基于云計(jì)算的渲染解決方案在三維動(dòng)畫教學(xué)中的運(yùn)用

田雅嵐 （重慶文理學(xué)院 404100）鄭志翔 （重慶通信學(xué)院 404100）

基于云計(jì)算的渲染解決方案在三維動(dòng)畫教學(xué)中的運(yùn)用

田雅嵐 （重慶文理學(xué)院 404100）
鄭志翔 （重慶通信學(xué)院 404100）

本文基于目前三維動(dòng)畫教學(xué)中傳統(tǒng)渲染平臺(tái)遇到的問題，引入云計(jì)算中的云渲染技術(shù)作為解決方案，對(duì)云計(jì)算與云渲染及云渲染在線平臺(tái)簡(jiǎn)單的操作步驟進(jìn)行了介紹，根據(jù)云渲染在線平臺(tái)的特點(diǎn)對(duì)云渲染解決方案運(yùn)用到三維動(dòng)畫教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析，更快捷更便利的云渲染解決方案，將會(huì)讓三維動(dòng)畫教學(xué)成果品質(zhì)更高更好。

云計(jì)算；云渲染；在線平臺(tái)；三維動(dòng)畫教學(xué)

一、傳統(tǒng)渲染平臺(tái)在教學(xué)中的現(xiàn)狀

在三維動(dòng)畫方向的課程中，有大量的課程作業(yè)需要通過渲染這個(gè)最后一道工序得以完成，精細(xì)的渲染才能讓師生好的創(chuàng)意，好的作品完美的呈現(xiàn)出來。然而目前三維動(dòng)畫教學(xué)中傳統(tǒng)渲染平臺(tái)存在許多的問題。渲染是動(dòng)畫制作流程中的設(shè)備密集型工序，為了模擬現(xiàn)實(shí)世界的觀感，在三維場(chǎng)景模型中加入燈光、陰影、材質(zhì)等效果，通過渲染這一過程將三維模型轉(zhuǎn)化為真實(shí)可見的視覺圖像，需要復(fù)雜的計(jì)算機(jī)運(yùn)算過程。它使得CPU計(jì)算量大，占用大量的CPU資源設(shè)備易卡死，渲染時(shí)間也非常冗長(zhǎng)，有時(shí)需要多臺(tái)設(shè)備同時(shí)渲染，甚至因?yàn)樵O(shè)備原因不得不降低作品的品質(zhì)。一般的三維動(dòng)畫課程作業(yè)總時(shí)長(zhǎng)短，精度要求也較低，基本還能保證教學(xué)的進(jìn)行。但制作畢業(yè)設(shè)計(jì)或項(xiàng)目時(shí)對(duì)燈光及環(huán)境的高要求，場(chǎng)景中的大量復(fù)雜模型，高精度的參數(shù)設(shè)置和復(fù)雜的動(dòng)作設(shè)定，渲染設(shè)備的性能要求就凸顯出來。當(dāng)然前幾年許多學(xué)校也引進(jìn)了圖形工作站，幾年下來對(duì)于設(shè)備的維護(hù)的不當(dāng)，渲染技術(shù)的不斷更新，人員的管理以及不斷增加的教學(xué)成本等問題都逐漸讓其成為擺設(shè)，閑置造成較大的資源浪費(fèi)。許多學(xué)校也向動(dòng)畫公司借用渲染農(nóng)場(chǎng)來進(jìn)行渲染，不但費(fèi)用較高而且時(shí)間與地域受限。基于這些現(xiàn)狀，我們嘗試將云渲染解決方案運(yùn)用到三維動(dòng)畫教學(xué)渲染環(huán)節(jié)中與傳統(tǒng)的渲染平臺(tái)一起為教學(xué)服務(wù)。

二、云渲染與云渲染在線平臺(tái)

要說云渲染必須先說云計(jì)算，云計(jì)算（ Cloud Computing）是并行處理、分布式處理和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展，也是一種新興的共享基礎(chǔ)架構(gòu)的方法。云計(jì)算近年廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域并派生出如云金融，云醫(yī)療，云渲染，云游戲等多種解決方案。云渲染是基于云計(jì)算的一種公共服務(wù)技術(shù)。云渲染除了運(yùn)用云計(jì)算的虛擬化技術(shù)和海量數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等技術(shù)外，其最主要的技術(shù)是利用了云計(jì)算的高性能計(jì)算，通過web借助高速互聯(lián)網(wǎng)接入訪問資源，將3D程序放入遠(yuǎn)程的服務(wù)器上通過眾多分布式渲染節(jié)點(diǎn)形成一個(gè)超級(jí)計(jì)算集群進(jìn)行運(yùn)算，渲染時(shí)間成百倍降低提高渲染資源利用效率。

國(guó)內(nèi)專注于云渲染的在線平臺(tái)有Renderbus、渲云和炫云等。其中Renderbus云渲染農(nóng)場(chǎng)是我國(guó)自主研發(fā)的自助式云渲染平臺(tái)（海外上線品牌為FOX Render Farm）屬于深圳市瑞云科技有限公司RAYVISION Inc旗下。瑞云是中國(guó)云渲染平臺(tái)中自助式云渲染”的開創(chuàng)者，為奧斯卡最佳動(dòng)畫短片《哈布洛先生》，《龍之谷：破曉奇兵》等動(dòng)畫提供云渲染技術(shù)服務(wù)。近年來阿里云渲染解決方案與瑞云科技就視覺云計(jì)算進(jìn)行了戰(zhàn)略合作。渲染用時(shí)達(dá)到8000核小時(shí)的動(dòng)畫片《小門神》就運(yùn)用了阿里云渲染解決方案，分擔(dān)了高峰值時(shí)本地渲染農(nóng)場(chǎng)的渲染壓力?？梢娫其秩驹诰€平臺(tái)在國(guó)內(nèi)已逐步成熟。

