IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

 

Современную жизнь невозможно представить без компьютерной графики. Ее распространение и применение простирается от моделирования результатов анализа учеными до удивительных спецэффектов-визуализаций в кинематографе. Трехмерная графика составляет основу современных компьютерных игр, где используется для создания виртуальных миров. Поэтому актуальнейшей задачей сегодня выступает визуализация трехмерных сцен.

POV-Ray 3.7

Являясь бесплатной программой, имеющей доступным исходный код, она позволяет создавать трехмерные, фотореалистичные изображения при помощи техники рендеринга(трассировкой лучей).

POV-Ray не просто читает текстовые файлы, содержащие информацию, описывающую объект и освещение сцены, но и позволяет генерировать сцены из определенной точки расположения камеры (описание которой также отображено в файле).

Данная программа имеет адаптированные(скомпилированные) версии программы под Windows.

Программа POV-Ray располагает встроенным бенчмарком, имеющим возможности запуска как из меню главного окна программы (Render→Run Benchmark (All CPU’s)), так и из командной строки. Для нас более удобен при тестировании запуск бенчмарка в режиме командной строки. Синтаксис команды следующий:

POV-Rayv3.7binpvengine64.exe /BENCHMARK

Измерение скорости работы рендеров подразумевает измерение количества отрендеренных пикселей за секунду, то есть PPS (Pixel Per Second). Мы же имеем в виду измерение времени рендеринга всей сцены¹.

LuxRender 1.6 x64 OpenCL

Также существует возможность создания фотореалистичных или физически точных (без допущений) рендеров. К категории таких программ относится бесплатная программа LuxRender, имеющая, кроме остальных преимуществ, с удобный пользовательский интерфейс. Возможность подготовки сцен для LuxRender имеют различные 3D-программы, такие как Blender, 3DS Max, Maya и пр.

Версии LuxRender адаптированы под Windows, Mac OS X и операционные системы на базе ядра Linux. Тестирование проводится нами с использованием 64-битную Windows-версию программы, имеющую поддержку технологии OpenCL (LuxRender 1.6 x64 OpenCL).

Для тестирования рекомендуется использовать сцену (luxtime.lxs), которую можно скачать на сайте разработчика.

Особенностью использования LuxRender как фотореалистичного рендера является бесконечно долгий процесс рендеринга. Если быть точнее, то его длительность подразумевает время достижения качества, удовлетворяющего пользователя. Пользовательский интерфейс программы LuxRender имеет возможность задания условий, при достижении которых рендеринг будет остановлен. Среди таких условий мы рассматриваем временны́е ограничения, когда задается время рендеринга, или, например, ограничения по качеству, которое задается в S/p (Samples per pixel). Хорошее качество подразумевает достижение значения 100 S/p. Но при данном параметре потребуется очень продолжительное временя рендеринга. Именно по этой причине тестирование ограничивается качеством 30 S/p, измеряя время рендеринга, занимающее достижение такого качества².

Вlender 2.77a

В отличие от LuxRender и POV-Ray, Blender — является полноценным редактором анимации и трехмерной графики. При том, что данное приложение является бесплатным, оно включает в себя средства:

1. Моделирования;

2. Анимации;

3. Постобработки;

4. монтажа видео со звуком;

5. и, самое главное, средства рендеринга.

На Сайте производителя располагает версиями этого программного пакета под Mac OS X, Linux и Windows. Мы используем 64-битную Windows-версию Вlender 2.77a для тестирования.

Помимо этого, на сайте производителя предоставляет примеры сцен, пригодные для тестирования. Нами используется сцена BMW Benchmark (файл BMW27.blend.zip).

Процесса рендеринга запускается как из интерфейсного окна самой программы (клавиша F12), так и из командной строки. Более удобен для проведения тестирования режим запуска из командной строки. Команда запуска процесса рендеринга располает огромным количеством параметров, с которыми можно ознакомиться, набрав команду blender.exe -h³.

Итак, в этой статье были рассмотрены три приложения для рендеринга: POV-Ray 3.7, LuxRender 1.6 и Вlender 2.77a. Для примера был использован 10-ядерный процессор Intel Core i7-6950X ,что позволило нам рассмотреть все особенности рассмотренных приложений. Первое, что стоит отметить- это безукоризненное распараллеливание тестовых задач в этих пакетах на все ядра процессор, что загружает их на полную мощность. Таким образом, эти приложения станут отличным вариантом тестирования многоядерных процессоров. Они наглядно демонстрируют, как зависит скорость выполнения тестовых задач от числа ядер процессора . Кроме того, в ходе тестирования мы выяснили линейность скорости для всех рендеров.

Второе отмеченное нами обстоятельство- это линейная зависимость времени выполнения тестовых задач от частоты ядер процессора во всех трех рендерах. Наглядно демонстрируется взаимозависимость времени выполнения задач от частоты процессора, а именно, если увеличим частоту процессора на 40%, уменьшается время выполнения тестовых задач примерно на 24%.

И, наконец, третьей особенностью является то, что время выполнения тестовых задач во всех трех рендерах ни в коем случае не зависит от частоты памяти DDR4 (в четырехканальном режиме и в диапазоне от 1600 до 2400 МГц).

Список литературы

1. Зенкин, А. А. Когнитивная компьютерная графика / А.А. Зенкин. - М.: Академия, 2011. - 192 c.

2. Инженерная 3D компьютерная графика / А.Л. Хейфец и др. - М.: Юрайт, 2011. - 464 c.

3. Королев, Ю. И. Инженерная и компьютерная графика. Учебное пособие / Ю.И. Королев, С.Ю. Устюжанина. - М.: Питер, 2014. - 432 c.

1 Инженерная 3D компьютерная графика / А.Л. Хейфец и др. - М.: Юрайт, 2011. С. 91.

2 Королев, Ю. И. Инженерная и компьютерная графика. Учебное пособие / Ю.И. Королев, С.Ю. Устюжанина. - М.: Питер, 2014. С. 105.

3 Зенкин, А. А. Когнитивная компьютерная графика / А.А. Зенкин. - М.: Академия, 2011. С. 78.

Код для цитирования: Скопировать