在建筑可視化領(lǐng)域體驗(yàn)Quadro FX4600
三維圖象處理由創(chuàng)建三維模型及執(zhí)行幾何運(yùn)算開始，可分為物理運(yùn)算、幾何轉(zhuǎn)換、剪切及光效、三角形設(shè)定和像素渲染幾個階段，其中需要進(jìn)行大量的浮點(diǎn)運(yùn)算（包括物理實(shí)體、幾何轉(zhuǎn)換、剪切、光效、以及三角形設(shè)定）和整數(shù)運(yùn)算（包括三角形設(shè)定和像素渲染），本期以建筑可視化的具體需求出發(fā)，以市場上的工作站顯示卡麗臺超高階NVIDIA Quadro FX 4600為例，探討專業(yè)顯卡的選擇和應(yīng)用。
測試平臺：工作站
麗臺超高階NVIDIA Quadro FX 4600工作站顯示卡
Quadro FX 4600工作站顯示卡為CAD、DCC與所有影像應(yīng)用軟件帶來了一場全新且前所未有的影像運(yùn)算技術(shù)革命。768MB DDR3及高達(dá)67.2GB/sec的內(nèi)存頻寬，可支持超高分辨率的數(shù)字屏幕到每個屏幕2560 x 1600@ 60HZ的地步，由最新一代的Shader Model 4.0與OpenGL、DirectX 10.0提供了新世代的頂點(diǎn)及畫素著色系統(tǒng)。
將在Quadro上首次問世的NVIDIA整合運(yùn)算系統(tǒng)，是產(chǎn)業(yè)中初次以并聯(lián)1.35GHz核心處理器搭載龐大浮點(diǎn)運(yùn)算技術(shù)，先進(jìn)的技術(shù)設(shè)計(jì)成能夠?qū)缀翁幚砥髋c畫素處理器的效能做出動態(tài)的調(diào)整分配，使整體在應(yīng)用軟件上的效能提高至原本的兩倍以上。Quadro FX 4600同時還具有另一項(xiàng)革命性的NVIDIA CUDA技術(shù)，使用C language作為整合運(yùn)算平臺的接口，使得運(yùn)算時從龐大的數(shù)據(jù)中擷取有效信息來解決許多并連的復(fù)雜問題時，速度提升了百倍以上。
Quadro FX 4600同時也是可以和其它產(chǎn)品兼容的平臺，可以與同樣NVIDIA Quadro系列的G-Sync卡、SDI卡、SLI技術(shù)相結(jié)合，并且可插入Plex系統(tǒng)中與Plex結(jié)合，提供無與倫比的強(qiáng)大效能
評測方簡介
水晶石數(shù)字教育學(xué)院依托具有國際水準(zhǔn)的數(shù)字視覺技術(shù)及服務(wù)供應(yīng)商——水晶石數(shù)字科技有限公司，于2003年成立。被Discreet公司授予為“Discreet設(shè)計(jì)可視化學(xué)院”、“Discreet授權(quán)培訓(xùn)中心”，并與Autodesk公司建立了堅(jiān)實(shí)的合作基礎(chǔ)，為Avid最大的授權(quán)教育學(xué)院，成為廣大電腦圖像從業(yè)者和愛好者技術(shù)能力提升的平臺。
應(yīng)用測試
Quadro FX 4600定位高端主流三維設(shè)計(jì)應(yīng)用的工作站顯卡。Quadro FX 4600卓越的性能和現(xiàn)進(jìn)的技術(shù)，適合建筑領(lǐng)域的設(shè)計(jì)公司及工作室應(yīng)用?；诖它c(diǎn)，我們選擇了在建筑可視化里最常見的建筑景觀設(shè)計(jì)項(xiàng)目來進(jìn)行測試。設(shè)計(jì)師是來自水晶石數(shù)字教育學(xué)院的劉麗坤老師。
在建筑可視化中常用的軟件包括： 3DMAX,CAD,Photoshop等.整個建筑渲染制作的流程包括：首先了解建筑項(xiàng)目，研究分析其功能性、適用性，構(gòu)思出整個項(xiàng)目的大體框架；中期使用建筑設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行建模，在場景內(nèi)設(shè)置相機(jī)，觀察確定渲染的角度，選擇匹配的材質(zhì)和 合適的外界環(huán)境等各個細(xì)節(jié)；后期將效果圖進(jìn)行渲染。
顯卡的選擇，對整個項(xiàng)目能否快速、高效地完成，至關(guān)重要。我們構(gòu)建了以Quadro FX 4600為核心的功作站平臺。測試項(xiàng)目是在3DMAX中創(chuàng)建模型和渲染，最后導(dǎo)入Photoshop進(jìn)行修改，以在3DMAX中對項(xiàng)目進(jìn)行渲染的操作及運(yùn)行情況，考察顯卡的表現(xiàn)。
