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1、HP数字动漫平台之集群渲染技术解决方案HP数字动漫平台之集群渲染技术解决方案中国惠普有限公司2010年04月目录目录2第一章、前言31.1 背景介绍31.2 国内动漫行业现状41.3 动漫产业展望及趋势分析4第二章、数字动漫基地的基础平台62.1数字动漫基地基础平台的组成及建设原则62.2 数字动漫基地介绍82.2.1 Render farm（渲染农场）概念：82.2.2 采用Render farm（渲染农场）的必要性9第三章、动漫渲染方案设计101、硬件平台平台设计101.1渲染农场业务流程101.2渲染农场平台架构拓扑图101.3 渲染计算服务器131.4 渲染管理服务器161.5 存储设
2、备161.6计算网络部分191.7 操作系统选择202 软件平台202.1 Render farm集群渲染管理平台软件202.2 前端3D制作软件21第四章、硬件设备及软件的选型241、硬件选型241.1渲染集群系统241.2文件存储系统272、软件选择282.1 Render farm集群渲染管理平台软件（选择一）282.2所需要的各类软件（三维、平面、影视合成、多媒体编程软件等）292.3后台渲染专业软件31第五章、惠普绿色设计架构助力动漫331HP DSC精确制冷实现绿色数据中心342惠普刀片系统：绿色数据中心的关键生产线35第六章、成功案例分享381、国内动漫案例分享381.1沈阳动漫
3、公共技术平台381.2北京软件产品质量检测检验中心动漫平台391.3上海文广集团（SMG）数码视觉基地402、国外动漫案例分享40第一章、 前言1.1 背景介绍随着数字动漫对人们生活产生的深远影响，动漫作品也越来越受到人们的喜爱，动漫产业在近几年的蓬勃发展，得到了我们国家和各级政府的高度重视。在发达的欧美国家，动漫产业不仅重要，而且是支柱性产业之一，年市场的总量都在数百亿乃至数千亿美元之上。动漫平台所渗透的领域极其广泛，如动画、游戏动漫、电影、电视、图书出版、工艺礼品卡通、广告片等设计制作，为个人、公司、企业、园区、高校等提供租用服务。为了完善原有动漫产业的技术短板，推动相关的产业发展，真正产
4、生产业链效应。 三维动作工作室是动漫公共服务平台中的一项资源，为动漫企业提供数据服务及三维制作流程。可以说，它在生活中无处不在，毫无疑问它是一项大产业。由于它产业基础庞大，在中国至少每年具有1000亿市场的开发价值，对促进整个国家经济发展具有重要作用。可以预见，未来2-5年内，中国动漫市场将达到一个空前的繁荣程度。中国动漫市场有着巨大潜力，以及国内优秀的原创力资源，而来自日、韩、欧、美等国的动漫游戏产品却占据了中国市场的大半江山，相比之下国内动漫产业发展明显滞后，“产业链效应”也没有真正形成。因此，鼓励和扶植优秀原创作品的商业化，建立对动漫发展效果显著的技术平台、有效整合周边产业资源成为当前振
5、兴民族动漫产业发展的重要任务。据文化部有关部门预测： “如果经过5至10年的时间，动漫产业在国民生产总值中的比重能够从目前的十万分之一提高到百分之一，那么我国动漫产业就具有1000亿元产值的巨大发展空间，预计今年总创收可达117亿元人民币。”由此，尽快地发挥政府的职能作用，建立公共技术平台为动漫产业发展服务是一个能够尽快实现为动漫企业服务，带动产业发展的头等大事。1.2 国内动漫行业现状现阶段正是中国动漫产业发展的关键时期，制约国内动漫产业发展的因素有很多，例如剧本、资金、设备等等，但是最关键的是设备问题。经验表明，公共技术平台建设，是发展动漫产业最关键、最重要、最急需的一个环节，是吸引企业入
