Меню

Настройка видеокарты в компасе



КОМПАС-3D + NVIDIA Quadro: боевое рабочее место конструктора

Илья Тихонов
Начальник отдела АСУ, ОАО «АМЗ «ВЕНТПРОМ»
Евгений Русаков
Главный конструктор проекта, руководитель бюро радиальных вентиляторов ОГК, ОАО «АМЗ «ВЕНТПРОМ»

Как и многие российские предприятия, на определенном этапе своей деятельности наш завод столкнулся с проблемой модернизации: резко возросли объемы производства, а перед конструкторами была поставлена задача сокращения сроков выпуска технической документации. В 2011 году началось переоснащение производства новыми станками с ЧПУ, требующими в своей работе использования 3D­моделей. На тот момент конструкторы предприятия работали с системой КОМПАС­График версии V12. Параллельно с освоением 3D­технологий было принято решение о внедрении системы инженерного документооборота, основанной также на разработках АСКОН — ЛОЦМАН:PLM и ВЕРТИКАЛЬ. Процесс перехода от 2D­ к 3D­проектированию занял у нас около года.

Вентилятор для проветривания станций метрополитена ВОМ20

Вентилятор для проветривания тонелей АВ18

Использование КОМПАС­3D позволило начать работу с трехмерными моделями, сохранив при этом возможность получения на их основе двумерных чертежей. В перспективе на «ВЕНТПРОМ» планируется внедрение «безбумажного» производства.

В процессе адаптации сотрудников к новому программному обеспечению не обошлось без некоторых трудностей: только около 20% конструкторов (в основном представители молодого поколения инженеров) были готовы работать по технологии 3D­проектирования. Остальным сотрудникам отдела главного конструктора, проработавшим много лет на кульманах и только недавно освоившим КОМПАС­График, было сложнее понять принципы 3D­проектирования. Однако со временем эти проблемы удалось решить благодаря заинтересованности и высокой мотивации со стороны как самих конструкторов, так и руководства предприятия.

ОАО «Артемовский машиностроительный завод «ВЕНТПРОМ» — одно из уникальных предприятий горного машиностроения на Урале, единственный отечественный производитель вентиляторов главного проветривания шахт и метрополитенов.

История завода началась в декабре 1941 года, когда в город Артемовский был эвакуирован Скопинский механический завод. Его основной продукцией в то время были детали для гвардейских минометов и боеприпасы для авиации. Помимо фронтовых заказов предприятие выпускало горношахтное оборудование, запчасти для буровых установок, а также изделия широкого потребления, например столовые приборы. В первой послевоенной пятилетке Артемовский завод полностью перешел на выпуск горношахтного оборудования. Проведенные в следующие десятилетия преобразования — реконструкция, строительство новых цехов — закрепили за ним статус предприятия тяжелого машиностроения.

В настоящее время основной продукцией «ВЕНТПРОМ» являются вентиляторы главного проветривания шахт, метрополитенов и транспортных тоннелей с диаметром рабочих колес до 4,5 м, вентиляторы местного проветривания, пылеуловители, вентиляционное оборудование для металлургической, целлюлозно­бумажной промышленности и энергетики. Вентиляторы главного проветривания, разработанные конструкторами завода, применяются во всех метрополитенах России и ближнего зарубежья.

Переход к трехмерному моделированию поставил перед руководством завода и вопрос о модернизации аппаратного комплекса. Сначала у нас применялись бытовые видеокарты NVIDIA различных поколений, а в некоторых случаях даже интегрированная графика. При создании 3D­моделей с количеством деталей около 1000 на подобном оборудовании возникали проблемы с графическим отображением: даже максимальное упрощение отображения сборки не позволяло использовать все возможности установленного программного обеспечения. Поэтому новые графические ускорители мы выбирали, ориентируясь на количество деталей в наших сборках и рекомендации со стороны поставщика программного обеспечения. В конечном счете наш выбор пал на профессиональные видеокарты NVIDIA Quadro 600. Переход на профессиональные видеоадаптеры сразу отразился на производительности труда и сроках подготовки технической документации.

После обновления аппаратного комплекса инженерам стала доступна возможность комфортной работы с 3D­моделями разрабатываемых нами изделий с количеством деталей порядка 5 тыс. Качественный уровень отображения позволил наладить нормальную эффективную работу со сложными моделями. На данный момент наибольшие сборки для установок главного проветривания типа АВМ и АВР, включающие до 15 тыс. деталей, в 3D еще не построены, так что впереди нас ждет новое испытание компьютерного, в том числе и графического, оборудования.

