目前，新一代科技的不断发展促使许多行业发生了巨大的变化，尤其是媒体和娱乐行业。目前，消费者对图像质量和CG动画效果提出了更高的要求，从而加速了广播电视台和电影院向流媒体娱乐转变的趋势。
\u2003\u2003随着3D动画产业的发展，实时渲染技术已经应用于虚拟现实、3D游戏等领域。单一的渲染系统无法计算渲染过程中的海量数据。如果想要实现3D场景的实时渲染，分布式渲染系统应该是一个比较好的选择。在一般的分布式渲染系统中，不需要考虑场景的优化，所以同一个场景在不同的系统中会渲染出相同的效果。而分布式实时渲染系统则不同。为了达到良好的实时渲染效果，需要采用一定的技术对场景进行优化，从而减少计算量，提高渲染效率和质量。
蔡波传媒成立于1993年，在前期创意、影视拍摄、后期制作、技术研发等方面积累了丰富的经验。这次比特网邀请了传媒前期部总监沈，请他给我们谈谈计算能力在实时渲染中的重要性，以及GPU在日常渲染中能起到什么作用。
算力如何改变实时渲染？
\u2003\u2003首先我们要知道什么是实时渲染。简单来说，实时渲染就是计算机把数据一帧一帧的渲染成画面，最后呈现在屏幕上。但是每一帧的数据都是不断变化的，所以每一帧的画面呈现都是不断运行的。
\u2003\u2003比如我们玩的游戏，游戏中的每一帧都要响应玩家操作带来的变化。所以游戏必须实时渲染，因为每一帧的时间都很短。因此，实时渲染需要非常高的计算速度，也就是对计算能力的要求非常高。在大多数情况下，实时渲染通过牺牲一些准确性来实现肉眼看起来真实的效果。
\u2003\u2003一般制作公司或个人的服务器使用CPU渲染单张。即使是一张单独的渲染图也可能需要几个小时才能完成渲染，更大的甚至需要几天才能渲染完成。因此，计算能力的强弱直接影响制造效率和精度。
\u2003\u2003据传媒前期部总监沈介绍，2017年上线的传媒《昆塔：反转星球》是第一部全部由GPU渲染的动画电影。他认为“GPU渲染比之前采用的CPU渲染有很多优势”。
\u2003\u2003蔡波传媒在这个项目中，首先要实现的目标是基于虚幻\u2002Engine实现场景的背面投影，即实现“最终\u2002in\u2002camera”所见即所得的拍摄方式。而且需要驱动800平米大小，8米左右高的屏幕，这在以前是CPU渲染几乎不可能完成的任务。这时，蔡波媒体找到NVDIDA进行基于GPU的实时渲染测试。
\u2003\u2003其实除了蔡波传媒之外，Pixomondo等视效制作公司都发布了他们的nDisplay集群渲染测试样本，这也说明了全世界的大型视效公司都在围绕GPU实时引擎改变他们的制作流程。
\u2003\u2003依托GPU的超强计算能力，蔡波传媒联合国内多家LED厂商，启动了高分辨率LED屏的技术指标测试，目标是开发出符合电影拍摄标准的高品质LED面板。与此同时，软件和引擎部分蔡波传媒联合Epic China开始了对包裹式环形屏幕点对点像素驱动的多项技术研究，最终实现了巨型环形屏幕的高帧率实时运行。
GPU在渲染方面展现怎样实力？
\u2003\u2003我们都知道之前很多视频制作公司都是使用CPU进行渲染，但是效率并不理想，现在主流方向已经倾向于GPU进行渲染。其实GPU和CPU的区别主要体现在处理任务的方式不同。CPU是针对串行任务优化的核心组件，而GPU是大规模并行架构，拥有更小、更高效的核心组件。所以在处理特定数据的时候，GPU可以比CPU高效很多。
\u2003\u2003以NVIDIA显卡为例说明其采用CUDA并行计算架构，可以让GPU参与解决复杂的计算问题。然后在NVIDIA提供的CUDA\u2002SDK的帮助下，用户可以更容易的让GPU参与计算。而且主流应用和渲染器开始支持GPU参与辅助计算，也大大提高了其效率。