三、云渲染在線平臺(tái)操作步驟

首先，需要用云渲染在線平臺(tái)支持的軟件制作好需渲染的文件。云渲染在線平臺(tái)對(duì)目前主流的三維制作軟件渲染引擎都能夠提供支持，如常見的三維制作軟件：Autodesk Maya、Autodesk 3ds Max、Maxon Cinema4D、RenderMan等；常用渲染器：V-Ray、Mental Ray等都提供支持。第二步，壓縮需渲染的文件提交至平臺(tái)，錄入渲染參數(shù)與輸出信息而后進(jìn)行渲染。Renderbus平臺(tái)用戶對(duì)渲染過程可進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)行暫停、恢復(fù)等操作，完成后可立即看縮略圖。第三步，在線支付費(fèi)用。根據(jù)每一幀的渲染時(shí)間由系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算。平臺(tái)中集成了自動(dòng)算費(fèi)功能，可在渲染前進(jìn)行成本估算。通過本地渲染一幀的時(shí)間乘以總幀數(shù)來進(jìn)行預(yù)計(jì)，可見云渲染平臺(tái)是通過時(shí)間來收費(fèi)的。以Renderbus平臺(tái)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為例，從充值金額不同分為普通用戶到VIP4用戶的不同等級(jí)進(jìn)行倒階梯收費(fèi)，由0.67元/核時(shí)到0.27元/核時(shí)不等，另外還設(shè)有針對(duì)大型影視制作更高規(guī)格渲染需求和長(zhǎng)期合作伙伴制作無縫集成的定制收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。第四步，下載最終輸出結(jié)果。

四、云渲染在線平臺(tái)運(yùn)用到教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

1.節(jié)約辦學(xué)成本。有些院校大量購(gòu)買新的軟硬件產(chǎn)品用于創(chuàng)建基于云計(jì)算的各種方案解決平臺(tái)（包括云渲染）——?jiǎng)?chuàng)立私有云概念。用阿里云前總裁王堅(jiān)的說法這有悖于云計(jì)算作為一種公共服務(wù)的初衷，“云計(jì)算不是去擴(kuò)建IT，云計(jì)算是去擁抱互聯(lián)網(wǎng)”，不是買計(jì)算設(shè)備而是買在線計(jì)算服務(wù)，降低單位計(jì)算成本，這才是云計(jì)算。通過云渲染在線平臺(tái)減少學(xué)校設(shè)備的資金投入將辦學(xué)經(jīng)費(fèi)運(yùn)用到更急需的地方。2.為師生節(jié)約創(chuàng)作成本。云渲染在線平臺(tái)按量計(jì)費(fèi)比動(dòng)畫公司渲染農(nóng)場(chǎng)的收費(fèi)還更便宜。學(xué)?？沙鲑Y注冊(cè)公用賬號(hào)申請(qǐng)VIP福利甚至與云渲染平臺(tái)長(zhǎng)期合作等方法拿到更低折扣。學(xué)校更甚至可以將節(jié)約購(gòu)買設(shè)備的資金用于補(bǔ)貼師生的創(chuàng)作成本中。3.節(jié)約時(shí)間成本?；谠朴?jì)算技術(shù)的云渲染比本地渲染速度提升數(shù)百倍，并且不用費(fèi)事去解決由于軟硬件設(shè)備帶來的障礙，讓師生的時(shí)間與精力更好的集中于創(chuàng)作中。4.更自由便捷的渲染體驗(yàn)。以往在做項(xiàng)目或畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)學(xué)校一般會(huì)借助于動(dòng)畫公司的渲染農(nóng)場(chǎng)，受到公司的地域與時(shí)間以及操作不自由等因素的困擾。云渲染平臺(tái)基于網(wǎng)絡(luò)提供24小時(shí)人工在線服務(wù)無需排隊(duì)，只要有網(wǎng)絡(luò)就不受地域與時(shí)間的限制；平臺(tái)提供自動(dòng)上傳和下載資源文件與渲染結(jié)果，自動(dòng)錯(cuò)誤檢測(cè)，實(shí)時(shí)預(yù)覽，任務(wù)優(yōu)先級(jí)別可調(diào)節(jié)，渲染完成后及時(shí)Emall、手機(jī)短信通知用戶等人性化的功能在操作上更便捷。5.更安全。不怕源文件泄露，簽約保密合同，參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行安全規(guī)格保密和加密措施。

總結(jié)

整合社會(huì)資源避免不必要的資源浪費(fèi)，國(guó)內(nèi)云渲染在線平臺(tái)的明顯優(yōu)勢(shì)使其完全有能力對(duì)特別是中小型動(dòng)畫公司以及動(dòng)畫院校提供比傳統(tǒng)渲染平臺(tái)更快捷更便利的云渲染解決方案，讓三維動(dòng)畫教學(xué)成果品質(zhì)更高更好。

[1]馮雪寧，任達(dá).淺談云渲染技術(shù)對(duì)于CG藝術(shù)創(chuàng)作的影響[J].電影評(píng)介，2012（16）.

[2]吳磊.沒有銷售員的阿里云[J].IT經(jīng)理世界，2013（19）.