Комментарий NVIDIA

Ирина Шеховцова, старший менеджер по связям с общественностью в российском представительстве NVIDIA:

«Действительно, видеокарты NVIDIA GeForce (именно ими и пользовались на предприятии до Quadro 600), хоть и показывают отличную производительность в требовательных играх, не оптимизированы для работы с профессиональными приложениями.

В приложениях САПР любой профессиональный ускоритель Quadro (даже начального уровня) будет быстрее самой мощной игровой видеокарты, не говоря уже об интегрированной графике. Это объясняется тем, что графические процессоры профессиональных видеокарт имеют специальную оптимизацию. На графике приведены средние результаты тестов игровых и профессиональных видеокарт NVIDIA, а также интегрированной графики в индустриальном бенчмарке SPECviewperf 11.

Для КОМПАС­3D в драйверах профессиональных видеокарт NVIDIA Quadro есть специальный профиль, который обеспечивает существенное ускорение работы с 3D­моделями при выполнении операций вращения и позиционирования. В зависимости от сложности модели ускорение может быть от двух­ до семикратного. Актуальную версию драйверов Quadro можно скачать на сайте www.nvidia.ru».

Благодаря переходу на трехмерное моделирование и совместному использованию КОМПАС­3D и профессиональных видеокарт NVIDIA Quadro 600 произошло заметное увеличение скорости проектирования и корректировки, а также сокращение количества ошибок в конструкторской документации. Если раньше проектированием установки главного проветривания занимался целый отдел на протяжении года, то теперь эта задача занимает у опытного пользователя КОМПАС­3D порядка 2­3 месяцев.

Сегодня средствами КОМПАС­3D на заводе «ВЕНТПРОМ» осуществляется проектирование большинства типоразмерных рядов вентиляторов различного назначения: вентиляторов главного проветривания типа ВО и ВОД; вентиляторных установок главного проветривания типов АВМ, АВР и ВДК; вентиляторов местного проветривания типа ВМЭ, ВМЭ­ВВ и ВМЭ­ВО; вентиляторов для проветривания метрополитенов типа ВОМ; газоотсасывающих установок типа УВЦГ; радиальных (центробежных) вентиляторов типа ВР (ВЦ); вентиляторов тоннельных типа АВ. Идет активная подготовка к проектированию в КОМПАС­3D и иных видов продукции.

Установка главного проветривания АВМ30 с вентиляторами ВО30

Из плюсов работы в КОМПАС­3D
можно отметить наличие различных приложений и библиотек, облегчающих работу конструктора, возможность отслеживания пересечения и наложения сопрягаемых деталей, автоматического получения 2D­изображения, получения видов, сечений и разрезов всего в несколько кликов.

На данный момент конструкторы «ВЕНТПРОМ» в своей работе используют Корпоративные справочники «Стандартные Изделия» и «Материалы и Сортаменты», «Библиотеку построения разверток», «Каталог: Сортаменты металлопроката», системы проектирования пружин КОМПАС­Spring (сейчас она называется просто «Пружины») и Систему проектирования тел вращения, КОМПАС­Shaft 2D и 3D (в новой версии она имеет название «Валы и механические передачи»).

Кстати, за то время, пока готовилась эта статья, на рынке появилось новое поколение видеокарт NVIDIA Quadro (на архитектуре Kepler). Quadro K600 при работе с КОМПАС­3D обещает быть примерно на 25% быстрее, чем ее предшественница Quadro 600. Это позволит сделать работу в приложении еще более продуктивной.

Источник

Преимущества профессиональной графики NVIDIA Quadro при работе с САПР приложениями

Дмитрий Чехлов. Автор многочисленных публикаций, посвященных компьютерной графике и 3D-технологиям, автор книги «Визуализация в Autodesk Maya: mental ray renderer», художник по освещению и затенению, технический специалист в области компьютерной визуализации, Активист Autodesk Community, Autodesk Certified Professional, участник программ Autodesk Developer Network и NVIDIA Partner Network.

Профессиональными графическими ускорителями NVIDIA Quadro я пользуюсь более 10 лет. Мне приходилось использовать самые разнообразные инструменты и возможности, реализованные в данных решениях, от простого отображения видовых окон проекций, до визуализации и вычислений на GPU с применением архитектуры NVIDIA CUDA. Довольно часто мне приходится отвечать на вопрос, в чем разница между игровой графикой и профессиональной. В этой статье я расскажу о преимуществах профессиональной графики при работе с профессиональными приложениями. Речь пойдет не о производительности, а о поддержке специфических функций, востребованных в приложениях САПР и для создания мультимедийного контента. Я провел исследование возможностей графических ядер таких популярных САПР, как Autodesk Inventor, SolidWorks, T-Flex CAD, КОМПАС 3D, Autodesk Maya , Autodesk 3ds Max и CATIA. Так же данная статья включает демонстрацию и описание возможностей доступных только для профессиональных графических ускорителей, таких как инструментарий NVIDIA WMI, nView Desktop Management, технология NVIDIA Mosaic и поддержка Multi-GPU.

