干 彬，許志強(qiáng)，王雪梅

(四川傳媒學(xué)院，四川 成都611745)

云計(jì)算技術(shù)在動(dòng)漫渲染行業(yè)的應(yīng)用研究

干 彬，許志強(qiáng)，王雪梅

(四川傳媒學(xué)院，四川 成都611745)

當(dāng)前動(dòng)漫制作還主要沿用單機(jī)渲染的模式，面臨著效率低下、操控復(fù)雜、資源浪費(fèi)等弊端。為解決這些短板與瓶頸，以云計(jì)算在動(dòng)漫渲染行業(yè)的應(yīng)用入手，在闡述渲染、云計(jì)算、動(dòng)漫渲染的基礎(chǔ)上，提出了一種云渲染平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的方法，并從渲染平臺(tái)設(shè)計(jì)架構(gòu)、云渲染流程及關(guān)鍵技術(shù)等角度進(jìn)行闡述，試圖提供高效可靠的渲染管理及資源整合應(yīng)用模式。

云計(jì)算；云渲染；動(dòng)漫渲染；3D；可視化

動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)是在如今以創(chuàng)新為中心的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代背景下誕生的，全球動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)主要集中在美、日、韓三國(guó)。美國(guó)是最早的動(dòng)漫發(fā)展國(guó)，是全球動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)的龍頭；日本擁有成熟細(xì)密的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)及運(yùn)營(yíng)機(jī)制；而韓國(guó)動(dòng)漫業(yè)在短時(shí)間內(nèi)迅速冒頭，其產(chǎn)值份額已占到全球的30%。全球范圍內(nèi)，掀起幻想類(lèi)電影浪潮《阿凡達(dá)》取得26.3億美元票房的輝煌業(yè)績(jī)，《功夫熊貓》全球票房超過(guò)7.5億美元。在全球動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)也已具有一定的規(guī)模，發(fā)展前景十分可觀。

隨著消費(fèi)端的代際變遷，動(dòng)漫消費(fèi)意識(shí)和消費(fèi)能力在不斷提升。然而在動(dòng)漫產(chǎn)品制作的過(guò)程中，最為關(guān)鍵的步驟也是最后一步便是渲染，其質(zhì)量水平高低成為了影響作品視覺(jué)效果的首要因素。為提升動(dòng)漫渲染的效果與效率，越來(lái)越多的具有精細(xì)化特征的建模方法被人們發(fā)明出來(lái)，如在材質(zhì)燈光和環(huán)境呈現(xiàn)方面，光線追蹤已經(jīng)成為過(guò)去，取而代之的是光能傳遞。就目前的現(xiàn)狀來(lái)看，10幀動(dòng)畫(huà)需要10分鐘以上才能制作完成，但其渲染卻至少需要100分鐘以上。特別是一些高清視頻，這一情況顯得更為嚴(yán)重，渲染時(shí)間動(dòng)輒幾天，有些長(zhǎng)達(dá)數(shù)月。渲染工作之所以如此耗時(shí)，主要是因?yàn)檫\(yùn)算工作量太大。曾使用的超級(jí)計(jì)算機(jī)雖能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成渲染，但這種設(shè)備不但價(jià)格高，而且尺寸太大，對(duì)于動(dòng)漫行業(yè)中的中小企業(yè)來(lái)說(shuō)極不現(xiàn)實(shí)。之后，市場(chǎng)上也出現(xiàn)了一些新技術(shù)和方法，比如集群、渲染農(nóng)場(chǎng)(本質(zhì)是分布式并行計(jì)算系統(tǒng))等，但這些技術(shù)難以為動(dòng)漫渲染發(fā)展提供足夠的推力。

