動漫云計算渲染平臺的應用

朱華西++謝厚亮

摘 要：動漫產業已經形成規模，市場對產品的要求也越來越高，傳統的動漫產品渲染占用了大量的時間，效率低下。云渲染平臺的出現，保證了產品畫面質量，節約了渲染時間，大大提高了工作效率。國內自主研發的云渲染平臺內自主研發的云渲染平臺，深受到中小動漫企業的青睞，實現了線上服務模式，為動漫產業發展提供了有力的保障。同時在高校數字化建設中漸漸意識到云渲染平臺的重要性，加大了云計算的投入，做到資源整合，為高校產學研的合作打下基礎。

關鍵詞：高校 云計算 渲染 平臺 動漫產業

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（c）-0152-02

經過多年國家對動漫產業的大力扶持，動漫產業漸漸形成規模。近十年來中國動漫產業值翻了十倍，到2016年中國動漫產業值達到1100億。3D電影的出現，視覺效果沖擊著傳統電影行業，觀眾對畫面的追求不斷提升。市場對動漫產品需求日益增加，傳統計算機的渲染已經無法滿足實際需求，云渲染平臺的應用解決了動漫產品渲染的難題。

1 云計算機渲染平臺的應用背景與意義

每一部動漫產品的誕生都是很多藝術家付出努力的結果。在動漫產品的制作過程中，前期建模、材質、動畫花費很多精力去制作，但都要通過渲染來完成作品最后的展示，渲染在動漫產品生產過程中占有重要地位。影視動漫行業對特效要求越來越高，高質量了畫面，炫目的特效需要大量的數據處理，每一幀畫面的生成都離不開計算機的辛勤工作。一秒三維動畫大概要24幀組成，動畫師完成動畫的制作可能要花費十幾分鐘，但傳統的渲染生成要花費數以十倍時間來完成，還要考驗計算機性能是否夠用。傳統的方式下，渲染一部動畫片需要數周乃至數月。3D動畫《馴龍高手》在基于由1萬個處理核心，以第周7 d，每天24 h全天工作量計算，渲染過程持續了28周，通過云渲染這部動畫電影可以在10 d內完成。大型科幻電影《阿凡達》，影片特效制作占用了CPU內核數量約4萬多個處理核心，需要10G網絡連接的數據中心渲染一年多時間，如果用云渲染技術三個月甚至更短的時間就可以完成[4]。云渲染實現了渲染應用與超級計算機系統的有機結合，實現了線上渲染的服務模式，為高校動漫和相關企業提供了有力的保障。

2 云計算渲染平臺

云計算（cloud computing）是基于互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯網來提供動態易擴展且經常是虛擬化的資源。云現在可以看做網絡的統稱，以前用云來代表電信網絡。云計算甚至可以讓你體驗每秒百萬億次的運算能力，擁有這么強大的計算能力可以模擬核爆炸、預測氣候變化和市場發展趨勢。

簡單的云技術已經走入人們生活，比如說大家熟悉云郵箱、云盤等，用戶可以通過注冊帳號，從中獲得計算機云存儲空間和信息服務。云盤為代表的幾家科技公司主要是百度網盤、金山云U盤、Windows SkyDrive（微軟公司推出的一項云存儲服務微云網盤）以及華為網盤等深受用戶們喜愛。很多大型科技公司如Amazon、Google、IBM、Microsoft、Intel、Oracle、Sun等都加入到云計算技術改革中。作為云計算的發起者和主流使用者，Google以發表學術論文的形式公開了其云計算三大成果：GFS、Mapreduce、BigTable，并在美國和中國的高等學府開設了云計算編程課程，且允許第三方通過Google App Engine 運行大型并行應用程序[1]。

關于云渲染平臺的核心技術，主要包含云服務、云存儲以及虛擬化技術等幾個方面，現階段主要有以基礎設施作為服務的（IaaS）虛擬機、存儲器、網絡物理資源層；以平臺作為服務的（PaaS）用于構應用的API，管理中間件層；以軟件作為服務的（SaaS）完整的終端用戶應用，SOA構建層[1]。不同的云服務類型發揮著不同的作用，云計算能夠有效的執行劃分、部署以及安全虛擬資源池，借助集群中的各個渲染節點實現渲染效果佳，時間短的效率最優化。