Поддержка высоких уровней сглаживания

Наше знакомство с возможностями профессиональной графики и сравнение с возможностями игровой графики мы начнем с поддержки высокого сглаживания краев геометрии и линий. В отличие от игровых приложений, где высокое качество сглаживания может увеличить время визуализации кадра в профессиональных приложениях решается иная задача – качество выводимого изображения. Чем выше качество сглаживания линий и краев геометрии, тем легче анализировать модель или чертеж, определять детали и элементы сборок, и многое другое. Наиболее часто используется метод multisampling antialiasing. Он достаточно прост и доступен в библиотеках всех графических API. Однако для повышения качества сглаживания и устранения «ступенчатости» в гранях и линиях может потребоваться применение не только базовых методик сглаживания, но также и расширенных алгоритмов, позволяющих улучшать качество изображения.

Читайте также:  Manitou circus expert настройка

Драйверы профессиональных карт Quadro предоставляют возможность выбирать в панели управления высокий уровень сглаживания – до 64х. На практике это дает существенно лучшее восприятие множества линий и границ объектов в сцене. На игровых видеокартах GeForce такие уровни сглаживания просто недоступны. На рисунке ниже приведен скриншот NVIDIA Control Panel для графических ускорителей GeForce и Quadro с активным режимом сглаживания Override any application settings.
Здесь я хочу сделать небольшую ремарку. Поддержка сглаживания 64x может быть недоступна только в ряде некоторых графических ядер современных приложений. Многие разработчики стараются самостоятельно реализовать сглаживание линий и геометрии независимо от управления данной функцией со стороны драйвера.

Рис. 1-1. Драйвер GPU NVIDIA Quadro предоставляет возможность выбора более высокого качества сглаживания граней объектов и линий, по сравнению с драйвером для GPU NVIDIA GeForce.

В отличие от игровых графических ускорителей, в профессиональных ускорителях реализованы улучшенные методики обработки геометрии. Это позволяет значительно увеличить производительность в процессе воспроизведения анимации и загрузить в память все необходимые данные.[1]
Фильтрация текстурных карт играет важную роль, это актуально при работе над игровыми приложениями и при разработке аппаратных шейдеров, для Open GL или DirectX. Но для того, чтобы обрабатывать большое количество текстурных карт и реализовывать поддержку карт с высоким разрешением (до 16K), необходим другой подход при работе с графической памятью.

Использование графической памяти

Память графического ускорителя играет важную роль в обеспечении высокой производительности. Это один из ключевых показателей возможностей GPU. Такие возможности графических ядер, как кэширование геометрии и запись данных напрямую в графическую память, при достаточном объеме предоставляет гибкие возможности для воспроизведения анимации и интерактивного перемещения в сложных сценах без снижения производительности. Большие объемы памяти особенно важны в работе с GPU-ускоренными движками визуализации и такими технологиями, как Alembic, и интерактивными приложениями для презентационной визуализации (напр. Autodesk VRED).
Важной функцией при работе с памятью является её очистка для последующих задач или оптимальное использование для хранения данных. В профессиональных графических ускорителях память используется более равномерно, чем в игровых решениях. Это обусловлено максимально сбалансированной работой программного обеспечения и драйвера GPU, а также возможностям очистки памяти реализованной в нем.
В зависимости от проектов объем данных может варьироваться, а в ряде случаев может быть колоссален по определению, профессиональные карты традиционно оснащаются большим объемом памяти. Только среди профессиональных ускорителей есть возможность использовать до 24 Гб памяти, которые помогают работать с текстурами, моделями, данными любой сложности и хранить их, не опираясь на создание резервного кэша.
Мы провели тест на использование памяти профессиональными GPU. Основная его задача заключалась в отслеживании использования графической памяти в процессе моделирования трехмерной геометрии.
В процессе загрузки сцены и текстурных карт графическое ядро приложения старается полностью использовать память. В большинстве случаев 2 — 4 Гб графической памяти достаточно для работы над моделями средней сложности. С другой стороны, когда сцена содержит больше объектов и текстур, требования к объемам и возможностям памяти возрастают и могут потребоваться объемы в 8, 12 и более Гб, а так же повышаются требования к её рациональному использованию.
Рисунок ниже демонстрирует пример того, какой объем памяти используется при загрузке модели в пакете Autodesk Maya 2016. Так как в драйвере выбрано автоматическое распределение ресурсов GPU, графическое ядро программы отдало приоритет GPU с большим объемом памяти.

