渲染农场(Renderfarm)的架构和实现
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渲染农场运营分析一、渲染农场的定义随着以动漫制作为核心的数字创意产业在国内的不断兴起,近年来,“渲染农场”也随之在业内逐渐流行开来。
所谓“渲染农场”(Renderfarm),其实就是“分布式并行集群计算系统”,即由网络中分布的多台服务器共同完成一个或者多个渲染任务的服务器群集,也被称为渲染集群。
渲染农场可将海量的渲染任务,分割成若干任务,提交给网络上的其他的服务器渲染,由网络中的几十台、上百台服务器计算完成以后,存储到一个指定的存储目录里,再供制作人员随时调用。
如果用普通PC渲染一个比较复杂的特效镜头,分辨率为2K的每帧图片渲染时间在2个小时左右,要完成一分钟的放映量即需要120天的渲染时间;而由高性能计算机搭建起来的‘渲染农场’可以将这些海量的渲染任务,分割成若干单元,假设分发到60台服务器进行集群渲染,只需两天左右即可以顺利完成此项工作。
伴随视频技术的高速发展,继2D图像、3D动画之后,数字电视、高清电视、高清电影等也开始逐渐引入并日趋普及,对高清节目的制作也提出了更高的要求。
通常情况下,高清电视节目制作时所需的渲染时间约为标清节目的4到5倍,制作者面临的图像渲染数据量更为庞大与繁重。
二、我国动漫行业渲染需求分析截至2009年我国CG、动漫企业已超过一万多家,同时,随着技术和载体的发展,越来越多的三维、3D技术应用于电影特效、动画片、效果图及建筑动画等方面,而这些需求无一不需要经过渲染这一个环节才能最终呈现, 2010年我国动漫市场的规模达到512亿元,且每年仍在以近40%的速度增长,渲染的需求也越来越大。
在我国现有的CG、动漫企业中,近70%以上的企业没有自己的渲染平台,需要借助渲染农场来进行素材的渲染,而一些较大规模及业务量比较大的企业,虽然拥有自己的渲染集群,但很多时候渲染资源仍然不足,需要借助渲染农场来完成,可以说渲染农场已经成为国内CG、动漫行业渲染任务的主力军。
三、渲染农场的投资回报分析目前借助渲染农场来进行素材的渲染已经成为主流,一方面是因为渲染农场庞大的并行渲染能力,保障了渲染素材的按时完成并交付,另一方面,大规模的渲染能力为CG、动漫行业节省了更多的时间来做更多的事情及承接更多的项目,有利于公司业务的规模扩大化,以目前国内主流规模的做建筑动画的企业(30-50人的规模)为例,每个月花费在渲染上的费用在4-6万之间,一年就是50-70万左右,可见渲染农场的业务量是比较大的,而且,通过调查,现在很多渲染农场的业务量比较饱和,很多时候客户需要排队渲染。
基于曙光5000的渲染农场解决方案下面对比的是一个96MB大小的3DMax场景渲染的数据结果,该场景包含100多万个面和3000多个灯光。
每一帧渲染数据大小为10M左右。
以上数据仅从单节点单帧渲染时间来推算,并没有考虑到渲染节点与共享存储间的数据交换时间,而一旦数据交换的时间过长将会严重地影响整个渲染农场的计算效率,因此,在整个渲染农场中,单节点的计算能力只是整体性能提升的一个组成部分。
而曙光5000不但提供了高性能的计算节点,同时节点间的高效互联更是保证了渲染农场的整体性能。
与此同时,曙光5000的具备更高的综合性价比,无论从性能、易管理性还是高性价比方面都是动漫渲染领域用户的不错选择。
曙光5000高性能计算机与渲染农场曙光5000高性能计算机的第一套系统于08年12月落户“上海超级计算中心”,系统峰值运算速度达到每秒230万亿次浮点运行(230TFLOPS),是目前国内速度最快的商用高性能计算机系统,这标志着中国成为继美国之后第二个能制造和应用超百万亿次商用高性能计算机的国家,也表明我国生产、应用、维护高性能计算机的能力达到世界先进水平。
曙光5000是节点以刀片为主(刀片的CPU总数超过60个),集成GridView软件和曙光机柜的高性能计算机系统;曙光5000的技术特点是:(一)高性能:曙光5000高性能计算机采用最新的四核Intel/AMD处理器,采用基于刀片架构的HPP体系架构。
(二)高密度:曙光5000全球首次采用了4路4核的刀片服务器设计,在7U高度的机箱内可部署了40颗CPU,实现160个计算核心的计算密度。
曙光5000的单机柜内可以部署5个7U高度机箱,这意味了曙光5000单机柜即可实现200颗CPU,800个计算核心的超高计算密度,理论计算峰值7.5万亿次。
(三)高可靠性:曙光5000采用了全冗余刀片服务器设计,使系统中无单一故障点,较机架式Cluster减少了70%以上的系统电缆连接。
Renderbus渲染农场从入门到精通前言:Renderbus渲染农场是目前国内最先进的自助式渲染农场,该农场是目前国内硬件配置最好、渲染能力最强的的超大规模渲染集群系统。
由于该系统解决了大部分动画制作公司的渲染难题,因此试运营期间已经受到同行热捧。
本文将由浅入深的介绍Renderbus自助渲染的使用方法与技巧。
1、打包场景1、以Max2009为例,在Max软件里,点击File菜单,选择Archive,如下图。