此外，如果能夠?qū)崿F(xiàn)高效、高質(zhì)的渲染，那么相應(yīng)的帶寬、多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)并發(fā)讀寫(xiě)、大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等方面必然也要有所強(qiáng)化或提升?？偟膩?lái)說(shuō)，渲染對(duì)計(jì)算性能、網(wǎng)絡(luò)帶寬、存儲(chǔ)等的需求日益增加，已成為限制動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的主要因素之一。運(yùn)營(yíng)成本或?qū)⑦M(jìn)一步提升，并給行業(yè)發(fā)展帶來(lái)新的難題，或許只有新的技術(shù)或模式才能予以解決。鑒于當(dāng)前傳統(tǒng)的單機(jī)渲染方式效率低下、渲染農(nóng)場(chǎng)負(fù)載不均衡等問(wèn)題，本文通過(guò)從云計(jì)算與圖形渲染入手，研究云計(jì)算在圖形渲染中的應(yīng)用，并將單機(jī)渲染變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)集群渲染，其優(yōu)化后可實(shí)現(xiàn)急速渲染，既能縮短制作周期、降低成本，又能展現(xiàn)更細(xì)膩逼真的人物和宏大華麗的場(chǎng)景。

1 渲染、云計(jì)算與云渲染

1.1 渲染

渲染是指非實(shí)時(shí)渲染，是將三維模型變換為圖像的一個(gè)過(guò)程，其運(yùn)用某種程序，對(duì)模型、光線、材質(zhì)等進(jìn)行多維計(jì)算從而調(diào)整畫(huà)面的色彩、質(zhì)感及光線，以營(yíng)造出最佳的視覺(jué)體驗(yàn)。渲染能夠十分清晰地將紋理、光源、陰影等呈現(xiàn)出來(lái)，讓人們能夠在畫(huà)面中體會(huì)到各種技術(shù)細(xì)節(jié)的運(yùn)用。在追求動(dòng)畫(huà)視覺(jué)效果精益求精的今天，渲染不但能夠充分地體現(xiàn)出創(chuàng)意，而且也能較好地提升最終作品的視覺(jué)美感。

1.2 云計(jì)算

云計(jì)算作為當(dāng)前信息計(jì)算科學(xué)發(fā)展的一個(gè)主要方向，已經(jīng)逐步滲透到文化傳媒的各個(gè)領(lǐng)域。云計(jì)算具有安全、便捷、數(shù)據(jù)共享與無(wú)限可能四大優(yōu)勢(shì)，不斷根據(jù)需求在云端延伸出新業(yè)務(wù)，并按照新開(kāi)發(fā)的業(yè)務(wù)量收取費(fèi)用，其能夠快速地結(jié)合自身需求對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問(wèn)，在一個(gè)資源共享平臺(tái)上尋找所需的程序、服務(wù)、信息等。云計(jì)算與影視動(dòng)漫結(jié)合，可構(gòu)建云渲染、視覺(jué)設(shè)計(jì)、影視數(shù)據(jù)等的關(guān)聯(lián)，從而推動(dòng)影視動(dòng)畫(huà)作品視覺(jué)效果和感官享受的進(jìn)一步提升。根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù)，全球公共云服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模今年有望達(dá)到2 040億美元，較2015年的1 750億美元增長(zhǎng)16.5%。

1.3 云渲染

云渲染與常規(guī)的云計(jì)算模式相似，即將三維圖形渲染計(jì)算放在遠(yuǎn)程的服務(wù)器中計(jì)算，具備高性能計(jì)算、海量存儲(chǔ)、可視化、自動(dòng)化管理等優(yōu)勢(shì)，可大大提高渲染效率。在實(shí)際操作時(shí)，整個(gè)過(guò)程與常規(guī)的云計(jì)算并沒(méi)有多少不同，用戶利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、程序?qū)ζ脚_(tái)進(jìn)行訪問(wèn)，在終端設(shè)備上發(fā)送命令，服務(wù)器按照命令中的內(nèi)容執(zhí)行操作，完成渲染處理后的畫(huà)面會(huì)在網(wǎng)絡(luò)上被傳回到用戶端。針對(duì)不同的渲染平臺(tái)還可實(shí)施統(tǒng)一化管理，從而更好地配置資源，并以量為依據(jù)核算費(fèi)用。單機(jī)渲染與云渲染性能對(duì)比，如表1所示。

表1 云渲染與單機(jī)渲染性能對(duì)比

配置單機(jī)渲染云渲染CPUi76700k4核3.4GHzE5-2695V312核2.3GHz內(nèi)存16Gbyte64～128Gbyte顯卡NVIDIAGTX980TI6GHzNVIDIAQuadroK600012GHz模型參數(shù)邊面數(shù)765萬(wàn),單幀邊面數(shù)765萬(wàn),單幀渲染參數(shù)Vary3.301080pVary3.301080p渲染耗時(shí)3h48min18s3h48min18s

