「結合HPC、GPU與雲端技術,國家實驗研究院國家高速網路與計算中心(簡稱國研院國網中心、國網中心)扮演著技術提供者的角色,與台灣的藝術創作團隊合作,讓這些精采的文創內容以更快、更有效率的方式呈現在我們的眼前。」國網中心研究員、3D算圖農場計畫主持人郭嘉真博士表示,國網中心自2011年11月起開始提供3D算圖服務,讓創作團隊能有充足的運算資源,將設計好的3D動畫內容製作完成。

國網中心「HPC功夫─國網3D動畫全國大賽」今年邁入第八屆,包含3D動畫、特效與AVR等,共計參加團隊多達129組,參加人數創歷史新高。事實上,國網中心提供的3D算圖資源不僅讓許多創新的好點子成為耀眼的數位藝術作品,也不斷推動台灣的數位內容產業持續升級。

除了提供3D高速算圖等數位資源,國網中心也定期開辦教育訓練課程,培養團隊基礎的資訊能力,這不僅能讓團隊了解HPC平台的操作方式,也能藉此掌握更多技術知識,有助於強化3D影像解構的能力。而透過比賽交流,也能透過業界評審指導,讓團隊在3D電影的內容品質上獲得顯著的提升。

HPC再進化,強化GPU與儲存資源打造高速3D算圖農場

國網中心自1993年即開始提供HPC高速運算服務,最初服務對象以資訊、理工背景的研究運算為主,運算處理的內容也多以數學方程式、資料庫運算等為主,隨著影像處理需求增加,國網中心也開始強化3D影像等圖形分析處理的運算能力,並將服務對象擴展至數位創作團隊,自理工跨足文創領域。

由於運算內容的差異性,國網中心的HPC平台也因此進化升級。郭嘉真指出,「相較於數字與文字的資料型別,3D電影高速運算需要有GPU與儲存資源,並結合高速網路傳輸與雲端技術,為創作團隊提供容易使用且高效益的運算資源,在最短的時間內將各類3D電影的呈現結果運算出來。」

他說明,「以文數字為主的高速運算需求,像是高精度流體模擬、商務風險建模等應用,多以核心處理的浮點運算術為主,國網中心可專注在CPU與RAM等核心資源上;而在3D影像運算中,除了需要核心運算外,也需要GPU來處理大量的圖形運算,以及高速的儲存空間來暫存3D電影算圖後的影像結果。」

3D影片過程中所產生的資料量非常龐大,儲存設備的I/O速度需要能跟上系統,才能讓3D算圖的效率滿足創作需求。圖為第八屆HPC功夫─國網3D動畫全國大賽冠軍作品《調情師The Perfumer》劇照。

High Disk IO 儲存設備,大幅縮短影像處理時間

郭嘉真認為,提供HPC高速3D影像算圖農場的專案,非常仰賴整體規劃與每個環節的發揮,包含技術面的系統整體規劃,以及應用端創作團隊的參與等;因此,除了設計出CPU、GPU與雲端平台的最佳整合架構外,尋求如Synology等能夠滿足high disk IO 、縮短影像處理所需時間等需求的基礎設備業者也是國網中心的主要任務之一。

 「過去在HPC平台中,儲存是配角,但在3D影像運算這個領域,在整個雲端算力裡,儲存會是個重要角色。3D影片過程中所產生的資料量非常龐大,儲存設備的I/O速度需要能跟上系統,才能讓3D算圖的效率滿足創作需求。」郭嘉真解釋:「3D影像運算是堆疊性的,第一步運算出來的結果會成為下一步運算所需的變數,例如波浪的影片,後浪翻騰的呈現影像,需仰賴前浪波動的結果,層層疊疊而成為我們看到的3D海浪影片,而在層層疊疊的處理過程中,每個階段都需要有高速的儲存設備來保存這些運算結果。」

國網中心打造高速且易用的HPC高速3D影像運算平台,除了加速3D電影等內容產業的創新與產出,在文化保存與研究也有許多突破。郭嘉真表示,國網中心目前也開始與許多文史工作者合作,透過3D掃描建模技術為許多歷史建築建立3D模型,協助文史保存工作與研究,未來結合AR或VR技術,還能提供虛擬導覽等創新應用,讓數位科技與藝術人文激盪出更多火花。

 

2019 第八屆 HPC 功夫-國網 3D 動畫全國大賽動畫組

冠軍作品【調情師 The Perfumer】:請按此

Synology 官網:請按此

 


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