2、选择压缩包保存的位置,点击Save,Max会自动将场景和所有相关贴图压缩到ZIP包中。
3、注意:上述Max的压缩功能可能不包含光域网、代理文件、光子文件,请使用WinRAR打开压缩包看看,检查一下是否压缩进去。
如果没有压缩进去,需要手动将缺失的光域网、代理文件和光子文件添加到压缩包中。
压缩包检查没问题之后,就可以上传到Renderbus的服务器啦2、F TP上传压缩包如何将文件上传到Renderbus服务器?可以通过如下两个途径:1、使用ftp软件上传。
此为推荐的上传方式,适用于上传大文件,稳定快速,如果中途网络突然中断,待网络恢复以后还能“断点续传”。
2、直接使用网页上传,此为备用的上传方式。
在提交渲染的时候,如果发现缺少了某个贴图,可以通过网页方式立即上传,无需启动ftp软件。
两个方式达到的目的都是一样,都是将本地电脑里的文件上传到renderbus服务器。
使用网页方式上传,不能上传超过20M的大文件。
在上传之前,先介绍一下Renderbus服务器的目录结构当您在Renderbus网站上注册成功以后,系统自动为你分配一个大小为20G的磁盘空间,里面有两个文件夹,名字分别为input和output。
(请放心,不同的注册id只能看到自己的文件,绝对不可能看到别人的文件)input目录:这个目录供您上传文件之用。
Renderbus建议您在input里面,为不同的场景创建单独的子目录,比如叫做Project001,Project002。
如何搭建小型渲染农场搭建小型渲染农场,需要考虑硬件设备购买、软件环境配置以及网络连接等方面。
以下是一个基于1200字以上的搭建小型渲染农场指南:第一步:购买硬件设备首先,您需要购买足够数量的计算机服务器来组成渲染农场。
为了确保高效运行和持续稳定性,推荐选购具备较高处理能力和大内存容量的服务器。
您还可以考虑使用图形处理器(GPU)来提高渲染速度。
此外,还需要购买硬盘、内存和电源等配件。
第二步:选择合适的渲染软件下一步是选择合适的渲染软件。
有很多渲染软件可以选择,如Blender、Arnold、V-Ray、Octane Render等。
根据项目需求和个人喜好选择适合的软件。
确保软件支持渲染农场,并能够通过网络连接进行渲染任务分发和管理。
第三步:搭建网络环境搭建好网络环境非常重要,因为它负责连接所有计算机服务器和管理渲染任务。
您可以选择使用以太网或无线局域网(WLAN)连接服务器,确保服务器之间可以直接通信。
还可以配置路由器和交换机等网络设备,实现网络访问控制和数据传输优化。
第四步:安装和配置渲染软件将所选的渲染软件安装到每个计算机服务器上,并配置好相应的设置。
确保软件可以通过网络连接进行渲染任务分发和管理。
在每个服务器上创建渲染节点,并配置系统设置、网络设置和硬件加速等参数,以充分利用服务器资源。
第五步:设置任务分发和管理建立一台用于任务分发和管理的服务器,称为主节点。
通过渲染软件的管理界面或命令行界面,将渲染任务分发给渲染节点进行处理。
设置渲染节点的优先级、任务负载均衡和失败处理等参数,以实现高效的渲染任务分发和执行。
还可以设置任务队列、优先级和计算资源等,以管理渲染任务的执行和优化。
第六步:测试和优化在搭建完成后,进行系统测试和优化。
测试渲染农场的整体性能、渲染速度和稳定性,并根据测试结果进行配置和调整。
优化计算资源分配、任务调度和网络传输,以提高渲染效率和性能。
第七步:维护和管理渲染农场的维护和管理是持续进行的过程。
【龙渲】渲染农场小科普简单来说,渲染(Render)就是把3D场景中的模型、灯光等元素通过复杂的数学计算转化为可视的2D图像。
根据项目要求的不同,渲染的复杂程度会随着需要渲染要素的变化而增加。
比如说,一个3D场景中包含有3D模型、贴图、灯光和其他众多不同的元素。
完成如此复杂的渲染要求,我们需要采用高性能的计算机集群。
渲染农场当我们需要渲染多个复杂图像时,比如动画电影中用到的图像,单台计算机是难以完成的。
此时,我们就需要用到渲染农场,正如上文提到的,渲染农场是由相互联网的高性能计算机集群组成,用于渲染复杂的CG图像。
渲染农场由主机和众多节点机组成,主机通过队列管理器(Queue Manager)或者渲染管理软件负责向节点机分配渲染任务。
该复合系统采用并行计算技术,所以每台节点机都可以同时渲染自己的任务。
根据渲染任务的复杂程度,渲染任务可以根据全图、层或者在建模型的序列进行渲染任务的分配。
队列管理器可以根据渲染的情况检查和平衡渲染任务的数量,并可以作出相应调整。
和超级计算机的区别渲染农场的可拓展是一个循序渐进的过程,主要取决于渲染任务的复杂性程度。
一般情况下,制作方并不会购买数以千计的计算机进行VFX(视觉特效)的渲染。
随着业务的发展,渲染农场会逐步增加节点机以确保渲染任务的顺利进行。
任何渲染农场都是从小开始发展,逐步壮大。
而超级计算机则是一套高速运转和处理预定义任务的系统。
随着时间的推移,超级计算机需要进行升级维护。
事实上,它从一开始就和渲染农场存在差异:超级计算机从处理多任务“开始”,而渲染农场从小规模开始,逐步发展壮大。
再者,渲染农场的性价比也远高于超级计算机。
