基于云計算的渲染解決方案在三維動畫教學中的運用

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

基于云計算的渲染解決方案在三維動畫教學中的運用

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

本文基于目前三維動畫教學中傳統(tǒng)渲染平臺遇到的問題，引入云計算中的云渲染技術作為解決方案，對云計算與云渲染及云渲染在線平臺簡單的操作步驟進行了介紹，根據(jù)云渲染在線平臺的特點對云渲染解決方案運用到三維動畫教學中的優(yōu)勢進行了分析，更快捷更便利的云渲染解決方案，將會讓三維動畫教學成果品質(zhì)更高更好。

云計算；云渲染；在線平臺；三維動畫教學

一、傳統(tǒng)渲染平臺在教學中的現(xiàn)狀

在三維動畫方向的課程中，有大量的課程作業(yè)需要通過渲染這個最后一道工序得以完成，精細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。然而目前三維動畫教學中傳統(tǒng)渲染平臺存在許多的問題。渲染是動畫制作流程中的設備密集型工序，為了模擬現(xiàn)實世界的觀感，在三維場景模型中加入燈光、陰影、材質(zhì)等效果，通過渲染這一過程將三維模型轉(zhuǎn)化為真實可見的視覺圖像，需要復雜的計算機運算過程。它使得CPU計算量大，占用大量的CPU資源設備易卡死，渲染時間也非常冗長，有時需要多臺設備同時渲染，甚至因為設備原因不得不降低作品的品質(zhì)。一般的三維動畫課程作業(yè)總時長短，精度要求也較低，基本還能保證教學的進行。但制作畢業(yè)設計或項目時對燈光及環(huán)境的高要求，場景中的大量復雜模型，高精度的參數(shù)設置和復雜的動作設定，渲染設備的性能要求就凸顯出來。當然前幾年許多學校也引進了圖形工作站，幾年下來對于設備的維護的不當，渲染技術的不斷更新，人員的管理以及不斷增加的教學成本等問題都逐漸讓其成為擺設，閑置造成較大的資源浪費。許多學校也向動畫公司借用渲染農(nóng)場來進行渲染，不但費用較高而且時間與地域受限。基于這些現(xiàn)狀，我們嘗試將云渲染解決方案運用到三維動畫教學渲染環(huán)節(jié)中與傳統(tǒng)的渲染平臺一起為教學服務。

二、云渲染與云渲染在線平臺

要說云渲染必須先說云計算，云計算（ Cloud Computing）是并行處理、分布式處理和網(wǎng)格計算的發(fā)展，也是一種新興的共享基礎架構(gòu)的方法。云計算近年廣泛應用于各個領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。云渲染是基于云計算的一種公共服務技術。云渲染除了運用云計算的虛擬化技術和海量數(shù)據(jù)儲存等技術外，其最主要的技術是利用了云計算的高性能計算，通過web借助高速互聯(lián)網(wǎng)接入訪問資源，將3D程序放入遠程的服務器上通過眾多分布式渲染節(jié)點形成一個超級計算集群進行運算，渲染時間成百倍降低提高渲染資源利用效率。

國內(nèi)專注于云渲染的在線平臺有Renderbus、渲云和炫云等。其中Renderbus云渲染農(nóng)場是我國自主研發(fā)的自助式云渲染平臺（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。瑞云是中國云渲染平臺中自助式云渲染”的開創(chuàng)者，為奧斯卡最佳動畫短片《哈布洛先生》，《龍之谷：破曉奇兵》等動畫提供云渲染技術服務。近年來阿里云渲染解決方案與瑞云科技就視覺云計算進行了戰(zhàn)略合作。渲染用時達到8000核小時的動畫片《小門神》就運用了阿里云渲染解決方案，分擔了高峰值時本地渲染農(nóng)場的渲染壓力。可見云渲染在線平臺在國內(nèi)已逐步成熟。

三、云渲染在線平臺操作步驟

首先，需要用云渲染在線平臺支持的軟件制作好需渲染的文件。云渲染在線平臺對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，錄入渲染參數(shù)與輸出信息而后進行渲染。Renderbus平臺用戶對渲染過程可進行實時監(jiān)控，進行暫停、恢復等操作，完成后可立即看縮略圖。第三步，在線支付費用。根據(jù)每一幀的渲染時間由系統(tǒng)自動計算。平臺中集成了自動算費功能，可在渲染前進行成本估算。通過本地渲染一幀的時間乘以總幀數(shù)來進行預計，可見云渲染平臺是通過時間來收費的。以Renderbus平臺的收費標準為例，從充值金額不同分為普通用戶到VIP4用戶的不同等級進行倒階梯收費，由0.67元/核時到0.27元/核時不等，另外還設有針對大型影視制作更高規(guī)格渲染需求和長期合作伙伴制作無縫集成的定制收費標準。第四步，下載最終輸出結(jié)果。

四、云渲染在線平臺運用到教學中的優(yōu)勢

1.節(jié)約辦學成本。有些院校大量購買新的軟硬件產(chǎn)品用于創(chuàng)建基于云計算的各種方案解決平臺（包括云渲染）——創(chuàng)立私有云概念。用阿里云前總裁王堅的說法這有悖于云計算作為一種公共服務的初衷，“云計算不是去擴建IT，云計算是去擁抱互聯(lián)網(wǎng)”，不是買計算設備而是買在線計算服務，降低單位計算成本，這才是云計算。通過云渲染在線平臺減少學校設備的資金投入將辦學經(jīng)費運用到更急需的地方。2.為師生節(jié)約創(chuàng)作成本。云渲染在線平臺按量計費比動畫公司渲染農(nóng)場的收費還更便宜。學校可出資注冊公用賬號申請VIP福利甚至與云渲染平臺長期合作等方法拿到更低折扣。學校更甚至可以將節(jié)約購買設備的資金用于補貼師生的創(chuàng)作成本中。3.節(jié)約時間成本。基于云計算技術的云渲染比本地渲染速度提升數(shù)百倍，并且不用費事去解決由于軟硬件設備帶來的障礙，讓師生的時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。以往在做項目或畢業(yè)設計時學校一般會借助于動畫公司的渲染農(nóng)場，受到公司的地域與時間以及操作不自由等因素的困擾。云渲染平臺基于網(wǎng)絡提供24小時人工在線服務無需排隊，只要有網(wǎng)絡就不受地域與時間的限制；平臺提供自動上傳和下載資源文件與渲染結(jié)果，自動錯誤檢測，實時預覽，任務優(yōu)先級別可調(diào)節(jié)，渲染完成后及時Emall、手機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，參考國際標準執(zhí)行安全規(guī)格保密和加密措施。

總結(jié)

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

[1]馮雪寧，任達.淺談云渲染技術對于CG藝術創(chuàng)作的影響[J].電影評介，2012（16）.

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