2 云計(jì)算應(yīng)用于動(dòng)漫渲染行業(yè)的現(xiàn)狀

隨著云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)的興起，知識(shí)的革新正改變著越來(lái)越多的行業(yè)。在云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的推動(dòng)下，整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)正面臨著迅速轉(zhuǎn)型，正加速向數(shù)字娛樂(lè)、現(xiàn)代制造等行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，形成以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)設(shè)施和實(shí)現(xiàn)工具的經(jīng)濟(jì)發(fā)展新形態(tài)[1]。

在云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的支撐下，動(dòng)漫團(tuán)隊(duì)逐漸把藝術(shù)與科技相互結(jié)合，并通過(guò)高性能的計(jì)算設(shè)備來(lái)促進(jìn)產(chǎn)品的高質(zhì)與高效。以具體作品舉例，電影《阿凡達(dá)》采用單機(jī)的方式對(duì)其中一幀進(jìn)行渲染耗時(shí)兩小時(shí)，那么一部持續(xù)160分鐘、分辨率在2k～4k之間的視頻，若每秒鐘播放150幅畫(huà)面(60 s×30幀×5層)，則需288萬(wàn)小時(shí)才能處理完所有的渲染任務(wù)。倘若這些任務(wù)全部交由一臺(tái)服務(wù)器處理的話，要持續(xù)工作328年；再加之3D動(dòng)畫(huà)所有畫(huà)面都是兩幅圖像，需要分開(kāi)渲染，總共渲染需耗時(shí)666年。再以電影《昆塔》為例，其云渲染采用了阿里云6 000多臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)構(gòu)建起的龐大機(jī)器軍團(tuán)，連續(xù)3個(gè)月日夜不停進(jìn)行影片視效渲染，其中運(yùn)用到15萬(wàn)核的計(jì)算器和600 Tbyte的內(nèi)存，累計(jì)計(jì)算量已超過(guò)1 400萬(wàn)個(gè)小時(shí)。

目前3D動(dòng)畫(huà)電影對(duì)畫(huà)面越來(lái)越細(xì)膩、畫(huà)面質(zhì)量越來(lái)越高的發(fā)展要求，渲染量更是與之劇增，傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)渲染技術(shù)已根本無(wú)法滿足這個(gè)需求，如何運(yùn)用高新技術(shù)從而有效降低3D動(dòng)畫(huà)渲染時(shí)間已成為動(dòng)漫渲染行業(yè)迫切的需求。云計(jì)算的全面滲透和新技術(shù)的跨界融合正在改變今天的媒體，基于云計(jì)算的動(dòng)漫渲染或?qū)⒊蔀槲磥?lái)動(dòng)漫制作發(fā)展的新寵。

3 云渲染平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 渲染云計(jì)算平臺(tái)

傳統(tǒng)集群計(jì)算系統(tǒng)主要關(guān)注如何實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的運(yùn)算能力，主要方式為將多臺(tái)計(jì)算機(jī)虛擬為一臺(tái)以提高計(jì)算能力。渲染云計(jì)算平臺(tái)則力求用高效的科技手段、個(gè)性化的方案來(lái)幫助創(chuàng)作者迅速實(shí)現(xiàn)藝術(shù)創(chuàng)作。云渲染平臺(tái)并非等同于計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)加圖形計(jì)算程序，而是軟件即服務(wù)(SaaS)、網(wǎng)格計(jì)算與虛擬化三者的有機(jī)融合。其中，虛擬化為集群計(jì)算和分區(qū)計(jì)算，在平臺(tái)中充當(dāng)著基礎(chǔ)設(shè)施的角色；網(wǎng)格計(jì)算為功能的最終實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)基礎(chǔ)；軟件即服務(wù)則塑造出不同于以往的軟件使用模式。為使其能夠適合于帶寬占用量高、I/O占用率大的渲染需求，必須根據(jù)渲染應(yīng)用CPU計(jì)算量大、內(nèi)存帶寬高、網(wǎng)絡(luò)帶寬高、存儲(chǔ)系統(tǒng)I/O能力強(qiáng)的特點(diǎn)，考慮從集群系統(tǒng)的多個(gè)層次出發(fā)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。虛擬化技術(shù)平臺(tái)示意圖，如圖1所示。