渲染农场居家型渲染农场在这种情况下,用户在家自己搭建整个渲染农场。
搭建居家农场比较复杂,管理起来也不容易,除非用户自身精通各种复杂的软件和编程。
协助性渲染农场协助性渲染农场由多个用户组成,每个用户可以将自己空闲的节点机让给其他用户使用,或者在渲染任务繁忙时拥有他人空闲的节点机。
如何搭建小型渲染农场关键字:渲染农场、渲染集群、渲染效劳、集群管理软件渲染农场,是指一种专门用作渲染的计算机集群技术,它采用分布式计算的方式,将渲染任务均衡的分配到集群的各个计算节点,最终将渲染结果回收。
和用作高性能计算的超级计算机比起来,渲染农场的每个节点都是独立的,一般情况下它只和文件效劳器和任务调度效劳器等通信,和其他计算节点不做通信。
而超级计算机则要求每个节点之间的网络带宽足够大,延迟足够小,因为计算时各个计算节点之间将会频繁的通信。
渲染农场的技术,包括渲染农场架构的选择,硬件的选型,机房的装修,以及渲染农场建立起来后的运维管理技术等等,是一个系统复杂的过程。
而这里边最核心的则属于渲染集群管理软件,它管理着整个渲染农场的核心硬件设备,整个系统的效率很大程度依赖于此。
渲染农场管理软件不仅仅管理硬件,对运维中的各种问题也需提供技术支持,例如计费系统等。
在当前,只有炫我科技拥有此类"运营版〞的渲染集群管理软件。
如下就以炫我集群管理软件为例,从硬件和软件环境两个方面介绍一下如何搭建运维一个小型的渲染农场。
1.渲染农场的硬件环境适合于小型集群的渲染农场架构如下列图1-1所示,它拥有一台管理效劳器;一台文件效劳器;假设干台渲染节点;一台或者假设干台任务提交〔图形〕工作站〔可选〕。
对于小规模的集群而言,网络可以采用一个端口较多的全线速千兆以太网交换机。
将管理效劳器、文件效劳器和渲染节点都接入同一个交换机,例如使用一个48口的千兆交换机,可以支持大约40个计算节点的小型渲染农场。
图1-1小型渲染农场架构图如果预算较为紧*,不够买效劳器,可以去DIY渲染农场的硬件。
但是如果没有采取严格的质量流程,DIY硬件的稳定性是个问题。
对于重要的效劳器,例如管理效劳器和文件效劳器,还是建议采用专门厂商的方案,他们的方案往往都是经过了严格测试,因此具有更高的适用性。
1.1选择设备的原则1.1.1渲染节点一个渲染农场可以有几个渲染节点至几百个,甚至上千个渲染节点。
渲染农场渲染农场(Renderfarm)其实是一种通俗的叫法,实际上我们应该叫他“分布式并行集群计算系统”,这是一种利用现成的CPU、以太网和操作系统构建的超级计算机,它使用主流的商业计算机硬件设备达到或接近超级计算机的计算能力。
云渲染的模式与常规的云计算类似,即将3D程序放在远程的服务器中渲染,用户终端通过Web软件并借助高速互联网接入访问资源,指令从用户终端中发出,服务器根据指令执行对应的渲染任务,而渲染结果画面则被传送回用户终端中加以显示,也可以叫做云渲染农场。
渲染农场和云渲染农场的在一定的角度上说有相似的地方:都是通过服务器来完成渲染。
但是也有不同的地方:渲染农场在做渲染的同时要手动的调整材质、贴图、而云渲染农场则是你把调整好的压缩包上传,它会自动识别你的材质、贴图、和广域网,同时还可以检测出文件丢失的贴图。
然后你再调整以下渲染参数就可以直接渲染。
现在网络上见到的渲染农场就是云渲染农场,称为“自助式云渲染农场”它的大致流程如下图所示1-1。
(1-1)具体的步骤如下图所示1-2、1-3、1-4、1-21-31-4解压完成以后就可以查看任务提交任务,最后设置渲染参数就可以渲染了。
在任务提交之后我们能够做到:对任务的运行进度进行监控B)暂停渲染任务C)恢复暂停的任务D)放弃任务(删除渲染任务)E) 预览渲染出来的帧缩略图操作步骤分别介绍如:登录系统以后,点击左边菜单“任务控制”,可以看到右边的版面分为上下两个表格,上表格是“正在运行的任务”,下表格是“完成的任务”。
在“正在运行的任务”清单中,可以看到每个渲染任务的运行情况,任务编号:每次提交任务会给任务分配一个编号。
文件:该任务号对应的要渲染的场景文件状态:任务的运行状态,可能的状态有:submitting---正在预处理场景文件,准备渲染started---已经开始渲染stopped---暂停状态,当账户余额不足时,任务会自动暂停。
resub---重新提交的任务,当部分帧渲染成功剩下的部分帧失败,点击“重提”以后,系统会尝试重新渲染失败的帧,此时任务的状态就是resub。
如何搭建小型渲染农场关键字:渲染农场、渲染集群、渲染服务、集群管理软件渲染农场,是指一种专门用作渲染的计算机集群技术,它采用分布式计算的方式,将渲染任务均衡的分配到集群的各个计算节点,最终将渲染结果回收。
和用作高性能计算的超级计算机比起来,渲染农场的每个节点都是独立的,一般情况下它只和文件服务器和任务调度服务器等通信,和其他计算节点不做通信。
而超级计算机则要求每个节点之间的网络带宽足够大,延迟足够小,因为计算时各个计算节点之间将会频繁的通信。
渲染农场的技术,包括渲染农场架构的选择,硬件的选型,机房的装修,以及渲染农场建立起来后的运维管理技术等等,是一个系统复杂的过程。
