Что такое средство визуализации на GPU

Обновлено: 04.07.2024

Чтобы включить отрисовку с помощью графического процессора, перейдите в меню «Настройки» ‣ Система ‣ Cycles Render Devices и выберите CUDA, OptiX, HIP или Металл. Затем вы должны настроить каждую сцену для использования рендеринга графического процессора в Свойства ‣ Рендеринг ‣ Устройство.

Технологии рендеринга

Blender поддерживает различные технологии рендеринга на графическом процессоре в зависимости от конкретного производителя графического процессора и операционной системы.

Для всех технологий рендеринга с помощью графического процессора Open Shading Language не поддерживается.

CUDA — NVIDIA

OptiX — NVIDIA

OptiX поддерживается в Windows и Linux и требует графических карт Nvidia с вычислительными возможностями 5.0 и выше и версии драйвера не ниже 470. Чтобы убедиться, что ваш графический процессор поддерживается, см. список графических карт Nvidia, на которых лучше всего работает OptiX. Видеокарты RTX с аппаратной поддержкой трассировки лучей (например, Turing и выше).

ХИП – AMD

Поддерживаемые графические процессоры включают:

Серия AMD Radeon RX 5000

Серия AMD Radeon RX 6000

Серия AMD Radeon Pro W6000

Дополнительную информацию о видеокартах AMD и их архитектурах можно найти на веб-сайте AMD.

Режим расширения Clip в узле текстуры изображения не поддерживается.

Металл – Apple (macOS)

Metal поддерживается на компьютерах Apple с графическими картами Apple Silicon или AMD. macOS 12.2 требуется для использования Metal с Apple Silicon, а macOS 12.3 требуется для использования Metal с видеокартами AMD.

Часто задаваемые вопросы

Почему Blender не отвечает во время рендеринга?

Во время рендеринга видеокарта не может перерисовать пользовательский интерфейс, из-за чего Blender не отвечает. Мы пытаемся избежать этой проблемы, возвращая управление графическому процессору как можно чаще, но полностью плавное взаимодействие не может быть гарантировано, особенно в тяжелых сценах. Это ограничение графических карт, для которого не существует реального решения, хотя в будущем мы сможем несколько улучшить его.

Если возможно, лучше установить несколько графических процессоров, используя один для отображения, а другой для рендеринга.

Почему сцена, которая обрабатывается ЦП, не обрабатывается ГП?

Причин может быть несколько, но наиболее распространенной является нехватка памяти на вашей видеокарте. Как правило, графический процессор может использовать только тот объем памяти, который находится на графическом процессоре (дополнительную информацию см. в разделе Увеличивают ли несколько графических процессоров доступную память?). Обычно это намного меньше, чем объем системной памяти, к которому может получить доступ ЦП. С устройствами CUDA, OptiX, HIP и Metal, если память графического процессора заполнена, Blender автоматически попытается использовать системную память. Это влияет на производительность, но обычно приводит к более быстрому рендерингу, чем при использовании рендеринга ЦП.

Можно ли использовать несколько графических процессоров для рендеринга?

Да, перейдите в «Настройки» ‣ «Система» ‣ «Панель вычислительных устройств» и настройте его по своему усмотрению.

Увеличат ли несколько графических процессоров доступную память?

Как правило, нет, каждый графический процессор может обращаться только к своей собственной памяти, однако некоторые графические процессоры могут совместно использовать свою память. Это можно включить с помощью распределенной памяти между устройствами.

Что рендерится быстрее?

Это зависит от используемого оборудования. Различные технологии также имеют разное время вычислений в зависимости от тестируемой сцены. Для получения самой последней информации о производительности различных устройств просмотрите ресурс Blender Open Data.

Сообщения об ошибках

В случае возникновения проблем обязательно установите официальные графические драйверы с веб-сайта производителя графического процессора или через диспетчер пакетов в Linux.

Неподдерживаемая версия GNU

В Linux, в зависимости от вашей версии GCC, вы можете получить эту ошибку. Список поддерживаемых версий GCC см. в Руководстве по установке Nvidia CUDA для Linux. Есть два возможных решения этой ошибки:

Используйте альтернативный компилятор

Если у вас установлена более старая версия GCC, совместимая с установленной версией инструментария CUDA, вы можете использовать ее вместо компилятора по умолчанию. Это делается установкой переменной окружения CYCLES_CUDA_EXTRA_CFLAGS при запуске Blender.