在建筑可視化的測試項(xiàng)目中，渲染無疑是最能個考察顯卡性能的環(huán)節(jié)，在三維CAD產(chǎn)品中一般使用的兩種渲染方法：深度緩存（ｚｂｕｆｆｅｒ）和光線跟蹤（ｒａｙｔｒａｃ－ｉｎｇ）．深度緩存一般運(yùn)用于游戲等有井深要求的大場景，在這次的測試項(xiàng)目中，建筑物的反射面（如玻璃）較多，因此使用到光線跟蹤。光線跟蹤算法是根據(jù)光影及周圍環(huán)境來進(jìn)行計(jì)算，支持多種類型的光源，能夠生成陰影，從而產(chǎn)生更加逼真的圖像，但是渲染速度較慢。如圖，同一個模型，由于角度的不同，建筑物中玻璃的的反射面也就不同，因此在反射面較多的場景中，就很費(fèi)時。如測試的辦公樓項(xiàng)目，建筑物玻璃的面積非常大，因此反射面也就多，渲染時需要計(jì)算的量就增多。在專業(yè)顯卡的支持下，渲染整個效果圖僅用時５６秒，與原先渲染時間２分０２秒拉開了很大的差距。 #p#page_title#e#
渲染是基于可編輯王閣的三角形面進(jìn)行計(jì)算的，模型由三角面組成，如果建筑物結(jié)構(gòu)特征復(fù)雜、物件數(shù)目繁多，三角面也就增多，從而直接影響渲染時間和顯示的速度，整個建筑樓群的鳥瞰圖的渲染，物件和細(xì)節(jié)都相當(dāng)多。這正是考驗(yàn)顯卡性能的機(jī)會。
使用邊界盒線框顯示，是為了加快運(yùn)行的速度， 在實(shí)際數(shù)模構(gòu)建、運(yùn)行過程中，線框模型數(shù)據(jù)的處理能力均非常優(yōu)秀，旋轉(zhuǎn)、平移和縮放等操作非常流暢，顯示的刷新的速度也非?？?。
Quadro FX 4600 1.35GHz的核心處理器能綜合進(jìn)行頂點(diǎn)著色和像素著色工作，動態(tài)調(diào)整兩者的性能分配，大幅度提高了GPU的運(yùn)算效率，適合大規(guī)模的渲染工作。樓群的鳥瞰圖在普通顯卡的渲染時間為１５分５３秒，７分１６秒則是Quadro FX 4600不俗表現(xiàn)的證明。
不僅如此，在實(shí)體操作中，普通顯卡表現(xiàn)出了畫面的遲滯，顯示延時，而FX4600支持最新的Shader Model 4.0、OpenGL 2和DirectX 10，因此在任何三維應(yīng)用環(huán)境下都能保持最好的畫面品質(zhì)。
3DMAX有它自己的渲染器，為了測試在第三方渲染器中的效果，我們用Vray進(jìn)行渲染。從文件信息的數(shù)據(jù)來看，別墅項(xiàng)目的物件數(shù)量很多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還有水紋等細(xì)節(jié)，用渲染器渲染時，需要模擬周圍的環(huán)境，加之模型代理物體場景數(shù)量繁多，會嚴(yán)重影響渲染時間。在FX4600中，整個過程視窗內(nèi)移動時無遲緩現(xiàn)象，渲染時間1小時34分，很好的完成了任務(wù)。
測試結(jié)論：
一系列的測試表明，在不考慮軟件自身算法的條件下，麗臺NVIDIA Quadro FX 4600專業(yè)顯卡與之前使用的普通顯卡相比，硬件效能有了較大幅度的提升，渲染時刷新快速，視窗內(nèi)移動物遲滯現(xiàn)象，對設(shè)計(jì)師的工作效率改善明顯。不僅能滿足在建筑領(lǐng)域的工作環(huán)境和常規(guī)設(shè)計(jì)內(nèi)容，NVIDIA Quadro FX 4600的價(jià)格和性能、配置，更能在大規(guī)模、復(fù)雜繁瑣的渲染工作中突出優(yōu)勢，和在可視化等高端圖形領(lǐng)域在三維圖形處理方面有非常好的表現(xiàn)。是三維圖形處理和其他浮點(diǎn)密集型業(yè)務(wù)和技術(shù)應(yīng)用的選擇。
效果圖成品：
行業(yè)應(yīng)用建議：
建筑可視化中的項(xiàng)目特點(diǎn)是物件繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要對光影等眾多細(xì)節(jié)進(jìn)行處理。從軟件應(yīng)用的角度來看，對于專業(yè)的建筑設(shè)公司，選擇計(jì)算機(jī)平臺主要考慮系統(tǒng)的圖形處理能力、處理器的運(yùn)算能力和數(shù)據(jù)的存儲能力，當(dāng)然還有實(shí)際運(yùn)行的穩(wěn)定性。麗臺超高階NVIDIA Quadro FX 4600工作站顯示卡能滿足高端圖像處理領(lǐng)域?qū)︼@卡的苛刻要求。適用于多媒體，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，游戲，由３Ｄ、４Ｄ電影輸出的、球幕電影等、同時也是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)、數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)作(DCC)等專業(yè)影像應(yīng)用軟件的最佳選擇。