Рис. 2-1. Пример работы графического ядра приложения с GPU NVIDIA Quadro. И пример использования памяти при активизации режима отображения текстурных карт.

На диаграмме в Performance Monitor вы можете видеть, какой объем памяти требуется для хранения модели вагона. Поскольку отображение текстурных карт не активно, используется 1/3 объема графической памяти. Когда активизируется режим отображения текстурных карт, все используемые в сцене и в шейдерах модели текстуры будут загружены в память графического процессора. Но в отличие от игровых графических процессоров, память профессиональных графических процессоров используется более рационально. Когда данные не нужны, они будут выгружены из памяти и загружены обратно только тогда, когда это необходимо. Если же выполняется копирование геометрии и модели, нет необходимости в создании дубликатов данных в графической памяти, легче создать взаимосвязанные образцы и использовать их. Обратите внимание, что объем памяти немного меняется, увеличиваясь, а затем доходит до прежнего уровня. При этом, в сцене содержится больше объектов и экземпляров текстурных карт.

Рис. 2-2. Пример использования памяти при создании дубликатов геометрии и шейдеров с текстурами.

Оптимизация работы памяти на профессиональных графических ускорителях достигается за счет оптимизации графических ядер на основе расширений API OpenGL и Direct3D.

Управление рабочими столами

Одним из серьезных недостатков игровой графики является отсутствие функций для создания и управления рабочими столами. Обычно это решается с помощью реализованных в ОС функций или сторонних решений. Это накладывает множество ограничений. Но пользователи профессиональных ускорителей не имеют таких ограничений и могут использовать как функционал от NVIDIA, так и предоставляемые операционной системой функции. Таким образом, можно выполнять огромное количество комбинаций рабочих пространств на любой вкус. В отличие от игровых решений, профессиональные карты Quadro предоставляют инструменты для управления рабочими столами и их конфигурациями. nView Desktop Management входит в состав дистрибутива драйвера и программного обеспечения NVIDIA Quadro и предоставляет пользователям необходимый функционал для настройки рабочего пространства и распределения множества приложений между несколькими рабочими столами.

Рис. 3-1. Пример применения nView Desktop Management для управления тремя рабочими столами.

Рабочие столы могут быть разбиты с помощью сетки, в каждую ячейку которой может быть помещено окно всего приложения или его отдельный диалог. На практике это очень удобно, особенно при работе с многооконными приложениями, где требуется организовать множество диалогов или буферов кадров. На рисунке ниже приведен пример организации нескольких окон с помощью разбивки по сетке.

Рис. 3-2. Пример применения функции Guideline Editor для распределения диалоговых окон приложений.

Еще одна полезная функция — привязка к границам экрана. В отличие от стандартной реализации в операционных системах Windows и Linux. Благодаря инструментарию nView Desktop Management, вы можете настроить определение границ экрана и действие окон приложения в процессе операций с ними.

Рис. 3-3. Функции Windows Manager позволяют пользователю лучше управлять окнами приложений.

Инструменты мониторинга и конфигурации

Так как графические ускорители NVIDIA Quadro ориентированы на профессиональных и корпоративных пользователей, разработчики NVIDIA предусмотрели специальный набор инструментов NVIDIA WMI (Windows Management Instrumentation) и специальный инструмент NVIDIA SMI для мониторинга загруженности графических процессоров, памяти и контроля температурного режима. Инструментарий NVIDIA WMI входит в дистрибутив драйвера для NVIDIA Quadro и доступен наряду с nView Desktop Management. Рисунок 4-1 наглядно демонстрирует компоненты установки драйверов NVIDIA GeForce и NVIDIA Quadro.

Рис. 4-1. Компоненты установки драйверов GPU NVIDIA для линейки GeForce и линейки Quadro.

После установки драйвера с компонентами NVIDIA WMI, вы можете использовать все возможности мониторинга с помощью Microsoft Management Console и Performance Monitor. А если в ваши задачи входит администрирование нескольких удаленных компьютеров, подключение к ним и сбор данных произойдет гораздо быстрее, если использовать возможности локальной сети.

Рис. 4-2. Инструментарий Microsoft Management Console с оснасткой Performance Monitor и добавленными счетчиками NVIDIA GPU (NVIDIA WMI).

На рисунке выше приведен пример мониторинга производительности графических процессоров с помощью MMC, куда могут быть добавлены счетчики с помощью соответствующего диалога.