而这里边最核心的则属于渲染集群管理软件,它管理着整个渲染农场的核心硬件设备,整个系统的效率很大程度依赖于此。
渲染农场管理软件不仅仅管理硬件,对运维中的各种问题也需提供技术支持,例如计费系统等。
在当前,只有炫我科技拥有此类“运营版”的渲染集群管理软件。
如下就以炫我集群管理软件为例,从硬件和软件环境两个方面介绍一下如何搭建运维一个小型的渲染农场。
1.渲染农场的硬件环境适合于小型集群的渲染农场架构如下图1-1所示,它拥有一台管理服务器;一台文件服务器;若干台渲染节点;一台或者若干台任务提交(图形)工作站(可选)。
对于小规模的集群而言,网络可以采用一个端口较多的全线速千兆以太网交换机。
将管理服务器、文件服务器和渲染节点都接入同一个交换机,例如使用一个48口的千兆交换机,可以支持大约40个计算节点的小型渲染农场。
图1-1小型渲染农场架构图如果预算较为紧张,不够买服务器,可以去DIY渲染农场的硬件。
但是如果没有采取严格的质量流程,DIY硬件的稳定性是个问题。
对于重要的服务器,例如管理服务器和文件服务器,还是建议采用专门厂商的方案,他们的方案往往都是经过了严格测试,因此具有更高的适用性。
1.1选择设备的原则1.1.1渲染节点一个渲染农场可以有几个渲染节点至几百个,甚至上千个渲染节点。
渲染农场搭建概括流程
流程如下:(以炫我作为管理软件)
1.硬件搭建(服务器,网络设备等)
服务器,交换机等设备的部署与操作系统的安装与调试准备
2.硬件设备之间互通(划分IP)
划分好IP,渲染农场一般只需要局域网环境
3.文件服务器的搭建
使用Win2003(文件共享)或者Linux(Samba)作为文件服务器4.各节点安装渲染软件(3DMAX,Maya等)
3Dmax需要安装Vray等各类插件。
5.各节点安装节点程序
各节点安装炫我客户端(炫我client)(需要安装.net framework 2.0或以上版本)
6.管理服务器安装管理程序
安装服务器管理端(炫我server端)(某些情况下需要设置JA V A环境)7.对整个渲染农场进行调试,测试
检查农场内的网络是否连通,文件服务器挂载是否正常等
8.渲染一些各类型的文件进行测试
多渲染各种类型的文件,以测试搭建渲染农场的性能(稳定性,兼容性等),对遇到的问题进行分析解决
9.基本搭建完成可以正式渲染
基本可以正常渲染了,但还需要长时间的实际渲染来进行更好的完善。
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渲云云渲染农场架构原理渲云是一种基于云计算的分布式渲染系统,可以实现高效、快速的渲染任务处理。
渲云的架构原理主要包括任务调度、负载均衡和任务分发三个方面。
首先,渲云采用任务调度进行任务分配和管理。
在整个渲染农场中,有一个中央调度器负责接收客户端提交的渲染任务,并根据任务的属性、优先级、资源需求等信息进行任务调度。
调度器根据当前可用资源和各个任务的需求情况进行匹配,并选择最合适的节点来执行任务。
调度器还会监控任务的执行情况,根据需要进行重新调度或者分配更多资源给任务以提高渲染效率。
其次,渲云使用负载均衡来实现资源的均衡分配。
在渲染农场中,有多个节点分布在不同的物理位置上,每个节点都具有一定的渲染能力。
负载均衡器会根据当前每个节点的负载情况,将新到达的任务分发到资源利用较低的节点上,以实现整个系统资源的最佳利用。
负载均衡器可以根据任务类型、任务优先级等信息进行智能调度,以提高整体渲染效率。
最后,渲云通过任务分发实现任务的并行处理。
一旦任务被调度到节点上,节点就会根据任务的需求设置任务环境,并将任务分解成多个子任务进行并行处理。
每个子任务都由一个渲染节点执行,节点通过并行执行多个子任务,可以大大提高整体的渲染速度。
子任务之间可以进行数据共享和通信,以便更好地协同工作。
当所有的子任务都完成后,节点将结果进行合并,并返回给调度器。
调度器将最终结果返回给客户端。
除了上述的三个关键原理,渲云还具有一些其他的特点和优势。
首先,渲云可以根据任务的需求和优先级动态调整资源分配,以满足不同任务的要求。
其次,渲云可以实现任务的弹性扩展,可以根据需要增加或减少节点数量,以适应不同规模的渲染任务。
此外,渲云还可以实现任务的容错处理,当一些节点发生故障时,调度器可以将任务重新分配给其他节点,保证任务的正常执行完成。
综上所述,渲云云渲染农场架构原理主要包括任务调度、负载均衡和任务分发三个方面。
通过合理地使用这些原理,渲云可以高效地处理大规模的渲染任务,提供高品质、快速的渲染服务。
四核Xeon渲染农场(Renderfarm)解决方案Renderfarm(渲染农场)其实是一种通俗的叫法,实际上我们应该叫他“分布式并行集群计算系统”,这是一种利用现成的CPU、以太网和操作系统构建的超级计算机,它使用主流的商业计算机硬件设备达到或接近超级计算机的计算能力。
集群(cluster)指的是一组计算机通过通信协议连接在一起的计算机群,它们能够将工作负载从一个超载的计算机迁移到集群中的其他计算机上,这一特性称为负载均衡(load balancing),它的目标是使用主流的硬件设备组成网格计算能力,达到、甚至超过天价的超级计算机的计算性能。
