ｌｌｌ ｌ计算机动漫机群网络渲染技术平台应用实例 ２７７８００山东省枣庄职业学院山东枣庄邹东升 【摘要】结合枣庄职业学院教学实际，介绍了计算机动漫机群网络渲染平台的搭建，并进行了机群渲染平台成果的展示。 【关键词】机群；渲染平台；应用 枣庄职业学院为了适应计算机动漫教学、培训需要建立了 机群网络渲染平台，它利用机群管理软件将ｃｐｕｔｌ用高速的网 络系统和操作系统构建的超级计算机，性能达到或接近超级计 算机的计算能力。 该平台旨在实现动漫教学的服务功能，推动动漫教学的发 展。服务对象是枣庄职业学院需要高性能渲染计算和影视后期 制作的学生和对外培训人员。平台的功能是为动漫专业人才提 供优质的特色服务。 一、机群网络渲染平台硬件选择 （一）ＣＰＵ的选择 动漫渲染的处理算法复杂，要求的画面质量高，渲染生成 的时间就会很长。对于３Ｄ设计类软件，其主要运算是浮点运 算，而选择一款浮点性能出色的处理器无疑是提高工作效率的 前提。ＡＭＤ处理器浮点运算能力非常强大，从而会大大提高 ３Ｄ渲染的工作效率。 展望未来，动画要求会越来越逼真。伴随着文件变大、素 材库变大，庞大的数据处理将使得３２位计算本身在架构上就无 法达到要求。而同时我们现在所用的三维软件和渲染软件大多 数是３２位的。考虑到以上两种要求，我们选择一款６４位处理 器，同时兼．￣－Ｘ８６—３２位应用——Ｏｐｔｅｒｏｎ处理器。 （二）节点机的选择 首先动匦渲染是一个计算密集型的计算，对ＣＰＵ的浮点运 算能力要求较高，而胖节点架构将使用更多的ＣＰＵ，这就增加 了线程数，有利于快速完成大规模的计算量。其次，胖节点架 构有利于性能的提高，因为它采用一种进程／线程间通讯，即 胖节点采用ＣＰＵ间通讯方式，系统将任务队列对称地分布于多 个ＣＰＵ之上，从而极大地提高了整个系统的数据处理能力。考 虑到我们对动画渲染软件对于硬件的需求，另外考虑到价格问 题，我们决定使用双ｃｐｕ处理器。 （三）节点数量的选择 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。并行机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。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￣ＩＣＰＵ 数量或者计算节点根本无法有效地提高渲染的效率， 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， 为了使我们所搭建的机群渲染平台达到做大的使用效率。我们 利用逐个添加节点的办法，通过实验发现在我们选用的用于渲 染机群的软硬件条件下，选用８个节点的渲染机群是最佳的。 （四）硬件配置选择 通过以上论述我们对我们的渲染机群的配置做了选择包括 以下四个方面： １、参与渲染的节点机最高配置具有双ｃｐｕ处理器（ＡＭＤ Ｏｐｔｅｒｏｎ ２ Ｘ ４ Ｘ ２．１９ ＧＨＺ），２Ｇ以上内存配置，配备了专业 的图形显示卡。 ２、网络组建方面使用ｃｉｓｃｏ交换机，提供１０００Ｍ高速网 口，有效解决因渲染时网络消耗过多导致网络瘫痪以及因网络 传输慢而消耗时间。 ３、使用ｕｐｓ不间断电源，杜绝了因电源不稳定或者断电 等原因造成的渲染进度无法保证的问题。 二、机群网络渲染平台的搭建 为了满足枣庄职业学院对于渲染平台的特殊要求，我们建 立了渲染平台的架构，结构图如图所示。 图机群渲染平台总体结构 首先，这种结构提高了渲染效率，方便不同班级或者批次 的学生学习。以往采用单机渲染，前一堂课学生长时间的占用 教学用机完成渲染，未必能在下课就结束渲染，也就会影响到 国 下一节课的教学和使用；而要节约时间课上完成，就只能牺牲 作品的质量，这样又很难达到教学目的。采用机群渲染之后， 学生可以直接将作品提交给渲染机群进行渲染，形成渲染任务 队列，学生用机就可以释放出来供其它人使用。此方案还为老 师提供了更方便的作业管理，不论哪一台网内计算机上，老师 都可以打开Ｄｅａｄｌｉｎｅ管理界面通过提交用户名字查找并管理学 生作品，解决了以前不同的设备上查阅效率低的问题。 此外，整个环境的搭建还可以让学生更贴近制作公司的实 际软硬件开发平台，使培养的动漫设计人才在最短的时间内适 应公司动漫设计任务打下了良好的基础。 作者简介： 邹东升，一九七四年出生，山东枣庄人， 讲师，长期从事 计算机教学和科研工作。 １ ８３都市家教