Запустите Blender из командной строки следующим образом:

(Замените имя или путь совместимого компилятора GCC).

Удалить проверки совместимости

Если вышеуказанное не помогло, удалите следующую строку в /usr/local/cuda/include/host_config.h:

Это позволит Cycles успешно скомпилировать ядро рендеринга CUDA при первой попытке использовать ваш GPU для рендеринга. После успешной сборки ядра вы можете запустить Blender, как обычно, и ядро CUDA по-прежнему будет использоваться для рендеринга.

Ошибка CUDA: ошибка компиляции ядра

Эта ошибка может возникнуть, если у вас новая видеокарта Nvidia, которая еще не поддерживается версией Blender и установленным вами набором инструментов CUDA.В этом случае Blender может попытаться динамически собрать ядро для вашей видеокарты и потерпеть неудачу.

В этом случае вы можете:

Проверьте, поддерживает ли последняя версия Blender (официальная или экспериментальная сборка) вашу видеокарту.

Если вы создаете Blender самостоятельно, попробуйте загрузить и установить более новый набор инструментов разработчика CUDA.

Обычно пользователям не нужно устанавливать набор инструментов CUDA, поскольку Blender поставляется с предварительно скомпилированными ядрами.

Ошибка: недостаточно памяти

Обычно это означает, что недостаточно памяти для хранения сцены для использования графическим процессором.

Один из способов сократить использование памяти — использовать текстуры меньшего разрешения. Например, текстуры изображений 8k, 4k, 2k и 1k занимают соответственно 256 МБ, 64 МБ, 16 МБ и 4 МБ памяти.

Драйвер Nvidia OpenGL потерял соединение с драйвером дисплея

Если графический процессор используется как для отображения, так и для рендеринга, Windows имеет ограничение на время, в течение которого графический процессор может выполнять вычисления для рендеринга. Если у вас особенно тяжелая сцена, циклы могут занимать слишком много времени графического процессора. Уменьшение размера плитки на панели «Производительность» может облегчить проблему, но единственное реальное решение — использовать отдельные видеокарты для отображения и рендеринга.

Другим решением может быть увеличение времени ожидания, хотя это сделает пользовательский интерфейс менее отзывчивым при рендеринге тяжелых сцен. Узнайте больше здесь.

Ошибка CUDA: неизвестная ошибка в cuCtxSynchronize()

Неизвестная ошибка может быть вызвана многими причинами, но одна из возможных заключается в тайм-ауте. Решения см. в приведенном выше ответе.

Визуализация с помощью графического процессора — это использование графического процессора для автоматического создания двухмерных или трехмерных изображений из модели с помощью компьютерных программ.

Что такое GPU-рендеринг?

Графический рендеринг использует видеокарту для рендеринга вместо центрального процессора, что может значительно ускорить процесс рендеринга, поскольку графические процессоры в первую очередь предназначены для быстрого рендеринга изображений. Графические процессоры были представлены в ответ на приложения, интенсивно использующие графику, которые нагружали ЦП и снижали производительность вычислений.

ГП-рендеринг берет один набор инструкций и запускает их на нескольких ядрах с несколькими данными, уделяя особое внимание параллельной обработке одной конкретной задачи и высвобождая ЦП для выполнения различных последовательных задач обработки. Растеризация — метод рендеринга, используемый всеми современными графическими картами, — геометрически проецирует объекты сцены на плоскость изображения, что является очень быстрым процессом, но не включает расширенные оптические эффекты.

Визуализация с ускорением на GPU пользуется большим спросом для различных приложений, включая аналитику с ускорением на GPU, графику 3D-моделей, обработку нейронной графики в играх, виртуальную реальность, инновации в области искусственного интеллекта и фотореалистичную визуализацию в таких отраслях, как архитектура и анимация. , кино и дизайн продукта.