典型的超级计算机生产厂商包括SUN、SGI,以及其他一些大学、科研组织,它拥有数千个处理器来计算核反应的物理模拟过程,这样的计算机价格对于绝大部分商业用户是很难承受的,而且要面临很多的技术和维护问题,并且换代成本也很高,升级能力差。
因此,发展了利用通信技术连接其他计算机,组成一个网格计算系统,可以分配负载的工作给其他计算机的CPU进行处理的解决方法来模拟超级计算机的能力。
目前很多超级计算机也是通过集群技术得到的,特别是近年,名列世界Top500的超级计算机多数指集群系统,集群计算已经是比较成熟技术,但它仍在继续发展着。
目前的集群技术绝大多数都具有负载平衡的特性,他们主要应用与科学计算,包括航天航空、石油、科研、网络等行业,这种技术应用于电影电视、CG行业时,因为主要用来解决长时间的图像渲染问题,所以被称为“Renderfarm(渲染农场)”,最近的几部大片的制作都依赖Renderfarm系统来进行快速渲染,比如Weta制作的《魔戒》,如果没有Renderfarm(渲染农场)平台,而是使用高性能计算机的话,我们不知需要多少年以后才能看到这部电影,或者导演根本就不可能考虑制作这样视觉效果的电影。
负载均衡的工作原理分布式并行计算分为空间上的并行和时间上的并行。
分布式渲染利器:建立Blender渲染农场的技巧Blender是一款功能强大的开源3D建模和渲染软件,但在处理大型项目时,通常需要很长时间才能完成渲染过程。
为了加快渲染速度,建立一个Blender渲染农场是个不错的选择。
本文将介绍一些建立Blender渲染农场的技巧。
第一步,选择合适的硬件建立渲染农场需要一些高性能的计算机或服务器。
首先要选择一台强大的主机作为服务器,可以是一台具备多个CPU和大内存的高性能工作站。
然后,在网络中添加其他计算机作为渲染节点,这些计算机应尽可能与服务器有相同的硬件配置。
第二步,配置网络建立渲染农场需要一个稳定快速的局域网。
确保服务器和其他计算机都连接到同一个网络,并设置正确的IP地址和子网掩码。
此外,在每台计算机上安装Blender软件,并确保它们都在相同的版本下运行。
第三步,设置共享文件夹为了使渲染农场中的各个节点能够访问相同的渲染文件,需要在服务器上设置一个共享文件夹。
将所有需要渲染的文件放入该文件夹,并确保其他计算机都能够通过网络访问它。
第四步,配置渲染农场在Blender软件中,打开渲染设置面板,并将渲染引擎设置为Cycles。
然后,在“性能”选项中,选择“渲染设备”为“网络渲染”。
接下来,点击“添加节点”按钮,输入服务器的IP地址和端口号。
点击“连接”按钮,如果一切顺利,Blender将成功连接到渲染农场。
第五步,分布式渲染任务在Blender中,打开要渲染的项目文件,设置好所有的渲染参数。
然后,点击渲染按钮,选择“动画”选项,并设置渲染范围。
点击“开始渲染”,Blender将自动将渲染任务分配给渲染农场中的各个节点。
第六步,监控和管理渲染农场为了有效地管理渲染农场,可以使用一些工具来监控和控制渲染进程。
例如,Blender自带的监控界面可以显示每个节点的渲染状态和性能指标。
还可以使用第三方的渲染农场管理软件,如Flamenco或Afamanager,来更方便地管理渲染任务和节点。
集群农场渲染目前的市场主要集群渲染主要有:云渲染和渲染农场。
云渲染是近几年普及开来的概念。
以前是大量渲染一般都会搭建渲染农场,或找“租用”一个渲染农场以满足自己的渲染需求。
渲染是对计算能力的需求是非常庞大的。
在云计算概念刚刚兴起的时候人们便自然而然的联想到渲染上边去。
可以说云渲染与渲染农场的关系是继承与发展的关系。
现有的渲染行业中云渲染平台和渲染农场平台有很多,大多拥有一定数量的服务器(专业的一般500台起步),可以满足多种软件的渲染需求,实际应用当中两者还是有着区别。
渲染农场的概念所谓的渲染农场(Renderfarm)是一种通俗的叫法,实际叫“分布式并行集群计算系统”,就是一种利用现成的CPU、以太网和操作系统构建的超级计算机,它使主流的商业计算机硬件设备达到或接近超级计算机的计算能力。
这里普及一个概念:节点,通俗的理解,一个节点就是一台机(一个主板板载)。
但是CPU数量不等于核心数量,一个CPU可以有2核4核8核甚至是更多核心。
其原理用多个处理器并发的执行计算。
渲染农场的特点1、一般规模都比较大,渲染服务器都在百台以上,可以满足大量的渲染需求。
2、支持软件丰富。
由于渲染农场一般依靠渲染农场管理软件,一般都支持Maya、MAX、AE、Blender、C4D、Houdini等常用的渲染软件。
3、服务方式。
通过渲染农场进行渲染一般需要将模型等文件打包发送给农场工作人员,然后再由农场工作人员代为渲染。
4、服务对象。
服务对象一般为有庞大渲染量需求的公司、大型工作室等企事业单位。
云渲染的流程云渲染的概念源自于云计算,是云计算在渲染领域的应用。
是一种按使用量付费的模式。
在实际应用方面,即将3D程序放在远程的服务器中渲染,用户终端通过Web软件访问资源,指令从用户终端中发出,服务器根据指令执行对应的渲染任务,渲染结果画面传送回用户终端中加以显示。