圖1 虛擬化技術(shù)平臺(tái)

例如，引入云計(jì)算技術(shù)后，無(wú)論有多少個(gè)渲染任務(wù)，都必須接受分割處理，然后將分割得到的不同子部分交由集群里面的不同節(jié)點(diǎn)完成渲染，通過(guò)這樣的方式縮短渲染耗時(shí)，提高動(dòng)漫制作效率。又如，一段時(shí)長(zhǎng)為一分鐘的動(dòng)畫(huà)視頻，1 s包含24幀畫(huà)面，1 min則包含1 440幀畫(huà)面。若采用渲染云平臺(tái)的方式將這些圖片交給24個(gè)服務(wù)器同時(shí)渲染，這樣就能夠?qū)⒐こ毯臅r(shí)縮短到原先的1/24。渲染云的MapReduce[2]，如圖2所示。

圖2 渲染云的MapReduce

3.2 云渲染平臺(tái)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

云渲染服務(wù)平臺(tái)搭建在網(wǎng)絡(luò)上，用戶利用Web就能夠?qū)ζ脚_(tái)進(jìn)行訪問(wèn)，能夠進(jìn)行如下操作：資源申請(qǐng)、提交需要渲染的文件，設(shè)置完成渲染后文件的導(dǎo)出地址、渲染參數(shù)等。渲染云平臺(tái)可提供在線隨時(shí)查看渲染進(jìn)度服務(wù)，及時(shí)查錯(cuò)、及時(shí)修復(fù)，提高渲染效率。用戶也可以提交一個(gè)很小的渲染任務(wù)進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果優(yōu)化渲染參數(shù)。渲染任務(wù)完成后，用戶可直接進(jìn)入本地指定路徑查看渲染結(jié)果。云渲染平臺(tái)由任務(wù)管理、渲染節(jié)點(diǎn)、資源存儲(chǔ)、用戶服務(wù)接口4個(gè)模塊組成。云渲染平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖[3]如圖3所示。

圖3 云渲染平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

3.2.1 渲染任務(wù)管理

“渲染任務(wù)管理”是平臺(tái)最關(guān)鍵的功能，具體而言是如何整合閑置計(jì)算機(jī)資源并將資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度、任務(wù)分配、隊(duì)列管理等。用戶提交任務(wù)后，該模塊實(shí)時(shí)將對(duì)服務(wù)器集群的監(jiān)控和診斷，自動(dòng)化配置最優(yōu)方案。若其中一臺(tái)服務(wù)器無(wú)法正常工作，馬上將其任務(wù)分配給其他的節(jié)點(diǎn)。

3.2.2 渲染節(jié)點(diǎn)

“渲染節(jié)點(diǎn)”是平臺(tái)硬件構(gòu)成的基本元素，其計(jì)算能力直接影響整個(gè)渲染的效率。渲染節(jié)點(diǎn)不但能最大程度地發(fā)揮設(shè)備性能，還能和不同的渲染程序良好集成。在面對(duì)一般性和復(fù)雜性渲染時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)最佳的安排，所以對(duì)于虛擬機(jī)像文件模板而言，以CPU、內(nèi)存等相關(guān)參數(shù)為依據(jù)，對(duì)高、中端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分配，從計(jì)算量的角度對(duì)來(lái)自用戶的任務(wù)進(jìn)行分配和加載。

3.2.3 資源存儲(chǔ)

人們對(duì)畫(huà)面的視覺(jué)效果要求越高，渲染文件以及素材庫(kù)所占的空間就會(huì)越大。一般來(lái)說(shuō)，1 h的序列幀動(dòng)畫(huà)所占的空間極有可能超過(guò)1 Tbyte。在渲染的過(guò)程中，必須對(duì)作品所包含的全部幀展開(kāi)操作。鑒于此，系統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備通常使用反應(yīng)較快的IP-SAN等。另外，為避免出現(xiàn)分配過(guò)量的情況，系統(tǒng)運(yùn)行還可采用虛擬化存儲(chǔ)管理程序。