Также, в отличие от игровых видеокарт, в профессиональных GPU реализована возможность конфигурации под определенные задачи. Например, на одном из установленных в системе GPU вам необходимо выполнять только вычисления с помощью NVIDIA CUDA, а на другом/других, вам необходимо и вычислять и работать с графикой. Для распределения нагрузки вы можете использовать утилиту NVIDIA SMI, доступную как для Windows, так и Linux и выполнить соответствующую конфигурацию GPU. Данная утилита также доступна и для некоторых моделей игровых графических ускорителей, к ним относятся модели выпускаемые под брендом GTX Titan. Но функционал в данном случае будет сильно ограничен.

Читайте также:  Настройка vipnet client через прокси

Рис. 4-3. Утилита NVIDIA SMI отображающая информацию о загрузке графических процессоров.

Конфигурация для работы с несколькими GPU

При возрастающем объеме данных, содержащихся в комплексных моделях, для достижения высокой скорости визуализации необходимо применение производительных GPU.

В драйвере NVIDIA Quadro доступна большая группа настроек — «Workstation», с помощью которой выполняется конфигурация GPU. При конфигурации вы можете выбирать, какой из доступных GPU будет использоваться для работы только с графикой, а какой для работы с графикой и вычислений. В драйвере для игровых графических ускорителей вы можете выбирать только графический процессор для вычислений в CUDA-приложениях. Что существенно ограничивает пользователя в конфигурации.

Рис. 5-1. Выбор GPU для визуализации виртуального пространства в OpenGL приложении, выбор GPU для вычислений в CUDA приложении и глобальная конфигурация параметров рабочей станции.

Рассмотрим наглядный пример настройки графических процессоров для распределения задач между вычислениями и визуализацией окон проекций на примере Autodesk 3ds Max и NVIDIA iray renderer. По умолчанию, 3ds Max и Iray используют все доступные графические процессоры. Обычно тот GPU, который используется операционной системой, будет не активен в Iray, а сам 3ds Max использует его для визуализации виртуального пространства. С другой стороны, если выполнить соответствующую конфигурацию драйвера, тот GPU, который не будет активен, не будет отображаться в списке доступных для визуализации в Iray устройств.

Рис. 5-2. Пример параметров NVIDIA Iray, когда все GPU могут быть использованы для вычислений и когда для вычислений может быть использованы устройства глобально определенные драйвером.

Рассматриваемое условие доступно для всех приложений, требующих распределения нагрузки между несколькими графическими процессорами. Это могут быть САПР, использующие графический процессор для ускорения вычислений и для визуализации, это могут быть мультидисплейные системы, когда множество дисплеев отображают информацию, а дополнительные графические процессоры выполняют вычисления в CUDA или OpenCL приложениях.

Несколько примеров реализации функций в САПР с GPU NVIDIA Quadro

В процессе исследования и написания данной статьи мною и моими коллегами было протестировано и изучено несколько известных и доступных пакетов САПР, использующих графическое ядро на основе библиотек Open GL, а так же их возможности, использующие технологии OpenCL и NVIDIA CUDA.
Основной упор мы делали на качестве изображения и производительности графического ядра при визуализации параметрической модели в виртуальном пространстве, использование ресурсов графических процессоров и выполнении вычислений общего назначения.

Производительность зависит не только от графики

Производительность такого программного обеспечения, как САПР, зависит от множества факторов. Результат выполняемых пользователем операций, вычисляется центральным процессором, а повторное вычисление всей модели может потребовать времени. Графические ускорители выполняют задачи связанные с визуализацией векторных данных параметрической модели, полученной в процессе вычислений с помощью центрального процессора и хранимой в оперативной памяти. С другой стороны, графический ускоритель может ускорить процесс вычислений в хорошо распараллеливаемых алгоритмах с помощью NVIDIA CUDA или OpenCL. Помимо этого, на протяжении нескольких лет компанией NVIDIA и её партнерами по консорциуму Khronos Group ведется разработка расширений для Open GL, позволяющих выполнять оптимизацию производительности приложений. Многие профессиональные графические приложения и их ядра начинают использовать возможности этих расширений для увеличения производительности.
Ключевая идея заключается в минимизации простоя в процессе вычислений, выполняемых на CPU и передаваемых GPU для визуализации. По своей сути, графический процессор не будет ожидать данные, которые к нему поступают после вычислений на CPU, и промежуток времени, в который GPU бездействует, будет заполнен определенными задачами, например вычислениями.

Рис. 6-1. Пример распределения задач между множеством потоков в процессе обработки сцены.