渲染流程完全自助,用户只用通过简单的开始结束等控制操作即可得到自己所需的渲染结果。
渲染农场方案农业是国民经济的重要组成部分,也是人们日常生活中必不可少的领域之一。
然而,为了提高农业生产效率、保护环境以及提供更加健康的食品,我们需要不断推进农业现代化。
在这个背景下,渲染农场方案应运而生。
本文将介绍渲染农场方案的概念及其在农业发展中的重要性,以及如何实施渲染农场方案。
一、渲染农场方案的概念与重要性渲染农场方案,简单来说,就是在农场中应用渲染技术,通过模拟和改变光线、水、土壤和空气等环境条件,为植物创造一个更加理想的生长环境。
渲染农场可用于蔬菜、水果、花卉等农作物的种植,有效提高产量和质量,同时降低病虫害的发生率,减少化学农药的使用。
渲染农场方案的重要性体现在以下几个方面:1. 提高农产品产量和品质:适宜的光线、水分和营养条件对植物的生长发育具有重要影响。
通过渲染农场方案,可以使农作物在其他外界条件相同的情况下,获得更加理想的光照和温度条件,从而促进光合作用和营养物质的合成,提高产量和品质。
2. 节约资源和保护环境:渲染农场方案可以实现农作物生长环境的精细控制,调节水分、肥料和光照等,减少资源的浪费和环境的污染。
同时,通过渲染农场方案种植蔬菜等农作物,可以减少土地占用和农药使用,对生态环境保护具有积极意义。
3. 实现农业的可持续发展:渲染农场方案能够为农民提供稳定的收益来源,同时为农业提供长期可持续发展的路径。
优化农作物的生长条件,提高农产品的产量和品质,有助于提高农民的收入。
此外,渲染农场方案还可应用于农作物病虫害预防和土壤改良,为农业的可持续发展提供技术支持。
二、渲染农场方案的实施方法实施渲染农场方案,涉及到多个方面的技术和措施,下面将介绍主要的实施方法:1. 温室设计与建设:渲染农场方案通常需要利用温室进行种植,因为温室能提供稳定的环境条件。
在温室的设计和建设中,需要考虑温室材料的选择、温度和湿度的控制系统、光照设备的配置等。
2. 灌溉与水分管理:渲染农场方案中的灌溉系统需要保证供水充足并合理利用水资源。
渲染农场方案摘要:本文介绍了一个渲染农场方案,旨在改善农场环境和提高农产品质量。
该方案利用先进的技术和设备,包括温室、自动灌溉系统和气候控制等,为农场提供了一个优质的生产环境。
同时,本文还讨论了渲染农场方案的优势、实施步骤以及可能面临的挑战。
一、引言随着人口的不断增长和资源的有限性,如何高效地生产足够的食物成为了当前农业面临的重要挑战。
渲染农场方案是一种全新的农业生产模式,通过创新技术和设备,为农场提供一个优良的生产环境,从而提高农产品的产量和质量。
二、渲染农场方案的优势1. 提高农产品产量:渲染农场方案通过控制温度、湿度和光照等环境因素,为农作物提供了理想的生长条件,从而提高了农产品的产量。
2. 提高农产品质量:渲染农场方案能够有效控制病虫害的发生,减少化学农药的使用,提高农产品的质量,使其更加健康和营养。
3. 节约资源:渲染农场方案利用先进的设备和技术,例如自动灌溉系统和智能控制器,有效节约了水和能源等资源的使用。
4. 解决地域限制:渲染农场方案可以在任何地点实施,不受地理环境、季节和气候条件的限制,从而解决了农业生产面临的地域限制问题。
三、渲染农场方案的实施步骤1. 设计渲染农场:首先需要根据农作物种类和生产需求,设计出适合的渲染农场方案。
包括农场规模、设备选购和温室布局等。
2. 构建渲染农场设施:根据设计方案,开始建设渲染农场设施。
包括建造温室、安装自动灌溉系统和气候控制设备等。
3. 购置相应设备:根据设计方案和农场需求,购买并安装适合的设备。
比如温室内的照明设备、温度调节设备和自动化控制系统等。
4. 种植农作物:根据农产品要求和种植季节,在渲染农场中开始种植农作物。
在种植过程中,需要根据温度、湿度和光照等因素进行调节和控制。
5. 监测和管理:渲染农场方案需要进行定期的监测和管理工作,包括检查温室设施、灌溉系统和气候控制设备的运行状况,及时修复和维护。
四、渲染农场方案的挑战1. 技术成本较高:渲染农场方案需要投入较高的技术成本,包括温室建设、设备购置和维护等方面的费用。
Deadline 如何搭建渲染农场Deadline 是Thinkbox 出品的一款在渲染农场中负责渲染任务分发的软件,其功能十分的强大几乎支撑目前所有的渲染工具。
下面和大家共同分享一下基于Deadline的渲染农场的搭建。
从整体上看主要分为Repository server(Deadline任务管理服务器,同时兼做license服务器),node slave(渲染节点),大容量的存储服务器三部分,下面逐次介绍说明。
1.Repository server:老美Deadline的说明文档中把任务管理服务器称为“Repository server” ,中文直译过来是“数据仓库服务器”,其作用就是共享渲染参数比如渲染进度、报错信息等。
建议用作Repository server 的服务器,制作渲染任务分发工作,不兼做渲染节点,这样可以使整个系统更加稳定。
因此在服务器的硬件配置上不需要很高的标准。
