La creación de gráficos 3D está lejos de ser un proceso trivial que requiere un enfoque integrado tanto del software como del hardware.
Las tarjetas gráficas profesionales de hoy en día son una fusión de alta tecnología que combina una potente unidad de procesamiento de gráficos (GPU) de múltiples núcleos con arquitectura y software paralelos para utilizar completamente los recursos de la GPU.
Como sabe, la arquitectura paralela no es capaz de proporcionar un aumento de rendimiento múltiple en comparación con la arquitectura clásica de CPU en ningún caso. En primer lugar, se trata de ecuaciones diferenciales, cálculo de gráficos, hidrodinámica, etc. Un elemento importante es la disponibilidad del código de programa correcto, que maximizará la "paralelización" de las tareas que se realizan. Y si se cumplen todas estas condiciones, la eficiencia del sistema aumenta muchas veces.
Los gráficos 3D profesionales no se tratan, en muchos sentidos, solo de la creación de prototipos 3D digitales. También es una serie de tareas específicas para calcular la dinámica de los procesos físicos, visualización fotorrealista y otras, para cuya solución se crean aceleradores gráficos profesionales especiales.
Una tarjeta gráfica profesional de última generación, una solución que consta de un hardware, una tarjeta gráfica, y un conjunto de controladores exclusivos optimizados para aplicaciones profesionales. En la producción de controladores y tarjetas de video profesionales para ellos, el énfasis está en la confiabilidad y el funcionamiento sin problemas a largo plazo. Por lo tanto, son muchas veces más confiables que las tarjetas de video para juegos, y sus controladores están certificados por fabricantes de aplicaciones profesionales.
Las soluciones de hardware y software más interesantes en esta área las proporciona NVIDIA hoy con su línea de tarjetas gráficas profesionales NVIDIA Quadro FX.
Aquí hay una lista de las principales tareas que estas tarjetas pueden resolver:
- representación gráfica rápida y de alta calidad en aplicaciones CAD;
- aceleración por hardware de la física mediante el motor NVIDIA PhysX;
- soporte para imágenes estereoscópicas;
- sistema de cálculo de trazado de rayos OptiX;
- soporte para CUDA - un entorno de desarrollo que le permite escribir software para tareas computacionales complejas no relacionadas con gráficos.
Como ves, el abanico de tareas a resolver es sumamente amplio y no se limita solo al cálculo de gráficos. Intentemos detenernos en cada uno de estos puntos con más detalle.
NVIDIA Quadro FX es una serie de tarjetas gráficas profesionales diseñadas específicamente para aplicaciones de gráficos 3D como Autodesk 3ds Max, AutoCAD, Autodesk Inventor, Autodesk Revit y más. Prácticamente todas las tarjetas gráficas profesionales NVIDIA proporcionan velocidades de reproducción de gráficos mucho más rápidas que las tarjetas gráficas personalizadas convencionales. En este caso, no se olvide de la calidad de la imagen y la vida útil. Estos indicadores también son significativamente más altos para las tarjetas profesionales.
El motor físico de hardware PhysX se ha ganado un lugar en los videojuegos, donde es necesario calcular explosiones, fuego, agua, destrucción de objetos, etc. en tiempo real. Pero esta tecnología también ha demostrado ser extremadamente útil para los profesionales. En particular, PhysX se utiliza activamente como un complemento en Autodesk 3ds Max y Autodesk Maya y le permite crear simulaciones de tejidos, fluidos, cuerpos duros y blandos.
El complemento en sí se puede descargar de forma gratuita desde el sitio web de NVIDIA.
La función estereoscópica es una tecnología que ha recibido un segundo aire en los últimos años. Muchos estudios que crean animación tridimensional, además de la versión regular, son obligatorios para lanzar una versión estéreo para cines especialmente adaptados. NVIDIA ha desarrollado gafas que le permiten trabajar con modelos 3D en estéreo. El principio de funcionamiento se basa en mecanismos de obturación integrados en las gafas, lo que permite transmitir una imagen en una gama de colores completa, a diferencia de las simples gafas de dos colores.
Por supuesto, los modelos 3D volumétricos en las ventanas gráficas le permiten navegar mejor en el espacio de la escena que se está creando. La creación de cine estereoscópico sin dicha tecnología parece completamente impensable.
El sistema de cálculo de trazado de rayos OptiX es una tecnología que brinda la capacidad de hacer que el renderizado fotorrealista final de su proyecto sea mucho más rápido. Baste decir que la famosa división de efectos especiales de Lucas Films, Industrial Light & Magic, es responsable de los efectos visuales de Piratas del Caribe, Iron Man, Transformers, Indiana Jones, etc.actualmente está construyendo una nueva granja de renderización basada en GPU NVIDIA.
Vale la pena señalar que las tecnologías de renderizado realistas no se limitan a la tecnología OptiX. NVIDIA adquirió recientemente imágenes mentales del renderizador de mental ray. Después de trabajar juntos en la interfaz entre el software de imágenes mentales y el hardware de NVIDIA, se anunció un producto nuevo y único llamado iray. Los desarrolladores afirman que iray se incluirá en la nueva versión de mental ray 3.8. Muy pronto podremos renderizar nuestros proyectos usando mental ray, no usando el procesador central, que, de hecho, no está destinado a tales cálculos, sino la GPU NVIDIA.
En este artículo, se deben decir algunas palabras sobre la tecnología CUDA, que es compatible con todas las últimas generaciones de tarjetas gráficas NVIDIA. CUDA es una arquitectura que aprovecha la potencia de la GPU para la informática de propósito general. De hecho, es un entorno de desarrollo que le permite realizar cualquier cálculo para el que sea preferible una arquitectura de procesador paralelo. Por el momento, la arquitectura CUDA soporta los lenguajes de programación C, C ++, Fortran, y este no es el límite. La plataforma CUDA ofrece posibilidades casi ilimitadas para utilizar recursos de GPU para cálculos de cualquier complejidad.
Las tecnologías no se detienen, al contrario, en los últimos años hemos visto su crecimiento exponencial y el surgimiento de nuevas direcciones de desarrollo. Hoy en día, una tarjeta gráfica en la computadora de un especialista en 3D no es solo un dispositivo que aumenta la velocidad de fotogramas cuando se trabaja con modelos 3D complejos, sino también una herramienta que acelera el trabajo con gráficos 3D en casi toda su variedad.
Incluso una prerrogativa de la CPU de los últimos años, como el renderizado final, ahora se ha trasladado con bastante éxito a los "hombros" de los procesadores gráficos, lo que en casi todas partes conduce a un aumento múltiple en la velocidad de cálculo de la imagen o vídeo final.