На рисунке 6-1 приведен пример профилирования сцены Autodesk Maya в процессе воспроизведения анимации. Каждый из голубых блоков — задачи, связанные с визуализацией силами Viewport 2.0, а каждый из блоков коричневого цвета — вычисление определенного элемента сцены с помощью CPU. В то время, когда выполняются вычисления в процессе трансформации и деформации объектов, графическое ядро программы выполняет визуализацию получаемых от CPU и данных. Из этого следует значительное повышение производительности в визуализации и вычислениях всей системы в целом. Когда мы снимаем с CPU лишние задачи по вычислениям, его возможности можно использовать для решения последовательных задач, но в то же время, хорошо распараллеливаемые и графические задачи выполняются на GPU. Таким образом, мы получаем прирост производительности графического ядра и приложения в целом.

КОМПАС-3D

Одним из удачных примеров реализации поддержки возможностей графических ускорителей и программного обеспечения NVIDIA Quadro является машиностроительная САПР — КОМПАС-3D. В отличие от конкурирующих решений, разработчики из компании АСКОН, совместно со специалистами компании NVIDIA, реализовали прямую поддержку функций драйвера NVIDIA Quadro.

Рис. 6-2. Пример отображения модели в виртуальном пространстве пакета КОМПАС-3D V16 на GPU NVIDIA GeForce и NVIDIA Quadro.

Рисунок 6-2 наглядно демонстрирует поддержку высокого уровня сглаживания, настраиваемого с помощью драйвера NVIDIA Quadro. При этом используемая плоскость отсечки также визуализируется с помощью графического ускорителя. В отличие от других решений, все параметры и контроль качества выполняется с помощью панели управления драйвером, а не через интерфейс приложения. В самом же приложении вы можете выбрать, будет ли использовано аппаратное ускорение или нет.

T-FLEX CAD

Еще один хороший пример использования технологий компании NVIDIA и возможностей профессиональной графики Quadro, является пакет T-FLEX CAD. Он также использует возможности спецификаций Open GL и драйвера NVIDIA Quadro, но обладает дополнительным функционалом — поддержкой визуализации трассировки лучей с использованием технологии NVIDIA OptiX.

В отличие от пакета КОМПАС-3D, пакет T-FLEX CAD обладает глобальными настройками графической подсистемы в самом приложении и предоставляет пользователю возможность управлять качеством сглаживания и выполнять базовую оптимизацию производительности.

Рис. 6-4. Пример визуализации с помощью NVIDIA OptiX в T-FLEX CAD.

Библиотека OptiX позволяет выполнять трассировку лучей в режиме реального времени и обеспечивает разработчиков необходимыми спецификациями для разработки шейдеров материалов и источников света, а также инструментами интеграции с API OpenGL и Direct3D.

Важным достоинством работы с такими приложениями как КОМПАС-3D и T-FLEX CAD является поддержка OpenGL, это важное условие при работе с Multi-GPU конфигурациями. Вы можете распределить каждое из приложений на выделенный GPU с помощью драйвера NVIDIA Quadro и выполнять все необходимые вычисления и работу со сценами в каждом из приложений. Это удобно, когда необходимо готовить проект в нескольких приложениях и передавать данные из одного приложения в другое.

SOLIDWORKS

Пакет SolidWorks предоставляет своим пользователям богатый функционал. Его графическое ядро также оптимизировано для работы с профессиональными графическими ускорителями. Одной из важнейших функций для создания высококачественных образов напрямую в SolidWorks является функционал, заложенный в RealView.

Рис. 6-5. С помощью SolidWorks RealView вы можете создавать высококачественные иллюстрации с помощью OpenGL и аппаратных шейдеров.

Графическое ядро SolidWorks позволяет формировать высококачественные образы с высокой детализацией и такими эффектами, как штриховка и контурные линии. Для увеличения реализма модели, вы можете активизировать вычисление эффекта Ambient Occlusion. Данный эффект отлично визуализируется современными профессиональными графическими ускорителями и может быть применен на сложных сборках с большим количеством деталей.

При использовании профессиональных ускорителей NVIDIA Quadro пользователям SolidWorks доступны все основные возможности графического ядра и высококачественного затенения.[2]

SOLIDWORKS Visualize

Для высококачественной визуализации изображений и анимации в пакет программ SolidWorks входят два продукта SolidWorks Visualize Standard и SolidWorks Visualize Professional. Эти продукты используют возможности ядра NVIDIA iRay для фотореалистичной визуализации создаваемых моделей.
Ядро NVIDIA iRay может работать в двух режимах, высококачественном фотореалистичном режиме (Unbiased mode) и в упрощенном режиме, основанном на простой трассировке лучей (Biased mode).