在操作系统方面,老美这点做的就比国人好,Repository server 支持windows ,MAC os,linux操作系统,也就是说市面上基本大家用到的系统都支持。
经过我的测试结果表明其性能从高到低排序是:MAC,Linux,Windows,当然若是按照系统安装的简易程度从易到难排序是:Windows,Mac,Linux。
安装过程不是很复杂,其中一定要注意在安装完后一定要将安装时生成的一个叫“ RepositoryDirectory”的目录共享,该目录既是node slave(渲染节点)与Reopsitory server 通信使用的。
该目录的共享权限要放开,允许各个节点对其进行“读写”操作。
2.Node slave(渲染节点):渲染节点就是真正做渲染任务的机器了,要想与Reopsitory server 相互通信必须在其上安装deadline-slave。
安装deadline-slave的过程中便会提示确认在上面所说的“RepositoryDirectory”,由于之前已经将其作了共享操作,所以很容易填写。
集群渲染方案:渲染农场(Renderfarm)的架构和实现(一)
关于Renderfarm(渲染农场)的话题目前开始谈得多起来了,也算得近两年CG行业的热门话题之一,但遍查Renderfarm技术方面的文章,或者太理论,对于行业应用来说缺少可操作性,或者太浅显,在遇到实际问题的时候很难对具体问题进行分析和应对,本文将着眼解释Renderfarm的工作原理,并且以Renderfarm系统为例进行分析和阐述。
关于Renderfarm
Renderfarm(渲染农场)其实是一种通俗的叫法,实际上我们应该叫他“分布式并行集群计算系统”,这是一种利用现成的CPU、以太网和操作系统构建的超级计算机,它使用主流的商业计算机硬件设备达到或接近超级计算机的计算能力。
集群(cluster)指的是一组计算机通过通信协议连接在一起的计算机群,它们能够将工作负载从一个超载的计算机迁移到集群中的其他计算机上,这一特性称为负载均衡(load balancing),它的目标是使用主流的硬件设备组成网格计算能力,达到、甚至超过天价的超级计算机的计算性能。
典型的超级计算机生产厂商包括IBM、SGI,以及其他一些大学、科研组织,以IBM Blue Pacific超级计算机为例,它拥有5800 个处理器来计算核反应的物理模拟过程,这样的计算机价格对于绝大部分商业用户是很难承受的,而且要面临很多的技术和维护问题,并且换代成本也很高,升级能力差。
因此,发展了利用通信技术连接其他计算机,组成一个网格计算系统,可以分配负载的工作给其他计算机的CPU进行处理的解决方法来模拟超级计算机的能力。
目前很多超级计算机也是通过集群技术得到的,特别是近年,名列世界Top500的超级计算机多数指集群系统,集群计算已经是比较成熟技术,但它仍在继续发展着。
昂贵的SGI Altix超级计算机
目前的集群技术绝大多数都具有负载平衡的特性,他们主要应用与科学计算,包括航天航空、石油、科研、网络等行业,这种技术应用于电影电视、CG行业时,因为主要用来解决长时间的图像渲染问题,所以被称为“Renderfarm(渲染农场)”,最近的几部大片的制作都依赖Renderfarm系统来进行快速渲染,比如Weta制作的《魔戒》,如果没有Renderfarm(渲染农场)平台,而是使用高性能计算机的话,我们不知需要多少年以后才能看到这部电影,或者导演根本就不可能考虑制作这样视觉效果的电影。
负载均衡的工作原理
分布式并行计算分为空间上的并行和时间上的并行两种,entalray渲染器就支持单帧画面分割渲染,时间上的并行就是指流水线技术,比如使用强氧Renderfarm提交渲染电影序列。
现在的集群计算系统的前沿科学研究主要是空间并行方面的,时间上的流式并行计算已经得到广泛应用。
以电影制作为例,一段电影图像序列需要很长时间的渲染,(通常2K分辨率所需要的渲染时间能被大家接受的大概是在每帧1小时左右),管理节点将序列图像分割为若干单元通过
Web分配给其他节点,这个过程是动态的,集群软件会检查每个节点的当前负载,如果某个计算节点硬件配置比较高,很快完成了第一次分配的渲染工作,那么管理节点继续会将剩余工作分割为若干单元然后再发送给这个已完成渲染的空闲计算节点,直到渲染工作完成。
目前用于CG渲染的商业RenderFarm软件的核心功能其实就是动态分配渲染进程、网络监控和数据管理。
负载均衡系统使计算负载可以在计算机集群中尽可能平均分摊处理。
负载一般是需要应用程序处理,这样的系统适合于运行同一组应用程序的大量用户,比如用于Maya渲染的工作组,每个节点都可以处理一部分工作,并且可以在集群节点之间动态分配负载,以实现平衡。
集群计算管理需要涉及网络流量和流量管理。
负载均衡应用服务要求集群软件检查每个节点的当前负载,并确定哪些节点可以接受新的作业,这最适合运行如数据分析等串行和批处理作业,所以很容易允许具有批渲染能力的应用软件加载集群功能,一些集群软件被开发出来,它们通过TCP/IP 进行流量管理,并且针对特定的应用程序的API或接口编写批处理命令,如Muster,并且这些集群软件还可以配置成关注某特定节点的硬件或操作系统功能(受应用软件制约),这样,群集中的节点就没有必要是一致的,硬件和系统异构也就很容易实现。