В таких приложениях, как пользовательские интерфейсы смартфонов с более слабыми процессорами, для 2D-приложений может быть включен принудительный рендеринг с использованием графического процессора, чтобы увеличить частоту кадров и плавность. Чтобы определить, когда следует включить принудительный рендеринг с помощью графического процессора, используйте профильный инструмент рендеринга с помощью графического процессора, который выявляет узкие места, измеряя время рендеринга кадров на каждом этапе конвейера рендеринга.

ЦП и рендеринг на графическом процессоре

Способы обработки данных центральным и графическим процессорами в основном схожи, однако там, где центральный процессор превосходно справляется с несколькими задачами, графический процессор является более мощным и может очень быстро справиться с некоторыми конкретными задачами.

ГП заметно быстрее ЦП, но только для определенных задач. Графические процессоры могут иметь некоторые ограничения при рендеринге сложных сцен из-за проблем с интерактивностью при использовании одной и той же видеокарты как для рендеринга, так и для отображения, или из-за нехватки памяти. И хотя ЦП лучше всего подходят для однопоточных задач, задачи современных игр становятся слишком тяжелыми для графического решения ЦП.

Некоторые преимущества и недостатки рендеринга ЦП включают:

Разработка для ЦП в большинстве случаев проще, так как добавление дополнительных функций упрощается. Кроме того, разработчики, как правило, больше знакомы с программированием на ЦП.
ЦП могут реализовывать алгоритмы, которые не подходят для параллелизма.
ЦП имеет прямой доступ к жестким дискам и основной системной памяти, что позволяет ему хранить больший объем данных в виде системной памяти, расширяемой и более экономичной.
Программы для ЦП, как правило, более стабильны и лучше настраиваются благодаря зрелости доступных инструментов.
ЦП плохо сочетаются друг с другом: их конструкции часто меняются, и для обновления требуется новая материнская плата, что может быть очень дорогостоящим.
ЦП неэффективны с точки зрения энергопотребления, расходуя большое количество энергии для обеспечения результатов с малой задержкой.

Некоторые преимущества и недостатки рендеринга с помощью графического процессора:

Масштабируемость в настройках рендеринга с несколькими GPU.
Решения для рендеринга с использованием графического процессора потребляют меньше энергии, чем процессоры.
Повышение скорости. Многие современные системы рендеринга подходят для программного и аппаратного обеспечения графического процессора, которые предназначены для массовых параллельных задач и могут обеспечить более высокую общую производительность.
Снижение затрат на оборудование благодаря увеличению вычислительной мощности.
ГП не имеют прямого доступа к основной системной памяти или жестким дискам и должны обмениваться данными через ЦП.
ГП зависят от обновлений драйверов для обеспечения совместимости с новым оборудованием.

Использование рендеринга ЦП и ГП полностью зависит от потребностей потребителя в рендеринге. Архитектурная индустрия может больше выиграть от традиционного рендеринга на ЦП, который занимает больше времени, но обычно генерирует изображения более высокого качества, а компания VFX может больше выиграть от рендеринга на ГП, который специально разработан для управления сложной обработкой с интенсивным использованием графики. Лучший графический процессор для рендеринга зависит от предполагаемого использования и бюджета.

Что такое GPU-рендерер?

Модуль рендеринга на GPU или модуль рендеринга с ускорением на GPU – это разработанная программа, основанная на таких дисциплинах, как физика света, математика и визуальное восприятие. Сегодня на рынке представлено большое разнообразие средств визуализации на GPU, некоторые из которых предлагают как решения для визуализации на основе ЦП, так и решения для визуализации на основе графического процессора, а также возможность простого переключения между ними одним щелчком мыши.

Популярные примеры визуализаторов на GPU: Arion (Random Control), Arnold (Autodesk), FurryBall (Art And Animation Studio), Iray (NVIDIA), Octane (Otoy), Redshift (Redshift Rendering Technologies) и V-Ray. РТ (Группа Хаос).

Рендеринг на GPU и программный рендеринг

Программный рендеринг — это процесс создания изображения из модели с помощью программного обеспечения в ЦП, независимо от ограничений графического оборудования. Программный рендеринг классифицируется как программный рендеринг в реальном времени, который используется для интерактивного рендеринга сцены в таких приложениях, как трехмерные компьютерные игры, при этом каждый кадр визуализируется за миллисекунды; или в качестве предварительного рендеринга, который используется для создания реалистичных фильмов и изображений, в которых создание каждого кадра может занять несколько часов или даже дней.

