阿凡达的摇篮-XASUN影视动画超级计算机系统配置

《阿凡达》火爆上映，不仅全球观众享受了一场视觉盛宴，也激发了更多青年报名3D动画设计师的培训的热情, 相关报告，未来10年内，动画、游戏行业人才缺口高达60万人，将成为就业需求巨大的热门职业。此外，由于动画设计师这类创意性职业，可以将自己的想象艺术和技术联系起来，工作和兴趣能结合起来，相信会越来越受到年轻人的追捧，成为理想的就业选择。
 

要培养出国际级的动漫人才,不仅仅需要优秀经验丰富的讲师,和超前的理念,更需要有相应的硬件配置而配套.把最好的设计展现出来。

针对目前国内很多培训机构使用的电脑配置参差不齐,今天我们结合最先进intel 架构打造一套完美的适合培训和项目承接的计算机硬件配置方案,首先我们先了解影视动画制作流程,然后分析涉及到对应的应用软件,以及对计算机硬件要求逐步分析, 然后提供出配套的硬件配置方案
 

三维动画的制作一般分为三个制作阶段:

第一个阶段  平面设计  包括：剧本编写、原画设定、分镜头脚本制作等步骤；

第二阶段  三维动画设计  包括：模型制作、角色绑定、动画制作、贴图绘制、材质制定、灯光制作、渲染等步骤；

第三阶段  后期制作部分  包括特效制作、合成、剪辑、输出等步骤。

在这些步骤中，渲染是最为关键的步骤之一。

 

一．平面设计部分
 

这个阶段特点 需要大量的角色设计和场景设计模型，人机交互性强，生成大数量数据文件。

面临问题

•        设计、建模人员时间成本

•        实时响应度高 – 立即预览粗略的设计效果

•        分布式存储I/O能力

•        如何管理多个设计版本 – 回到以前的版本状态？数据重用？
 

XASUN图形工作站---真实色彩和超静音环境完美结合

 

 

平面设计工作站硬件配置

硬件配置要求不高, CPU采用主流规格，内存足够大，硬盘足够快，显卡要求一般稳定可靠很重要，由于对真实画面完美性,对显示器的色彩表现要求高,推荐采用专业显示器.

分类	低端	中端	高端
型号	XASUN X500 T12902TA	XASUN X700 T12704TA	XASUN X900 T12706AA
处理器	酷睿 i3 530	酷睿 i5 750	酷瑞i7 920
主板	P55芯片组	intel DX58SO	intel DX58SO
内存	2GB DDR3	4GB DDR3-1333	6GB DDR3-1333
硬盘	300G SATA	500G SATA	300G SAS 15K
显卡	Quadro FX570	Quadro FX570	Quadro FX570
显示器	23”专业显示器	23”专业显示器	23”专业显示器
备注	高性能架构，成本较低,主流配置	加大内存容量,满足多层图片同步处理,高性价比	支持三通道cpu-内存读写和采用SAS硬盘,大幅提升硬盘IO读写,极致性能

主要应用软件

Photoshop 在影片设计初期Photoshop被用于概念设计，概念设计师使用Photoshop对影片场景、人物(生物)以及外太空等对象进行概念描绘，通过设计好的图像让每一个后期拍摄及制作人员更好的了解场景及对象原型，另外Photoshop作为一个核心的制作和设计工具也被用于超高分辨率的背景绘制(matte painting)和材质纹理的制作，并将其融入与3D制作及合成的工作流程中。

Lightroom Lightroom被艺术家用于管理并分类上千张的设计图像，并用于设计和制作的参考和借鉴。

 
 角色设计
 

场景设计

二． 三维动画设计

 

   这个阶段特点：人机交互性强，大工作量的动画模型渲染
 

XASUN图形工作站---高性能、高可靠和超静音完美结合

硬件配置要求高： 双路多核处理器，3G内存以上，SATA硬盘，OpenGL 图形加速，专业显示器（色彩很重要）

 

三维动画工作站硬件配置

分类	低端	中端	高端
型号	XASUN X900 T12703TA	XASUN X5500 T22306TB	XASUN X5500 T22712AC
处理器	酷睿 i7 920	Xeon E5520 2颗	Xeon X5550 2颗
主板	Intel DX58SO	Intel S5520SC	Intel S5520SC
内存	3GB DDR3-1333	6GB DDR3-1333 Reg ECC	12GB DDR3-1333 Reg ECC
硬盘	300G SATA	500G SATA	300G SAS 15000转
显卡	Quadro FX580	Quadro FX1800	Quadro FX3800
显示器	22”液晶	22”液晶	23”专业显示器
备注	高性能架构，成本较低	高性价比，高渲染效率	满足特效，灯光处理，极致性能，超高渲染效率

 

 

动画渲染部分

从艺术表现的角度来看，渲染在整个生产流程中起到了非常重要的承前启后的作用。渲染是利用计算机的计算能力，将三维场景呈现为图像的过程，是影片画面风格与质量的保证。可以说，中期制作的大部分工作，都是为确保渲染结果能够达到前期设定的要求而做的

 