Читайте также:  Какие настройки при съемке используете

Рис. 6-6. Пакет SolidWorks Visualize позволяет выполнять фотореалистичную визуализацию изображений с применением возможностей графических ускорителей.

Благодаря поддержке возможностей распределения нагрузки в задачах между различными GPU высокую производительность в SolidWorks Visualize помогают обеспечивать multi-gpu конфигурации с NVIDIA Quadro и NVIDIA Tesla. Вы можете выполнять отображение сцены в OpenGL на графическом ускорителе NVIDIA Quadro, а визуализацию сцены с высоким качеством и реалистичными освещением и материалами можете выполнять силами специализированных вычислителей NVIDIA Tesla. Это помогает распределить нагрузку и добиться высокой производительности в интерактивной навигации. Все управление графическими ускорителями может быть осуществлено с помощью драйвера для NVIDIA Quadro и NVIDIA Tesla.

CATIA LiveRendering

Система интерактивной и фотореалистичной визуализации CATIA LiveRendering также основана на технологии NVIDIA iRay. С ее помощью вы можете выполнять визуализацию изображений и моделей, создаваемых с помощью системы CATIA и предоставлять полученные образы клиентам.

Рис. 6-7. Система визуализации CATIA LiveRendering на основе NVIDIA iRay.

Как и весь комплекс CATIA, решение LiveRendering является отдельным элементом, но интенсивно связанным со всей системой в целом. Для обеспечения высокой производительности и комфорта в работе с множеством приложений и решений комплекса, необходимо обратиться к профессиональным решениям, позволяющим выполнять визуализацию виртуального пространства и вычисления на GPU без перерасхода ресурсов.

Решение LiveRendering может быть использовано совместно с NVIDIA Quadro и программно-аппаратной платформой NVIDIA Quadro VCA, позволяя увеличивать производительность в работе над комплексными и сложными моделями.

Autodesk 3ds Max

Пакет Autodesk 3ds Max является одним из лидирующих инструментов для создания компьютерной графики и анимации, а так же для высококачественной визуализации. Приложение использует множество технологий для достижения оптимальной производительности как при визуализации сцен в видовых окнах проекций, так и в вычислениях общего назначения. Разработчики компании Autodesk, совместно с NVIDIA реализовали поддержку ключевых возможностей DirectX и поддержку современных графических процессоров, интеграцию NVIDIA PhysX и его компонентов, а также поддержку вычислений общего назначения для тесселяции геометрии с помощью OpenSubdiv.

Рис. 6-8. Autodesk 3ds Max 2016 с выбранным в качестве текущей системы визуализации NVIDIA Iray.

Компания NVIDIA ведет разработку комплексных решений для фотореалистичной визуализации и технологий, позволяющих использовать обширные возможности GPU для ускорения вычислений. Системы визуализации NVIDIA iRay, NVIDIA mental ray и язык описания материалов NVIDIA MDL, интегрированные в Autodesk 3ds Max, благодаря применению совместно с графическими ускорителями NVIDIA Quadro и NVIDIA Tesla, представляют комплексную платформу для визуализации в режиме Active Shade и окончательной высококачественной визуализации.
Пользователи V-Ray и Octane Renderer также по достоинству оценят возможности ускорения вычислений в процессе визуализации. В каждом из представленных ядер визуализации реализована поддержка Multi-GPU конфигураций систем. Программное обеспечение рабочих станций с несколькими GPU NVIDIA Quadro или NVIDIA Tesla может быть сконфигурировано для использования, одного, нескольких или всех графических процессоров, доступных в системе. А благодаря драйверу и программному обеспечению NVIDIA Quadro, пользователю предоставляется возможность оптимально использовать память графического процессора для хранения данных и вычислений.

Autodesk Maya

Система 3D моделирования и анимации Autodesk Maya по праву считается одним из лидирующих в индустрии M&E решений для создания высококачественной фотореалистичной анимации и визуальных эффектов. С помощью открытых форматов данных и мощнейшей системе макропрограммирования на основе Maya Embedded Language и Python, пакет получил признание среди многих профессиональных художников и технических директоров студий. Графическое ядро Maya может использовать одно из двух графических API – Open GL или DirectX, что позволяет использовать её как на платформе Windows, так и на платформах macOS и Linux.

Рис. 6-9. Графическое ядро Viewport 2.0 позволяет работать как со сложными моделями, так и текстурами с большим разрешением, а также предоставляет возможность использовать базовые методы затенения и визуализации.