3 云計算技術在三維動畫渲染中的運用

三維動畫渲染通過對模型、燈光、材質、貼圖等元素的組合設定，將動漫技術通過計算機程序完整的計算轉化成圖像的過程。渲染環節對設備要求非常高，普通的計算機很難實現高精度特效畫面的效果。目前電影中三維特效實用也越來越多，渲染環節會消耗大量的時間，特別是3D電影高清作品，渲染任務超出想象，渲染同時人員閑置，只有機器在動作。云技術的出現，解決了上述難題，國內自主研發的云渲染平臺如炫云、Render?bus、Csrender、阿里渲染云（render farm）等[2]。眾所周之的創造國產動漫票房神話的三維動畫電影《大圣歸來》，該片的渲染工作由多家渲染云平臺完成，量子云未來信息科技有限公參與其中，該公司2014年正式成立，致力于云計算技術研究、云系統構建及云計算行業解決方案。其核心技術團隊來自硅谷，短短兩年公司成為名副其實的“獨角獸”企業。云技術的高速推廣和發展，造就了動漫產業規劃產值不斷提高，如今量子云渲染農場在400平米面積的IDC內，計算能力達到每秒150萬億次（150TFlops，相當于國家天河一號的1/8），存儲達到 5千萬億字節（5PB，相當于存儲16.6萬藍光影片），網絡吞吐 達到每秒15.36萬億次（15.36Tbps）。 以此為基礎，量子云重新定義渲染行業，帶領大家進入 云渲染的秒速時代。

以Renderbus云渲染公司為例，此公司是中國起步最早、規模最大、用戶數量最多的云渲染平臺，是中國“自助式云渲染”的開創者、阿里云視覺云計算全球戰略合作伙伴，同時也是全球最大的渲染農場之一[3]。渲染產品的過程有以下幾個步驟。

（1）下載Renderbu渲染平臺的客戶端，進行帳號注冊、充值和登錄。

（2）將準備渲染的動畫文件3ds Max或Maya軟件導入到“分析列表”。

（3）逐個選擇上傳分鏡頭文件，點擊下一步進行渲染參考的設置，完成之后點提交上傳。

（4）“渲染任務”按要求開始渲染，同時可以查看渲染結果。

（5）在“我的下載”中可以查看渲染的結果，進行下載。

4 高校云渲染平臺的建設

近幾年隨著高校數字化建設的推廣，以改善學校硬件條件為基礎，各高校在計算機硬件設備方面投入大量的資金。由于渲染和存儲設備價格昂貴，仍然無法滿足學院二級部門的專業需求。如果學校建設起數字化云平臺服務，將學校閑置設備統一管理，進行拓展云服務空間，實現資源的合理利用。學校自助云渲染平臺建設好以后，終端用戶可以通過校內網訪問學校云渲染平臺，免費進行注冊和渲染，減少了學?；A建設資金投入，同時實現了資源的共享。

5 結語

動漫產業不斷擴大，涉及領域也越來越廣泛。國家對云技術的支持力度不斷增加，為動漫產業發展助力，武漢市在漢陽造文化創意產業園建立了華中最大云渲染計算中心；上海試點推出影視“云渲染”公共服務平臺；國家動漫園攜手炫我科技打造天津最大云渲染中心等等。影視動漫等產業渲染問題也推動云技術不斷更新與進步。隨著云技術渲染平臺的推廣，“獨角獸”云科技公司也會越來越多，采用云渲染已經成為動漫企業必然的選擇。高校數字化校園建設中，云渲染服務平臺建設越來越受到重視，同時也為動漫專業進一步深化產學研合作帶來了機遇。

參考文獻

[1] 宋旸，朱毅.基于云計算的動漫渲染技術的研究[J].電腦知識與技術，2011（7）：7448-7449.

[2] 田紅，韓曉紅.云計算技術在高校動漫專業渲染階段的應用[J].自動化與儀器儀表，2014（12）：131-132.

[3] 徐靜.淺談云計算技術在3D動畫渲染中的作用[J].中國教育技術裝備，2016（8）：48-49.

[4] 陳璠.“天河——酷卡”動漫與影視超級渲染云計算平臺正式啟動[N].天津日報，2011-8-23（9）.