\u2003\u2003渲染场景时，实际上是在跟踪场景的光线。当光源发出的光遇到物体表面时，一般会有一些反射、折射、吸收等现象。当反射或折射的光线遇到其他物体表面时，这种现象会反复发生，但每次反射和折射后光线会被部分吸收，光线的强度会逐渐减弱。其实整个渲染过程就是提取场景，然后对提取的光线进行追踪计算，直到衰减到一定程度。
\u2003\u2003可见渲染对重复的计算能力要求很高，这是GPU擅长的。
NVIDIA能提供多大助力？
\u2003\u2003在蔡波传媒的项目前期，NVIDIA为他们提供了Quadro\u2002RTX8000专业显卡，并为多屏同步的算法优化提供技术支持。
\u2003\u2003借助Quadro\u2002RTX\u20028000的性能，他们搭建了一个由多台服务器组成的nDisplay集群，虽然。在底层，实现原理类似于ILM的“体积”，但分辨率和像素数都是“体积”的数倍，驱动难度更加艰巨。最后，蔡波媒体完成了一个巨型LED包裹的环形屏幕，可以满足8K取景的实际拍摄。
\u2003\u2003此外，蔡波传媒还利用NVIDIA的光线追踪技术，实现了在《final\u2002in\u2002camera》所见即所得拍摄过程中产生的虚拟偶像3354“Sad When Sad”。在强大计算能力的支持下，“Sad”有着接近真人的质感，她的使命就是呈现数字。
事实上，NVIDIA能够提高生产力的远不止这些：
\ u 2003 \ u 2003一、人工智能：NVIDIA \ u 2002 Quadro \ u 2002 RTX \ u 2002 GPU旨在加速深度学习任务，减少工作流冗余，使用NVIDIA\u2002NGX简化内容创建，加速动画制作，并扩展图像和视频处理的可能性。
\u2003\u2003二、虚拟化：在NVIDIA\u2002Quadro虚拟数据中心工作站Quadro\u2002vDWS或NVIDIA\u2002GRID软件和NVIDIA\u2002GPU的帮助下，媒体和娱乐专业人员可以确保项目的安全进度，同时扩展计算资源以满足特定项目的需求。
\ u 2003 \ u 2003三、\u2002VR、AR和混合现实技术：NVIDIA \ u 2002 VR-ready \ u 2002 GPU通常可以引入真实物体、触觉反馈和运动模拟技术，从而增强参与者的临场感和兴奋感。
目前，NVIDIA凭借其在高性能计算领域强大的芯片实力和浮点计算能力，可以实现多种光线渲染的对比图片和视频，呈现足以模拟的视觉效果。因此，利用英伟达提供的技术将有助于行业专业人士和相关爱好者创作更高质量的影视娱乐作品。
写在最后
\u2003\u2003从蔡波传媒的这个虚拟偶像项目来看，他们试图打通技术层面的各个环节，来证明实际制作中计算能力的支持的可靠性。在底层技术的支持下，他们通过生产不同类型的实时、交互、高效、轻量的虚拟偶像，完成了虚拟内容的工业化生产，匹配了不同市场的需求。从而打造更真实的虚拟偶像。
\u2003\u2003此外，5G、8K、虚拟生产将成为未来重要的生产趋势，这些都需要计算能力的强大支撑。面对未来风起云涌的虚拟世界，我们更期待GPU带来的惊喜。
3D渲染技术
3DS是一个非常强大的程序，具有许多需要时间和练习才能掌握的特性和功能。但是相对早的掌握基础知识就足够直观了，创作的可能性真的很大。当然，设计过程的部分美妙之处在于，你总是有改进工作方式和回顾创作的空间。
若要渲染大型场景(如城市)，请尝试将场景划分为不同的区域，将它们保存在不同的3ds Max文件中，然后在最后一起渲染。使用外部参考对象将它们组合在一起，以便在处理具有大量几何体的场景时，可以在每个区域中工作而不会损失任何性能。
在3ds Max中建模或处理几何体时，请始终使用1:1的比例，并为元素提供逻辑名称。在复杂场景下，识别“茶几”比识别“盒子”要容易得多。使用层和组功能将多个元素组合在一起，当重复同一件事情时，创建实例而不是直接复制。这样，当您对项目进行几何或材质更改时，所有实例都会相应地更改。
