目录下的等都有比较良好的支持以夏较高的运行效率该同络的建成太大增强节目包装Ⅱ务§产能力为广东台节目和ｍ务的发展打下！实的基础豳万方数据ⅢＫ目Ａｎｌ■０