6、驻的强有力的手段，是推动产业发展的不可缺少的技术支撑。建立公共技术服务平台能增强政府的服务功能，降低创意企业的投入成本和运营成本，形成企业聚集效应，推动产业发展。现在，全国动漫产业的竞争越来越激烈，目前国家科技部、国家新闻总署、国家广电总局、国家文化部已经先后授牌在全国建立了北京石景山、北京软件园、上海多媒体产业园、广州天河软件园、长沙软件园、成都数字娱乐软件园、上海美术电影制片厂、中央电视台中国国际电视总公司、三辰卡通集团、中国电影集团公司、湖南金鹰卡通有限公司、杭州高新技术开发区动画产业园、常州影视动画产业有限公司、上海炫动卡通卫视传媒娱乐有限公司、南方动画节目联合制作中、深圳市动画制作中
7、心、大连高新技术产业园动漫长廊、苏州工业园区动漫产业园、无锡太湖数码动画影视创业园、长影集团有限责任公司、江通动画股份有限公司、四川动漫基地等共计20余家基地，很多基地已经走在了前面，投入巨资建立了公共技术平台来发展动漫产业。1.3 动漫产业展望及趋势分析综观中国动漫产业，虽然已经取得了一定的成绩，但是从动漫作品和形象的创作到动漫形象的传播再到开发、销售衍生产品，整体产业链的运作和单个环节都存 在着很多的问题。我国动漫产业所患的是一种综合性的症状。但我们必须看到，现在摆在我国动漫产业面前的是一个巨大的机遇，社会对动漫产业已经普遍认同，产业化概念逐渐清晰，国家也为鼓励该产业的发展做出政策、经济上
8、的倾斜，相关业界人士更是为此而努力奋斗，国内动漫产业的市场也在扩大当中。只要我们抓住机遇，找准方向，找出存在的问题各个击破，就一定能够创造出我们自己的动漫形象和动漫品牌，使我们的动漫产业发展起来。1）建立完整的产业链在我们研究了国外动漫产业成功的经验之后，很多专业人士提出动漫产业发展的关键在于构建一条完整合理的产业链。所谓产业链即产业价值链，在产业经济学中，一般称之为产业关联。在动漫产业中，产业链具体是指通过动画漫画创造出动漫形象，利用这一形象对动漫作品进行二次开发利用，提升动漫作品的附加值，进行衍生产品如文具、玩具、游戏、电影的开发。2）创造优秀的动漫作品和动漫形象。构建产业链的关键在于创造
9、出优秀的动漫作品和有着足够吸引力的动漫形象，这是产业链的开端。动漫产业又称为形象产业，可见动漫形象的重要性。3）开发衍生产品。通过开发衍生产品来牟利是动漫产业价值链的终端，也是动漫产业中利润最大、操作空间最广的一个环节。一般来说，表层上的动漫衍生产品包括音像制品，小 说，游戏，玩具模型，服装等。深层的衍生产品可以以形象授权方式进入更广泛的领域，比如旅游产业等。第二章、 数字动漫基地的基础平台2.1数字动漫基地基础平台的组成及建设原则 渲染集群系统（服务器集群） 管理服务器 文件服务器及文件存储及备份系统 高性能图形工作站 以太网交换机 Render farm集群渲染管理平台软件 渲染引擎 所需
10、要的各类软件（三维、平面、影视合成、多媒体编程软件等）2.1.1实用性和集成性无论是系统的软硬件设计、还是集成，均应以适用为第一宗旨，在系统充分适应学院教学业务需求的基础上进而再来考虑其他的性能。该系统所包含的内容很多，系统设计者必须能将各种先进的软硬件设备有效地集成在一起，使系统的各个组成部分能充分发挥作用，协调一致地进行高效工作。2.1.2标准性和开放性只有支持标准性和开放性的系统，才能支持与其他开放型系统一起协同工作，在网络中采用的硬件设备及软件产品应支持国际工业标准或事实上的标准，以便能和不同厂家的开放型产品在同一网络中同时共存；通信中应采用标准的通信协议以使不同的操作系统与不同的网络