实现负载均衡的方式可以分为软件负载均衡和硬件负载均衡两种方式,由于硬件负载均衡的实现非常昂贵,很多集群系统都采用了软件负载均衡,强氧集群系统就是使用软件均衡。
并行计算的问题
并行原理是将整个数据分割成N个模块分配给N个CPU计算,在每一个CPU中启动计算进程,由主进程调度各CPU的计算。
并行集群计算有一个效率发挥的问题,理论上CPU数量和渲染时间与实际会有差异,而且不同系统的实际时间也不尽相同。
理论上说CPU数量越大,渲染时间越短,它们成反比关系。
例如,一个任务由N颗CPU 来完成,假设1颗CPU(N = 1)完成此任务所需要的时间T为1, 则n颗CPU的效率是1颗CPU效率的N倍,也即
然而事实上,动画渲染花费的时间和CPU的数量并非成线性反比。
当计算节点到某个数量级别的时候,简单地增加CPU数量或者计算节点根本无法有效地提高渲染的效率,这时的计算方式为:
CPU个数达到一定数量后系统效率不但不增加,还有可能减少。
造成这种问题的瓶颈主要在于通信(不止网络通信,还包括PC内部CPU、内存和硬盘之间的通信)和软件的算法,系统中使用多少个节点计算机(基于CPU的数量)也是需要考虑的问题。
这就需要一个拥有优秀算法的集群渲染管理软件进行调度并发挥每个CPU的效能并且使用性能优异的硬件配置。
Renderfarm特性
Renderfarm是基于软件和硬件应用的完美结合,采用基于微软Windows的Render farm,最新的网络管理方式,是用于管理复杂的和跨平台的高级3D和2D网络渲染解决方案,在渲染效率、稳定性、灵活性方面具有强有力的优势!
Renderfarm独特的“蜂群”构架消除了对集中“管理器“的需求――就像程序一样。
1)基于1U平台解决方案
在标准的42U机轨上轻松部署160颗处理器运算节点,提供业内独一无二的高性能--它带有众多创新性的选项:多核处理器、NVIDIA Quadro FX 图形处理和高性能千兆以太网。
2)强劲的处理器支持
支持最新的双核心处理器,在1U平台上集成四颗物理核心处理器,提供超过普通双处理器平台双倍的运算效率!
3)64位系统构架
采用64位系统架构,良好兼容32位运算,平滑过渡到64位系统!
4)友善的用户界面
针对广大用户的反馈,Renderfarm对自身做出了相应的改进:没有了缓慢的页面、晦涩难懂的术语和运行怪异的多平台用户界面窗口部件,取而代之的是一个单一完整的Monitor用户界面。
5)对当前各种渲染包的完美支持
除了能够支持所有标准命令行渲染工具,Renderfarm带有针对Maya,3ds max,Digital Fusion, Lightwave, Softimage XSI 和AfterEffects等软件的自定义编写窗口,通过专门的应用软件脚本或者插件,以实现高效率及可配置性。
广泛的应用程序支持包括:
3dsmax
After Effects
Combustion
Digital Fusion
Gelato
Lightwave
Maya
Shake
Softimage XSI
基于RIB渲染引擎3Delight、AIR、BMRT、Entropy、PRMan、Pixie、RenderDotC
脚本和C++SDK插件
支持渲染引擎的脚本,SDK提供强大灵活的特性。
整合RPManager
6)多个工作时间表选项
数字显示的工作优先级、机器资源、指定的并发事件限制群以及特定工作黑名单使您既可以处理有限证件插件和渲染包,也能够准确地在多部门间控制渲染资源的分配。
7)管理和审查
管理特性可选择密码保护。
任何对工作、任务及从属项目更改都可被记录并跟踪。
整合的远程管理功能,如:设备统计报告(CPU、磁盘空间、存储器、操作系统及修补包)、远程启动/停止/重启从属程序和设备、在远程设备上执行任意命令行。
远程错误报告直接向Frantic Films Software报告渲染错误和一般应用程序错误可以缩短停工期并加快问题的解决。
9)良好的系统兼容性
Renderfarm可以良好的运行于Microsoft Windows 2000,Microsoft Windows Server 2000和Microsoft Windows XP和运行在Microsoft .NET 1.1平台的顶层,他通过向一个Windows共享的文件夹读写文件实现网络渲染,没有必要在贮藏库主机上安装客户端软件。
对少于11台机器的Render farm,任意Windows 2000 或Windows Xp机器都能作为贮藏库主机使用,而对多于11台机器的较大Render farm,推荐下面任意一种配置:
Microsoft Windows 2000 Server,
Microsoft Windows 2000 Advanced Server,
Microsoft Windows 2003 Server
如果没有从微软另购买用户访问证件,标准配置的Microsoft Windows 2000 和Windows XP 不允许多于10个接入连接访问。