Главная привлекательность программного рендеринга — это возможности. В то время как аппаратное обеспечение для рендеринга с помощью графического процессора, как правило, ограничено его нынешними возможностями, программный рендеринг разработан с полностью настраиваемым программным обеспечением, может выполнять любой алгоритм и может масштабироваться с использованием многих ядер ЦП на нескольких серверах.

Программное обеспечение также может использовать различные парадигмы рендеринга. Программный рендеринг сохраняет статическую 3D-сцену для рендеринга в своей памяти, в то время как модуль рендеринга производит выборку по одному пикселю за раз. Рендеринг на графическом процессоре визуализирует сцену по одному треугольнику за раз в буфер кадра. Такие методы, как трассировка лучей, которые направлены на создание световых эффектов и чаще реализуются в программном обеспечении, используют программный рендеринг вместо рендеринга с помощью графического процессора.

Рендеринг с использованием графического процессора позволяет творческим специалистам использовать свою видеокарту (вместо ЦП) для рендеринга. Это может значительно ускорить рендеринг, поскольку новейшие графические процессоры предназначены для существенной обработки. При поиске идеальной системы рендеринга с помощью графического процессора вы найдете эти современные графические процессоры и многое другое в настольных рабочих станциях рендеринга на графическом процессоре BOXX и стоечных системах, специально созданных для рендеринга на графическом процессоре.

Независимо от того, переходите ли вы с рендеринга на ЦП, обновляете свои текущие рабочие станции рендеринга на ГП или только начинаете использовать выделенный рендеринг в целом, BOXX предлагает широкий спектр надежных решений для рендеринга на ГП, адаптированных к вашему конкретному рабочему процессу и требованиям. а также экспертную информацию, необходимую для принятия обоснованного решения.

Выберите программное обеспечение

Первый в мире беспристрастный, спектрально корректный движок рендеринга на графическом процессоре OctaneRender® обеспечивает невероятное качество и скорость для рабочих процессов 3D-дизайна, САПР и мультимедиа.

Мощный модуль рендеринга с ускорением на графическом процессоре, разработанный для высококачественного производственного рендеринга, Redshift легко интегрируется в Autodesk 3ds Max, Maya, Cinema 4D и другие творческие рабочие процессы.

От архитектурной визуализации и дизайна продуктов до визуальных эффектов для художественных фильмов и телепередач V-Ray является одним из самых популярных в мире графических процессоров для рендеринга среди творческих профессионалов.

Локальный или сетевой рендеринг

Важным соображением при рендеринге является то, следует ли запускать задания локально или в сети. Окончательное решение может быть личным, основанным на затратах или стандартах, или быть оптимальным выбором для вашей организации.Прежде чем принять решение, рассмотрите следующие плюсы и минусы:

Локальный рендеринг предоставляет известный, надежный, выделенный ресурс рендеринга, который может быть идеальным, если вы выполняете рендеринг несколько раз в день и ваши задания не слишком велики. Однако рабочая станция для рендеринга с помощью графического процессора ограничивает количество графических процессоров или ядер ЦП и может быть слишком громкой.

Визуализация по сети легко расширяется и ускоряет крупномасштабную детализированную визуализацию. Хотя системы рендеринга, устанавливаемые в стойку, являются специализированными и лишены некоторых возможностей настольной рабочей станции, они легко компенсируют это высокой плотностью и мощностью. Первоначальные системные затраты также выше, но сетевая ферма рендеринга имеет преимущество в эффективности использования ресурсов.

Сетевые менеджеры рендеринга

Когда нескольким пользователям требуются ресурсы для рендеринга, может понадобиться сетевой менеджер рендеринга. Эти автономные программные пакеты позволяют управлять последовательностями рендеринга и устанавливать приоритеты заданий путем приостановки и возобновления. Они также поддерживают распределение заданий рендеринга между несколькими настольными или стоечными системами. Управление и автоматизация, предоставляемые сетевыми менеджерами рендеринга, могут быть чрезвычайно полезными для ускорения производства визуальных эффектов.