使用3ds Max的填充功能，将大量的人从内置库中放置到场景中。如果沿着路径放置并完全纹理化，它们将在静止站立或行走时预先动画化，以实现轻微的身体运动。仅建模您需要的模型。
通过线性工作流，你会在渲染中获得更好的光照和光线衰减。选择伽玛/LUT校正，不要使用Vray颜色映射到伽玛校正和2.2伽玛。此外，在新作业页面中，您需要检查设置。
在进入详细建模之前，在3ds Max中移动相机以选择所需的视点和帧镜头。这样你只需要对摄像头能看到的东西进行建模，这样就节省了很多时间。这也将有助于避免在试图捕捉整个场景的不切实际的广角图像中展示所有硬建模的诱惑。
相反，尝试使用窄角镜头。如果你真的需要包括更多的场景，把相机拉回来，用切割平面把前景元素从视图上切下来。尝试使用低分辨率模型作为基础来测试你的照明。高分辨率模型会减慢渲染时间，所以不要在场景中设置太多的灯光。只使用一盏灯，然后小心地一盏一盏地添加更多的灯，
渲染软件允许对相机和环境设置进行无休止的调整，以绕过现实世界的摄影限制，从而产生非常具体的图像，但这样做总是会产生明显的CGI外观。如果你采用尝试复制真实摄影的想法，你的图像将开始具有摄影质量。
渲染插图时，请充分利用渲染元素。Z-Depth非常适合在Photoshop中营造氛围。我将使用3ds Max并使用Photoshop的颜色选择器来生成Z深度，以选择建筑物后面的区域。这允许我画云和雾来增加气氛。可以使用3ds Max的体积雾来实现类似的氛围。
观察你周围的世界，寻找不同材料和表面在不同光线条件下的表现的线索。在自然界中，你很少会发现完全纯黑或者纯白，所以请避免使用纯黑RGB值为0，会吸收所有打在上面的光线，而纯白RGB值为255，会反射所有光线。
同样，你也很少会发现有尖锐边缘的实物。平滑的90度边缘使对象在其光源下看起来更真实。平滑锐边
在真实的环境中建立你的灯光设置，你的材质纹理和颜色会更有说服力。在自动模式下，在与你渲染相似的环境下拍照，注意相机使用的快门速度、光圈和ISO速度。将这些值应用到3ds Max中的物理相机，并调整光源的强度(例如，HDRI或太阳)，直到最终渲染的照明级别与真实照片中的照明级别相似。现在，您已经使用真实世界的值基本建立了照明设置，您可以调整物理相机的设置来控制照明，就像拍摄真实照片一样。
您可能仍然需要在场景周围添加补光灯来突出某些元素，但它们的强度现在将有一个现实的基础，并且您将避免被严重吹走的区域和过度的反射。请记住，场景中的光源和反射材质越多，完成渲染所需的时间就越长。
始终将渲染保存为32位TIFF文件，而不是JPEG文件。JPEG是一种压缩格式，它会限制后期制作中可以处理的信息量。32位TIFF是一种未压缩的文件，它使您能够更好地控制后期制作照明和曝光调整。
组织项目文件至关重要。Max有一个内置工具，允许您管理项目内容。重置场景并管理项目的新位置。这样，所有路径(包括栅格、预览或纹理的导出)都将位于新创建的一组正确命名的文件夹中的正确位置。确保使用UNC文件系统(转到首选项文件并选中将文件路径转换为UNC)。
3DS是一个非常复杂的程序。定期检查最新的服务包，以确保实施了任何更新和错误修复。由于这种复杂性，3ds Max也容易发生意外崩溃。请确保在进行任何重大更改或开始渲染之前保存它。您还应该进行增量保存，以确保在当前保存损坏时可以恢复到备份文件。Max有增量保存的功能(点击按钮将文件另存为)，每次保存时文件名都会加上数字后缀。
底纹云是目前唯一全面拥抱公有云的云渲染平台。海量节点可以动态扩展。是国内大规模、快速的云渲染服务平台，可以N多台机器同时渲染。
明暗处理支持渲染支持3ds max，SketchUp，渲染器VRay，FS，Corona，明暗处理支持软件maya，3ds max，C4D，Houdini，Clarisse，Katana，Keyshot，Blender，Vred等。