Ядро Viewport 2.0 является многопоточным графическим ядром, использующим возможности систем с многоядерными процессорами и несколькими GPU (Multi-GPU). Графические ускорители NVIDIA Quadro и NVIDIA Tesla могут быть использованы для визуализации и работы с комплексными сценами, содержащими большое количество геометрии и текстуры в большом разрешении, а также обеспечивают высокое качество сглаживания и эффектов Bump Mapping, Tessellation и Ambient Occlusion.
Графические ускорители в Maya играют важную роль, они могут быть использованы не только для отображения виртуального пространства сцены, но и для ускорения работы ядра программы, обрабатывающего как геометрию и ее тесселяцию, так и деформеры, используемые для ускорения процессов вычислений трансформации геометрии в сцене.

На приведенном выше видео представлен пример использования GPU для ускорения обработки сцены в процессе воспроизведения анимации. Прирост скорости воспроизведения анимации обеспечивается оптимизацией деформеров и ядра программы для многопоточных вычислений. В процессе просмотра обратите внимание на изменяющееся значение Frame Rate, в зависимости от того, какой режим выбран DG, Serial, Serial + GPU Override, Parallel и Parallel + GPU Override.
Как и в случае с 3ds Max, пользователи могут использовать все возможности графических ускорителей для увеличения производительности в процессе визуализации с помощью таких движков визуализации, как NVIDIA mental ray, V-Ray, NVIDIA iRay for Maya, V-Ray RT, Octane Renderer и других.

Приложения Adobe Creative Cloud

Практически все ключевые приложения, входящие в пакет Adobe Creative Cloud предоставляют поддержку современных технологий, реализованных в графических ускорителях, линейки Quadro. Известный пакет Adobe Photoshop СС использует возможности графических ускорителей для того что-бы обеспечивать высокую производительность в визуализации холста и работу таких инструментов, как Hand tool, Rotate canvas tool, Zoom tool и обеспечивает визуализацию трехмерного пространства в процессе работы с 3D моделями.

Рис. 6-10. Графический ускоритель используется для увеличения производительности инструмента Rotate canvas в Adobe Photoshop CC.

Пользователи, использующие профессиональные дисплеи с поддержкой отображения цветов 10-bit канал (30-bit display), при использовании графических ускорителей NVIDIA Quadro могут использовать возможности данных GPU для отображения 30-bit цветов, что существенно увеличивает качество визуализации изображений, содержащих большое количество градиентов и требующих высокую точность цветопередачи. Это актуально, в процессе работы с научными и медицинскими изображениями, получаемыми с помощью компьютерной томографии и других высокоточных приборов.

Рис. 6-11. C NVIDIA Quadro, вы можете использовать все возможности графического ядра Adobe Photoshop CC.

Многие из фильтров в Adobe Photoshop поддерживают возможности вычислений с помощью GPU с применением Open CL. Такой подход позволяет значительно увеличить производительность в обработке изображений с большим разрешением и содержащими множество слоев.

Редактор векторной графики Adobe Illustrator CC включает в своем арсенале возможности для ускорения обработки и вычислений векторных форм, с помощью набора расширений NVIDIA Path Rendering доступных для OpenGL. Данный подход позволяет увеличить производительность обработки сложных векторных иллюстраций ядром Adobe Illustrator в несколько раз и обеспечивает высокое качество отображения векторных форм.

Индустрия кинематографа и современного телевидения уже давно перешагнула за рамки формата Full HD, современные фильмы снимаются с помощью камер, поддерживающих разрешения кадра 4K и 5K. Это накладывает определенные требования к рабочим станциям и возможностям графической подсистемы для обработки материала с таким разрешением и примененными к нему эффектами. Пакет нелинейного монтажа Adobe Premiere Pro CC использует возможности графических ускорителей для увеличения производительности воспроизведения видео, обработки эффектов и переходов.

Ядро Adobe Mercury Playback Engine предоставляет возможность использовать возможности GPU для ускорения вычислений. Пользователи могут использовать возможности данного ядра, не ограничиваясь только одним пакетом Premiere Pro, они доступны и в Adobe Photoshop CC и Adobe Media Encoder CC, когда вы выполняете сборку и экспорт видео.

При использовании GPU с большими объемами памяти, достигается значительное увеличение производительности в воспроизведении видео высокого разрешения с эффектами и масками в режиме реального времени.
Пакет Adobe After Effects CC также использует возможности GPU для ускорения вычислений. Помимо того, что в данном пакете используется OpenGL для отображения пространства композиции, так и для визуализации трехмерных композиций, освещения, 3D объектов и материалов, используются возможности библиотеки NVIDIA OptiX.

Источник

Adblock
detector