Хотя доступны бесплатные варианты с открытым исходным кодом, такие как Alfanasy, большинство профессионалов предпочитают использовать более мощные полнофункциональные решения, такие как PipelineFX Qube! Или Крайний срок AWS Thnkbox.

ПО для рендеринга с поддержкой NVIDIA RTX

Технология Turing с трассировкой лучей в реальном времени предлагает новый уровень реализма, а NVLink Bridge удваивает эффективную память графического процессора (до 96 ГБ) для беспрецедентной производительности.

Ценность платформы NVIDIA EGX

Если вы выбираете монтируемую в стойку систему рендеринга с помощью графического процессора, обратите внимание на платформу NVIDA EGX. Это проверенное и проверенное решение для систем, оснащенных графическими процессорами NVIDIA RTX 6000 или 8000.

Платформа NVIDIA EGX поддерживает рендеринг с помощью графического процессора, объединяя программное обеспечение NVIDIA, такое как NVIDIA OptiX и CUDA-X AI, со сторонним программным обеспечением с поддержкой RTX для рендеринга финальных кадров и создания фотореалистичных изображений быстрее, чем когда-либо прежде. Нажмите здесь, чтобы узнать больше.

Минимальные конфигурации: многозадачность или только GPU-рендеринг

Если вы выбираете систему для монтажа в стойку, скорее всего, вы используете ее исключительно для рендеринга с помощью графического процессора. Даже если вы покупаете настольную систему, вы можете захотеть, чтобы рендеринг с помощью графического процессора был ее основной функцией. Независимо от вашей ситуации, чтобы позволить себе самые эффективные графические процессоры, разумно не переплачивать за другие технологии. При этом для максимальной производительности графических процессоров необходимо соответствие базовым стандартам конфигурации.

Что такое рендеринг на GPU? И подходит ли это для вашего проекта?

3D-дизайн, анимация и рендеринг становятся прибыльными отраслями, и разработчики программного обеспечения быстро сокращают разрыв в доступности. Сегодняшние дизайнерские программы, такие как Blender, Houdini, 3Dsmax, Maya и Cinema4D и многие другие, по существу выполняют схожие задачи, хотя и по-разному, и дают совершенно разные результаты. Но хотя многое из того, что вы видите на экране, создано талантливыми людьми с помощью этих инструментов, всю тяжелую работу выполняет компьютер.

Продолжайте читать, чтобы узнать больше о роли графического процессора в рендеринге и о том, необходимо ли покупать высококачественную видеокарту для вашего проекта.

Роль графического процессора в рендеринге

Центральный процессор компьютера, или ЦП, выполняет ряд операций, о которых большинство даже не догадывается. Обычный пользователь просто видит ряд нулей и единиц, оживших благодаря сложному пользовательскому интерфейсу, разработанному для того, чтобы его опыт оставался удовлетворительным, но не более того.

За последнее десятилетие вычислительная мощность вычислительных машин действительно утроилась, но анимация, 3D-дизайн и разработка игр всегда были самыми тяжелыми процессорами с точки зрения аппаратного обеспечения. Когда дело доходит до более сложных вычислений, которые, опять же, реализуются через сложный пользовательский интерфейс, требуется большая вычислительная мощность. ЦП может обрабатывать только такое количество операций, прежде чем он начнет исчерпать свою заранее установленную мощность. Эту нагрузку на компьютер можно услышать даже тогда, когда вентилятор внутри вдруг становится быстрее и громче. По сути, компьютер говорит: «Это сложно».

Для дизайнеров и геймеров это нормально. Для ЦП это утомительно независимо от того, сколько оперативной памяти или ОЗУ у вас есть. Графический процессор, или ГП, — это сопроцессор, который выполняет графические вычисления и обрабатывает их, а не ЦП.

Точно так же, как процессор с большим объемом встроенной оперативной памяти может помочь рабочей станции работать быстрее, видеокарта с более мощным графическим процессором будет быстрее и эффективнее отображать графику. По сути, это то, чем является рендеринг с помощью графического процессора: вычисления и обработка выполняются главным образом ядром графического процессора соответствующей системы.

ЦП и рендеринг на графическом процессоре

Теперь, когда вы понимаете, что такое рендеринг на GPU, подходит ли это решение для вашего проекта? Это зависит от того, что вам нужно для поставленной задачи. Есть много людей, которые до сих пор верят в преимущества рендеринга с помощью процессора по сравнению с рендерингом с помощью графического процессора, поэтому вот три фактора, которые вы должны принять во внимание, прежде чем выбирать между ними.