3.2.4 用戶服務(wù)接口

該模塊的主要作用是將用戶和平臺(tái)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。用戶只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作，就可以將渲染任務(wù)交給系統(tǒng)，可將制作者的雙手解放出來(lái)忙于其他事務(wù)。

3.3 云渲染流程

在云渲染過(guò)程中，用戶可以對(duì)渲染任務(wù)進(jìn)行暫停、恢復(fù)、終止等操作，實(shí)現(xiàn)自助式操作，讓用戶完全操控渲染任務(wù)。具體流程如下：

1)使用場(chǎng)景抽取打包工具抽取場(chǎng)景文件，生成可提交的場(chǎng)景ZIP文件；

2)上傳場(chǎng)景ZIP文件，錄入任務(wù)基本信息后，打開(kāi)渲染場(chǎng)景，設(shè)置渲染參數(shù)；

3)渲染參數(shù)無(wú)誤則自動(dòng)進(jìn)入渲染隊(duì)列，參數(shù)有誤則再次遠(yuǎn)程修改渲染參數(shù)設(shè)置；

4)渲染過(guò)程中可在線預(yù)覽渲染結(jié)果，控制任務(wù)開(kāi)始/暫停，渲染完成后自動(dòng)生成渲染結(jié)果壓縮包；

5)可在線預(yù)覽渲染結(jié)果并瀏覽詳細(xì)的渲染賬單；

6)在線確認(rèn)任務(wù)完成后，可下載渲染結(jié)果。

云渲染工作流程，如圖4所示。

圖4 云渲染工作流程

3.4 云渲染關(guān)鍵問(wèn)題

在上述進(jìn)程中，將面臨高性能批量計(jì)算、彈性部署等技術(shù)，而其中最為關(guān)鍵的技術(shù)則包括場(chǎng)景的解析、自適應(yīng)負(fù)載的隊(duì)列管理和幀的復(fù)雜度判斷與分割等。具體如下：

1)場(chǎng)景的解析：系統(tǒng)會(huì)對(duì)文件進(jìn)行解析，從而獲取其參數(shù)，而且還要檢測(cè)其貼圖、鑒定渲染器類(lèi)型、再次設(shè)置光子文件等。一旦診斷到錯(cuò)誤，或者自行修復(fù)，或者告之用戶并由用戶進(jìn)行修復(fù)；文件檢測(cè)合格后，會(huì)被編入到渲染隊(duì)列里面。

2)自適應(yīng)負(fù)載的隊(duì)列管理：所有處于執(zhí)行中或等待中的任務(wù)，構(gòu)成一個(gè)隊(duì)列，利用任務(wù)分發(fā)算法實(shí)現(xiàn)負(fù)載的平衡，以確保隊(duì)列組織的科學(xué)性。系統(tǒng)則自動(dòng)獲取集群渲染節(jié)點(diǎn)的物理參數(shù)[4]，同時(shí)利用已完成的上一批任務(wù)的相關(guān)信息，采用加權(quán)組合的方式，利用兩種信息得到渲染熵，以了解節(jié)點(diǎn)所承受的負(fù)載，并將負(fù)載信息傳遞給節(jié)點(diǎn)監(jiān)控服務(wù)器，為后續(xù)隊(duì)列的組織提供標(biāo)準(zhǔn)。

3)幀的復(fù)雜度判斷與分割：對(duì)于普通的渲染任務(wù)處理而言，渲染的最小單位是幀。不過(guò)對(duì)于云渲染來(lái)說(shuō)，若某個(gè)幀中存在太多的模型或是精度超過(guò)一定值，就要對(duì)最小單位進(jìn)行進(jìn)一步的分解，得到比幀單位更小的渲染塊，從而對(duì)幀的大小以及粒度等參數(shù)實(shí)施處理。因此，系統(tǒng)必須能夠識(shí)別需要分解處理的幀并進(jìn)行分解，用渲染節(jié)點(diǎn)對(duì)各個(gè)小塊進(jìn)行渲染，最后合成用戶下載。

