Adottare il rendering tramite GPU dal 2016.

Abbandonare il tradizionale sistema di renderizzazione basato su CPU (processore workstation/pc) per adottare quello tramite GPU (processore scheda video) è una decisione importante. Che tu sia un freelance o faccia parte di un gruppo creativo più grande, ci sono così tante cose da prendere in considerazione, che avere una visione più ampia può essere particolarmente utile. L'ascesa dei sistemi di rendering GPU-based sta crescendo sempre di più. L'alternativa alle CPU, lavorare con le GPU, è sempre di più un'opzione allettante. Ma vale davvero la pena sfruttare ancora la potenza della CPU? I team di sviluppo di varie software house hanno impiegato anni per sviluppare i loro renderer GPU-based; spesso parallelamente alle versioni CPU-based. I renderer migliorano, soprattutto nello sfruttamento delle risorse hardware e quest'ultimo è sempre più efficiente.

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Ecco alcuni spunti di riflessione sulle ragioni per cui la GPU è la via preferibile dal 2016.
  • RENDER FISICAMENTE CORRETTI E PREDITTIVI
    Ho messo questo punto per primo perchè rappresenta la base di partenza. La scopo comune è quello della rappresentazione della realtà cercando di essere maggiormente aderenti al mondo che ci circonda. Ho più volte spiegato nei miei interventi, workshop, ma soprattutto nei miei corsi, cosa si intenda per render predittivo e fisicamente corretto. Il percorso per ottenerlo è legato alla fisica reale. La riproduzione del comportamento di luci e materiali deve essere corretta ed accurata. Il processo, pur non essendo appannaggio esclusivo, è facilitato dai renderer unbiased e dallo sfruttamento delle più potenti risorse hardware. QUI un articolo per l'approfondimento.
  • POTENZA E VELOCITA'
    Nel mondo competitivo della CGI, il successo può essere rappresentato da qualcosa di più che la sola qualità dell'immagine. Reagire rapidamente alle richieste o evitare colli di bottiglia nei render, è di vitale importanza. In questo caso il calcolo del rendering con GPU vi viene in aiuto. Le GPU possono darvi risultati in tempi significativamente più veloci. Un processo di rendering veloce, significa anche essere in grado di procedere nel proprio lavoro, senza dover attendere per visualizzare l'effetto di una modifica della geometria, luce o shader. Questo ha un effetto positivo sulla creatività e, successivamente, sulla qualità del risultato finale.
  • RAFFORZARE LA PARTE ARTISTICA
    L'adozione di renderer GPU-based consente  di avere il proprio peso dal punto di vista creativo e di produrre un lavoro di qualità superiore. Effetti complessi come la profondità di campo (dof), la sfocatura di movimento (motion blur), le caustiche e l'illuminazione globale/artificiale sono impiegate facilmente nelle scene 3D, senza un significativo aggravio nei tempi di calcolo. Un singolo 3D artist con quattro GPU di fascia alta, installate su un singolo computer, può competere con le prestazioni di diverse macchine con CPU. Con costi di elettricità simili e una frazione dello spazio fisico occupato.
  • FLESSIBILITA' DEL PROCESSO PRODUTTIVO
    I render fisicamente corretti possono essere una novità non ancora apprezzata dal mercato. Ma sono estremamente duttili in un processo di produzione di più ampio respiro. L'attuale richiesta di prodotto è fortemente legata ad immagini di tipo illustrativo, enfatizzate dalla post produzione. Il render tramite GPU basato sulla fisica reale, soprattutto per quanto concerne l'illuminazione e i materiali fisicamente corretti (MDL per fare un esempio), è sia un prodotto simulativo, che una base realistica e fisicamente corretta dalla quale partire per effettuare, a richiesta del committente, la post produzione. Che ci porta al render di tipo illustrativo richiesto dal mercato. Due prodotti in uno.
Light Path Expression
  • SCOMPOSIZIONE E RI-COMPOSIZIONE DELL'IMMAGINE
    Sfruttare una delle peculiarità come la scomposizione dell'unica immagine renderizzata in differenti "canali". Una volta finito il calcolo di un solo render, che può durare anche molte ore, previa impostazione avremo il salvataggio automatico di più immagini. Ogni immagine rappresenterà una caratteristica differente. NVIDIA Iray, per fare un esempio, tramite il Light Path Expression (LPE), offre la possibilità di salvare immagini differenti per fonte luminosa, riflessi generali o su un un singolo oggetto, caustiche, enviroment, una mappa per la correzione colore selettiva e molto altro. Questo processo lascia al 3D artist spazio per intervenire tempestivamente e più velocemente ma soprattutto la possibilità di accendere, spegnere o attenuare e modificare, la temperatura colore di ogni singola fonte di illuminazione. Immaginate di poter comporre infinite varianti della stessa ambientazione, in pochissimo tempo e con un range di possibilità pressoché illimitato. Infiniti prodotti in uno.
  • CRESCITA MENO DOLOROSA
    Come uno studio di effetti visivi fiorente cresce in organico, allo stesso modo crescono i costi. La scalabilità offerta dal rendering GPU può essere d'aiuto. Equiparando una GPU ad un render none CPU, uno studio basato su quest'ultima tecnologia, avrebbe bisogno di molti meno computer per ottenere lo stesso risultato. Questo si traduce direttamente in meno spazio, meno alimentazione, meno licenze software. Un singolo PC può contenere 3/4 schede video in un'unico case, con 
    facilità di sostituzione per l'aggiornamento con tecnologie più recenti o di fascia più alta. Una singola scheda grafica (GPU) è di fatto un render node (CPU).
  • FARE OGGI IL RENDER DI DOMANI
    Molti team di sviluppo stanno investendo nel rendering GPU. Quest'anno assisteremo all'uscita delle prime GPU realizzate con la più moderna tecnologia a 16nm (nanometri). 
    Questo senza dubbio significherà un notevole passo avanti in termini di prestazioni computazionali con un singolo investimento. Inoltre le nuove GPU Pascal Geforce X80/X80Ti e X80Titan alloggeranno rispettivamente 4096/4120/6144 CUDA cores cisacuna con tagli di memoria GDDR5 o HBM2 di 6/8/16GB, il che significa che scene più grandi saranno caricabili e renderizzabili in GPU. Numeri quasi doppi rispetto all'attuale generazione Maxwell offriranno grandi prestazioni e grande usabilità, con consumi ancora più bassi e rispettivamente di 175/225/225 Watts.
  • OTTIMIZZAZIONE E RIDUZIONE TEMPISTICHE
    Un argomento che non è appannaggio esclusivo del processo di renderizzazione tramite GPU ma abbraccia tutto l'insieme, è l'ottimizzazione. Materiali e shader eccessivamente complessi, a volte oltre il necessario, errori sistematici di modellazione, illuminazione delle scene scarsa o mal progettata, possono aumentare sensibilmente il tempo di calcolo dei render. Con qualsiasi renderer. L'attenzione a quanto sopra citato, sicuramente porterà benefici, tempi più bassi e conseguenti investimenti in hardware più accettabili.
  • GPU = FUTURO?
    Sta a voi decidere. Problemi da risolvere e sfide da affrontare, ce ne sono e ce ne saranno sempre. Anni fa probabilmente non lo avrei consigliato, pur avendo abbracciato il sistema GPU con l'adozione di Iray in produzione. Ma i consumi si abbassano ad ogni nuova generazione, le prestazioni aumentano ad ogni nuova uscita, ed i renderer si fanno sempre più performanti. Come ho detto all'inizio di questo articolo, le GPU potrebbero essere la scelta preferibile per il futuro. A voi la scelta.

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