11、系统及不同的网络之间顺利进行通讯。对于处于同一工作范围内的网络设备，要求硬件设备符合NEBS标准体系认证，保证运行设备不会对其他提供服务的设备造成负面影响，不会对人和环境造成伤害，降低火灾隐患。2.1.3 先进性和实用性系统所有的组成要素均应充分地考虑其先进性。我们不能一味地追求实用而忽略先进，只有将当今最先进的技术和我们的实际应用要求紧密结合，才能获得最大的系统性能和效益。网络的安全是至关重要的，对网络安全隐患的预防、以及在网络出现安全问题时的快速定位和控制是网络建设中应该首要考虑的问题，在网络方案中提供解决的方式和手段。在某些情况下，宁可牺牲系统的部分功能也必须保护系统的安全。2.1.4
12、成熟性和可靠性作为信息系统基础的网络结构和网络设备的配置及带宽应能充分地满足网络通信的需要。网络硬件体系结构应在实际应用中能经过较长时间的考验，在运行速度和性能上都应是稳定可靠的、拥有完善的、实用的解决方案，并得到较多的第三方开发商和用户在全球范围的广泛支持和使用。同时，应从长远的技术发展来选择具有很好前景的、较为先进的技术和产品，以适应系统未来的发展需要。2.1.5 可维护性和可管理性整个信息网络系统中的互连设备，应是使用方便、操作简单易学，并便于维护。对复杂和庞大的网络，要求有强有力的网络管理手段，以便合理的管理网络资源，监视网络状态及控制网络的运行。因此，网络所选网络设备应支持SNMP、
13、RMON、SMON等协议，管理员通过网管工作站就能方便地进行网络管理、维护甚至修复。在设计和实现计算机应用系统时，必须充分考虑整个系统的便于维护性，以使系统在万一发生故障时能提供有效手段及时进行恢复，尽量减少损失。2.1.6 可扩充性和兼容性网络的拓扑结构应具有可扩展性即网络联结必须在系统结构、系统容量与处理能力、物理联接、产品支持等方面具有扩充与升级换代的可能，采用的产品要遵循通用的工业标准，以便不同类型的设备能方便灵活地联接入网并满足系统规模扩充的要求。2.2 数字动漫基地介绍数字动漫基地总体结构图如下：2.2.1 Render farm（渲染农场）概念：Renderfarm （渲染农场）
14、是行业内一种多CPU集群，集中了多种软硬件，可以针对三维动画、影视制作项目进行高效率、高品质、多方式的专业渲染服务.Render farm（渲染农场）其实是一种通俗的叫法，实际上我们应该叫他“分布式并行集群计算系统”，这是一种利用现成的CPU、以太网和操作系统构建的超级计算机，它使用主流的商业计算机硬件设备达到或接近超级计算机的计算能力。Render farm（渲染农场）是一个高性能、高可靠、低成本的解决方案，支持三维及合成软件的网络渲染。经过测试的软件有3ds max、Combustion、Maya、Softimage、Shake、AfterEffects，以及基于Linux的多线程计算密集
15、型应用等。2.2.2 采用Render farm（渲染农场）的必要性1. 质量要求提高随着数字艺术制作手段的更新和数字电影、HDTV标准的普及所带来的海量数据，数字化影视制作对计算机的总线带宽计算速度等硬件要求越来越高。从高速磁盘阵列、海量内存、专业显卡到视频压缩卡、特技卡等专用芯片来提升制作时的实时性能。2.制作产生了瓶颈用于生成最终效果的CPU，无论是单处理器的商用机还是双处理器甚至四处理器的工作站在面对视频处理中的庞大计算量时，其处理能力都是十分有限的，即便是多处理器的工作站使用数小时渲染一帧较复杂场景也是很平常的事情。那么对于一个数分钟或者几小时拥有上万帧的成片，其渲染时间将是十分漫长的。这个问题已经成为CG产业的最大瓶颈。在商务应用中这种结果的滞后性影响到影视制作人员的创意以及思维的连贯，对作品质量有很大影响，同时这种延时也成为制作周期中难以回避的一个环节。虽然我们可以通过将多台工作站联网渲染的方式略微提高这一过程的效率，但所有参与的机器将丧失其继续创作的能力，有时候这种方案是不划算的，我们需要的是一个专门负责渲染的计算机群。 第三章、 动漫渲染方案设计Rend