3.5 云渲染服務(wù)拓?fù)浼軜?gòu)

動(dòng)漫產(chǎn)品的制作通常由導(dǎo)演、美術(shù)、特效、制作、后期等6個(gè)掌握不同技能的工作組組成。過(guò)去它們之間相對(duì)獨(dú)立，連貫性不大。在新一代信息技術(shù)的支撐下，這些工作組能和“云”連為一體，享受“云”的功能和服務(wù)。在傳統(tǒng)渲染方式下，數(shù)據(jù)均保存在計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上；云渲染后，數(shù)據(jù)被全部轉(zhuǎn)移到云端上進(jìn)行統(tǒng)一處理，可充分發(fā)揮現(xiàn)有資源的作用，提高管理效率并節(jié)省成本。云計(jì)算的普及使虛擬化成為關(guān)鍵基礎(chǔ)架構(gòu)，IT服務(wù)的提供方式呈現(xiàn)網(wǎng)狀分布。利用云渲染技術(shù)，制作人員可以隨時(shí)對(duì)作品進(jìn)行渲染，而且可以看到成果，以便進(jìn)行及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化。此外，若能將云渲染技術(shù)引入到3D動(dòng)畫(huà)制作中來(lái)，利用高速互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳遞到云端服務(wù)器上，不僅可縮短渲染耗時(shí)，而且能有效節(jié)省制作成本。正是得益于云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，人們才得以在電影院里看到恢宏壯觀的3D場(chǎng)景和活潑的人物造型。云渲染服務(wù)拓?fù)浼軜?gòu)圖，如圖5所示。

圖5 云渲染服務(wù)拓?fù)浼軜?gòu)圖

4 效果與優(yōu)勢(shì)

4.1 超強(qiáng)配置與兼容

超強(qiáng)CPU、GPU配置,并采用高性能并行架構(gòu)，帶來(lái)極速渲染體驗(yàn)。云渲染平臺(tái)擁有海量服務(wù)器，具備極致高效的渲染能力，其日渲染能力可達(dá)數(shù)十萬(wàn)核。同時(shí)因其具備規(guī)?；挠布?，可完美滿足各類(lèi)3D及4K電影級(jí)渲染需求。此外，平臺(tái)全面兼容Maya，3ds Max，After Effects，Blender 等各種主流渲染插件,支持區(qū)域渲染、立體相機(jī)、顏色矯正和渲染元素等各種特性，可以讓用戶隨時(shí)隨地對(duì)接海量云資源。

4.2 定制渲染環(huán)境

在IT基礎(chǔ)資源具備情況下，用戶可在平臺(tái)界面中自行設(shè)置3D渲染引擎、所需使用的插件、渲染服務(wù)器規(guī)模和渲染集群管理軟件，云平臺(tái)可根據(jù)這些信息創(chuàng)建渲染環(huán)境，并在無(wú)需人工干涉的情況下，安裝、配置相關(guān)的程序，并啟動(dòng)、使用這些程序，以滿足不同用戶在各種渲染場(chǎng)景下的需求。此外，系統(tǒng)提供多種業(yè)界常用的插件，可以靈活配置，還支持上傳自定義的插件平臺(tái)，輕松將云渲染集成到用戶的生產(chǎn)環(huán)境。

4.3 多租戶的渲染服務(wù)支撐

海量渲染節(jié)點(diǎn)，隨時(shí)滿足用戶需要。平臺(tái)支持網(wǎng)頁(yè)和APP方式提交素材，不同的用戶登錄到平臺(tái)中，其所創(chuàng)建的渲染集群數(shù)據(jù)可被分開(kāi)放置并得到保護(hù)，比如素材、建模文件等。該平臺(tái)應(yīng)采用動(dòng)態(tài)VLAN技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)渲染集群工作網(wǎng)絡(luò)的分開(kāi)放置。用戶能夠通過(guò)PKI的方式，數(shù)據(jù)傳輸通道整體加密，渲染過(guò)程無(wú)人接觸數(shù)據(jù)，安全可控，為知識(shí)產(chǎn)權(quán)提供充分的保護(hù)。此外，平臺(tái)可按照計(jì)算節(jié)點(diǎn)/小時(shí)進(jìn)行資源管理，為用戶提供可控按需服務(wù)，還可根據(jù)需要調(diào)整渲染任務(wù)優(yōu)先級(jí)。