集群服务器硬件配置要求
 

应用特点：大运算量，大文件尺寸渲染处理

面临问题：渲染时间和处理速度，成本和时间考虑

特点：高性能服务器集群承担渲染运算任务 

智能渲染平台：双路Xeon 5500 ，SAS/SATA RAID5存储系统，千兆网

分类	低端渲染节点	高端渲染节点	管理节点
型号	XASUN S5500 U22304TG	XASUN S5500 U22708TG	XASUN S900 U12804TG
处理器	Xeon E5520 2.26G	Xeon X5550 2.66G	酷瑞E9300
主板	Intel S5500BC	Intel S5520BC	intel S3000SHLC
内存	4GB DDR3-1333 Reg Ecc	8GB DDR3-1333 Reg Ecc	4GB DDR3-1333
存储	300G SATA	300G SATA	300G SATA
网卡	双千兆以太端口
特点	高性价比，高渲染效率	极致性能，超高渲染效率

 

 

Weta的视觉特效处理单元，数字艺术家们使用Maya和皮克斯的renderman等软件把导演脑中所想变成三维图形。工作人员介绍，电影工业的流程百年来变化不大，只有工具不同，另外和数据的联系也更紧密。

一个视觉特效数据中心的最主要工作就是渲染，这就是乔·维尔基负责监视的工作。他每天站立在被称为“渲染墙”的计算机集群前，监视数据在管线之间的自由流动。他这样的工作被称为“牧马人”。这原来是形容西部片中用来监管马厩的职位的，当年的西部片中需要真实的马匹来营造气氛，和现在的特效制作确有异曲同工之妙。

在高峰时段，《阿凡达》每天要处理10000多个任务，也就是大约1300-1400万个小单元。这是因为24帧每秒的电影画面每一帧都要独立的拆出来加以渲染。

数据中心要处理每秒7-8GB的数据，最近一段时间还要24小时连续运行。设备运行既不能太快，也不能太慢，而需要保持稳定的速度。而相比之下，《阿凡达》成品源文件的数据容量就要微小得多了，仅仅是每帧12MB左右的数据，每秒288M或每分钟17.28G。其实这个数字也很吓人。
 

 

 

中央存储系统

所有的素材和设计文件都需要有一个地方保存，这就是中央存储，满足创作环节中各个部分的数据保存
 

应用特点：数据量足够大，阵列提高数据安全

硬件配置： 硬盘容量足够大， 硬盘IO带宽足够大， 网络接口光线或多千兆端口

分类	12TB存储系统	32TB存储系统	48TB存储系统
型号	XASUN S900 T12803RG-12TB	XASUN S5500 T22008RG-32TB	XASUN S5500 T22312RG-48TB
处理器	酷睿 Q9300	Xeon 5504	Xeon 5520
平台	intel S3200SHLC	Intel S5500HC	Intel S5500HC
内存	4GB DDR2-800	8GB DDR3-1333 Reg Ecc	12GB DDR3-1333 Reg Ecc
网络	双千兆以太网口	4个千兆以太网口	6 个千兆以太网口
RAID	SATA RAID 5	SAS RAID5	SAS RAID5
阵列盘	1TB SATA 12块	2TB SATA *16块	2TB SATA *24块
备注	快速共享、备份	快速共享、备份	快速共享、备份
	支持20台以下工作站	支持50台左右工作站	支持80台左右工作站

阿凡达电影里动画渲染需要的硬盘存储空间就超过1PB，500块2TB硬盘搭建这套存储系统。整部电影大约 3 PB 的数据存放在 BlueArc 和 NetApp 的存储上，数据传输走光纤通道。电影完成时一帧的数据是 12 MB，一秒钟 24 帧，每分钟的数据就有 17.28 GB，而整部 AVATAR 长达 160 多分钟。我想不会有哪个人在自己的 PC 上有这么样的一部电影吧，恐怕也是没办法播放的。

三 后期制作阶段
 

 

后期制作是对渲染结果的利用与完善，对于影片画面能起到一定的修饰和完善作用，渲染结果的差异，也决定着在后期制作中究竟可以采用何种制作方式，从而达到怎样的最终画面效果。

XASUN超静音非编工作站—高性能与绿色环境最完美结合

 

硬件配置： cpu四核或多核硬盘容量大，内存大，声卡要好

分类	特效合成站	高清剪辑	音频编辑
型号	XASUN X5500 T22012TA	XASUN X5500 T22006RB	XASUN X5500 T22006TA
处理器	四核Xeon E5520 2颗	四核Xeon E5520 2颗	四核Xeon X5504 1颗
主板	Intel S5520SC	Intel S5520SC	Intel S5520SC
内存	12GB DDR3	6GB DDR3-1333 Reg Ecc	6GB DDR3-1333 Reg Ecc
显卡	Quadro FX580	Quadro FX1800	Quadro FX580
硬盘	1000G SATA	500G SATA	2TBG SATA
高速阵列	无	8*600G SAS 15K RAID5, 读写带宽500MB/S	无
显示器	23”专业显示器	23”专业显示器	22”液晶显示器
备注	高性能架构，成本较低	高性价比，高渲染效率	极致性能，超高渲染效率

 
 

1．AfterEffects特效与合成

　　在制作初期，通过将分镜头的概念插图置入到After Effects（简称AE）中，便于制作人员串联故事情节。

　　在拍摄和动作采集的阶段，AE被用于快速测试视频合成后的结果，通过将实时拍摄人物动作和协同工作摄像机拍摄的绿屏视频与虚拟动画和场景合成，

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