集群渲染管理软件_ae渲染农场_ae集群渲染(2)

集群渲染平台（Render Farm）是利用集群计算机的优势，通过网络分发软件和并行3D 渲染软件，充分利用集群网络中的计算机硬件资源，将复杂的3D 场景通过大量的计算，生成预览图像或最终图像，以供效果调整审定或后期制作合成之用。集群渲染系统能够对整个网络上的资源进行合理的分配和优化，对提交给系统的作业进行管理，实施跨平台、多引擎、多任务的渲染。它打破了一般的分散渲染的工作模式，大大的提高了软硬件资源利用率。对系统规模而言，它可以在数台到上千台的规模间灵活配置，并且还能够对不同平台系统进行管理，扩展性好；对资源管理而言，能够根据任务需求，动态的增加或减少渲染节点数量，动态性好；对任务类型而言，能够针对多种软件实施渲染，实用性强。

在集群系统中，所有提交和管理的工作可以在图形工作站或者PC机上完成，并且可以监视整个渲染进程，这些正在渲染和等待渲染的工作，在集群渲染管理软件中叫Queued（渲染队列）。

利用渲染集群进行渲染作业的处理，可以有效提高渲染作业处理的效率，节约人力资源成本，降低三维制作的成本。

渲染农场是指一种专门用作渲染的计算机集群技术，它采用分布式计算的方式，将渲染任务均衡的分配到集群的各个计算节点，最终将渲染结果回收。和用作高性 能计算的超级计算机比起来，渲染农场的每个节点都是独立的，一般情况下它只和文件服务器和任务调度服务器等通信，和其他计算节点不做通信。而超级计算机则 要求每个节点之间的网络带宽足够大，延迟足够小，因为计算时各个计算节点之间将会频繁的通信。

渲染农场的技术，包括渲染农场架构的选择，硬件的选型，机房的装修，以及渲染农场建立起来后的运维管理技术等等，是一个系统复杂的过程。而这里边最核心的则属于渲染集群管理软件，它管理着整个渲染农场的核心硬件设备，整个系统的效率很大程度依赖于此。渲染农场管理软件不仅仅管理硬件，对运维中的各种问题也需提供技术支持，例如计费系统等。

3. 渲染农场的基本原理

3.1 负载均衡

分布式并行计算分为空间上的并行和时间上的并行。空间上的并行是指用多个处理器并发的执行计算，比如Mental ray渲染器就支持单帧画面分割渲染，时间上的并行就是指流水线技术，比如使用强氧Render Farm提交渲染电影序列。现在的集群计算系统的前沿科学研究主要是空间并行方面的，时间上的流式并行计算已经得到广泛应用。

以电影制作为例，一段电影图像序列需要很长时间的渲染，（通常2K分辨率所需要的渲染时间能被大家接受的大概是在每帧1小时左右），管理节点将序列图像分割为若干单元通过Web分配给其他节点，这个过程是动态的，集群软件会检查每个节点的当前负载，如果某个计算节点硬件配置比较高，很快完成了第一次分配的渲染工作，那么管理节点继续会将剩余工作分割为若干单元然后再发送给这个已完成渲染的空闲计算节点，直到渲染工作完成。

目前用于CG渲染的商业Render Farm软件的核心功能其实就是动态分配渲染进程、网络监控和数据管理。负载均衡系统使计算负载可以在计算机集群中尽可能平均分摊处理。负载一般是需要应用程序处理，这样的系统适合于运行同一组应用程序的大量用户，比如用于Maya渲染的工作组，每个节点都可以处理一部分工作，并且可以在集群节点之间动态分配负载，以实现平衡。集群计算管理需要涉及网络流量和流量管理。负载均衡应用服务要求集群软件检查每个节点的当前负载，并确定哪些节点可以接受新的作业，这最适合运行如数据分析等串行和批处理作业，所以很容易允许具有批渲染能力的应用软件加载集群功能，一些集群软件被开发出来，它们通过TCP/IP 进行流量管理，并且针对特定的应用程序的API或Script接口编写批处理命令，如Muster，并且这些集群软件还可以配置成关注某特定节点的硬件或操作系统功能（受应用软件制约），这样，群集中的节点就没有必要是一致的，硬件和系统异构也就很容易实现。实现负载均衡的方式可以分为软件负载均衡和硬件负载均衡两种方式，由于硬件负载均衡的实现非常昂贵，很多集群系统都采用了软件负载均衡。

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