5 結(jié)束語(yǔ)

云渲染突破了渲染瓶頸因素以及管理障礙，可在云計(jì)算的支撐下為全球用戶提供跨地域、跨時(shí)空的全新溝通與合作模式，可為用戶解決渲染計(jì)算與移動(dòng)存儲(chǔ)問(wèn)題。從上述云平臺(tái)的架構(gòu)與應(yīng)用來(lái)看，云渲染可有效解決傳統(tǒng)動(dòng)漫制作的硬件瓶頸問(wèn)題。相信在不久的將來(lái)，云計(jì)算與動(dòng)漫渲染的充分結(jié)合，可為用戶提供更便捷、豐富的渲染服務(wù)和體驗(yàn)，滿足文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)與需求無(wú)縫對(duì)接的需求，最終實(shí)現(xiàn)文化創(chuàng)意與互聯(lián)網(wǎng)、金融等產(chǎn)業(yè)的有效融合。

[1] 葉瓊偉，張謙，杜萌，等.基于雙邊市場(chǎng)理論的社交網(wǎng)絡(luò)廣告定價(jià)分析[J].南開(kāi)管理評(píng)論,2016(2)：169-178.

[2] 劉葵，葛志游.云計(jì)算技術(shù)在動(dòng)漫渲染行業(yè)的應(yīng)用拓展研究[J].廣州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2013.12(2)：67-70.

[3] 懷進(jìn)鵬，李沁，胡春明.基于虛擬機(jī)的虛擬計(jì)算環(huán)境研究與設(shè)計(jì)[J].軟件學(xué)報(bào)，2007，18(8)：2016-2026.

[4] 廖宏建，楊玉寶，唐連章，等.基于云計(jì)算的動(dòng)漫渲染實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究與實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012(7)：68-71.

干 彬，碩士，講師，長(zhǎng)期從事云計(jì)算、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)加密與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)創(chuàng)新與優(yōu)化等領(lǐng)域的研究；

許志強(qiáng)，高級(jí)工程師，IEEE高級(jí)會(huì)員、CIC高級(jí)會(huì)員、CIE高級(jí)會(huì)員，四川傳媒學(xué)院新媒體研究院副院長(zhǎng)，新加坡南洋理工大學(xué)創(chuàng)新媒體碩士(一等榮譽(yù)碩士)，長(zhǎng)期從事媒體內(nèi)容與業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)、全媒體融合與傳媒大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的創(chuàng)新融合研究；

王雪梅，女，副研究員，長(zhǎng)期從事數(shù)字媒體內(nèi)容與信息消費(fèi)等領(lǐng)域的研究。

責(zé)任編輯：薛 京

Research on application of cloud computing technology in animation rendering industry

GAN Bin, XU Zhiqiang, WANG Xuemei

(SichuanUniversityofMediaandCommunications,Chengdu611745,China)

The current animation manufacture mainly uses standalone rendering mode, and it also faces with low efficiency, complicated control, and waste of resources. In order to solve the short board and bottlenecks, based on the cloud computing in the application of cartoon rendering industry, on the basis of cloud computing, cartoon rendering, a cloud rendering platform design and implementation method is proposed in this paper. And the rendering platform design architecture, cloud rendering process and the key technologies are elaborated, trying to provide efficient and reliable rendering management and resource integration application mode.

cloud computing; cloud rendering; animation rendering; 3D; visualization

干彬，許志強(qiáng)，王雪梅.云計(jì)算技術(shù)在動(dòng)漫渲染行業(yè)的應(yīng)用研究[J]. 電視技術(shù)，2017,41(1)：32-36. GAN B, XU Z Q, WANG X M.Research on application of cloud computing technology in animation rendering industry[J]. Video engineering，2017,41(1)：32-36.

TN94

A

10.16280/j.videoe.2017.01.007

四川省教育廳自然科學(xué)重點(diǎn)科研項(xiàng)目(14ZA0317)

2016-04-06