1. Качество против количества

Если вы архитектор и вам нужно как можно скорее оправдать ожидания клиента, скорость рендеринга с помощью графического процессора поможет вам быстрее передать свои проекты в руки клиента и повысить производительность вывода. Если вы работаете с анимацией, качество и точность абсолютно необходимы. Процессорный рендеринг выполняется медленнее, но намного точнее и гарантирует, что рендеринг проходит без проблем с шумом или зернистостью.

2. Стоимость оборудования

Если вы художник или дизайнер, только начинающий или любитель, желающий сделать что-то для себя, рендеринг с помощью графического процессора стал краеугольным камнем для рендеринга в домашних условиях и работы профессионального уровня при гораздо меньших затратах на оборудование. Мощь одного графического процессора может справиться с задачами более дюжины процессоров, что означает больше результатов за меньшие деньги.

3. Удовлетворение потребительского спроса

Поскольку развлекательные платформы на основе подписки становятся все популярнее, потребительский спрос находится на рекордно высоком уровне. Для высококлассных дизайнерских и анимационных студий фермы рендеринга на GPU чрезвычайно экономичны, позволяя производить больше контента. Рендер-фермы, такие как Render Pool, регулярно используются студиями и профессиональными фрилансерами, которые надеются быстро создать прототип, завершить или выпустить проект и получить дополнительную вычислительную мощность по запросу.

Рендеринг на основе ЦП часто дает более качественные результаты, но если у вас есть крайний срок и вы уже превысили бюджет, трудно не заметить преимущества ферм рендеринга на основе ГП. Однако важно отметить, что не каждая ферма удовлетворяет все потребности и выполняет все запросы. При поиске лучшей фермы облачного рендеринга важно провести исследование, чтобы вы могли найти ту, которая может работать с вашим конкретным программным обеспечением, не прожигая дыру в вашем кошельке.

Лучшие графические процессоры на рынке

Когда речь идет о программном обеспечении для 3D-моделирования и рендеринга, подобном упомянутому выше, этот тип рендеринга имеет важное значение. Рендеринг с помощью графического процессора не нагружает центральный процессор и выполняется намного быстрее, не говоря уже о том, что он потребляет меньше энергии. В последнее время более мощные ядра графических процессоров производятся такими компаниями, как NVIDIA и AMD, самыми популярными и надежными разработчиками в отрасли.

По состоянию на 2020 год лучшие их версии относятся к сериям GTX и RTX, а также к сериям процессоров Radeon и Ryzen от NVIDIA и AMD соответственно. Большинство студий и художников полагаются на эти инструменты при разработке своих работ, и хотя они варьируются от человека к человеку, нельзя отрицать их мощь и универсальность.

На сегодняшний день самым мощным графическим процессором NVIDIA являются RTX 2080 и RTX 2080Ti, которые можно разместить как на настольных, так и на портативных рабочих станциях. Объективно это устройство считается лучшим из лучших, но если вам нужна вычислительная мощность при ограниченном бюджете, оно может вам не подойти.

Устройства AMD также отличаются высокой производительностью и стоят не так дорого, как конкуренты. Radeon RX 5700 и RX 5700 XT обеспечивают точное воспроизведение графики и качество, не забывая при этом о вашем кошельке.

После того, как вы нашли, какая видеокарта вам подходит, следующим шагом будет воплощение вашего шедевра в жизнь. Какой бы бренд вы ни выбрали, единственным оставшимся ограничением является ваше воображение.

Убедитесь, что ваш GPU-рендеринг развивается в ногу со временем

Рынок графических процессоров постоянно меняется, и прогресс, достигнутый за последние несколько лет, — это только начало. По мере того, как программное обеспечение для 3D-моделирования развивается и начинает хвастаться более мощными возможностями и оптимизированными рабочими процессами, возникает потребность в быстром экспорте и визуализации всех этих данных. Если вы художник или дизайнер и хотите, чтобы вас заметили, облачный рендеринг — это то, к чему вы должны стремиться в будущем.

Читайте также: