В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Последние годы в связи с бурным развитием информационных и мультимедийных технологий применение компьютерной техники во всех сферах современной жизни стало незаменимым, но все острее ощущается отставание российского потребителя в грамотном использовании этих технологий
Людмила Лихачева
НИИ Высоких технологий
Виктор Пишков
НИИ Высоких технологий
Отставание российских потребителей обусловлено разными факторами: довольно молодым российским рынком компьютерных технологий, все еще дорогим для многих пользователей компьютерным оборудованием, недостаточно развитой системой обучения новым компьютерным технологиям, особенно таким, как 3D-графика и анимация, которые в последние годы становятся все более популярными и востребованными. Поэтому изобилие компьютерной техники, появившейся в последние годы на прилавках магазинов, собранной на разных платформах разными производителями с большим разбросом цен, приводит не очень опытного потребителя в глубокую растерянность. И в этом вопросе он вынужден полагаться только на компетентность продавцов и консультантов.
До недавнего времени вся компьютерная техника была лишь вспомогательным инструментом для отечественных специалистов. Компьютер проводил различные вычисления, а основная работа все равно лежала на человеке. С появлением мощной компьютерной техники, способной решать не только математические задачи, но и визуализировать сложнейшие технологические процессы на экране, началась новая эра в компьютерной промышленности. Мощные компьютеры стали называться мультимедийными рабочими станциями, а их упрощенные модели, дополненные специальными графическими программами, - графическими станциями.
Возможности и область применения рабочих станций
Будет ли ПК являться просто компьютером или же мультимедийной рабочей станцией, зависит от его мощности и установленного на нем программного обеспечения.
Сегодня на рынке компьютерных услуг представлено достаточное количество мультимедийных рабочих или просто графических станций, имеющих очень широкий спектр возможностей - от домашнего использования до профессионального создания высококачественной цифровой продукции. Но до сих пор нет четкого разделения между рабочей и графической станцией. Попробуем немного разобраться с этим вопросом.
Возможностей у рабочих станций, по сравнению с обыкновенными ПК, значительно больше, так как их ресурсы позволяют просчитывать значительно больший объем информации с меньшими временными затратами.
Наиболее широко до недавнего времени эти возможности использовались в основном в вычислительных комплексах для обработки различной технической, банковской, отчетной и другой информации.
В последнее время среди основных возможностей использования компьютерных технологий выделилось одно направление, которое как за рубежом, так и в России становится все более востребованным, - это 3D-графика и анимация. Данное обстоятельство обусловлено резким увеличением технических возможностей современных ПК, а также разработкой новых более мощных прикладных программ. Существует огромное количество областей, где применяется трехмерное моделирование и анимация: от создания статической рекламы и динамических заставок для телеканалов до моделирования катастроф и трехмерных анимационных сцен с высококачественной их визуализацией. А создание современного зрелищного кино просто невозможно без использования новейших компьютерных технологий, 3D-графики и анимации.
Чем же так хороша визуализация?
Визуализация строится на основе виртуальной модели объекта и обладает большой степенью достоверности. На основе разработанной модели ставятся сцены, демонстрирующие работу объекта. При использовании данной модели в учебных целях могут быть подробно описаны ее свойства, например, кинематика. На основе научной визуализации возможно создание новых учебных материалов с глубоким погружением в предмет видеофильмов возможно создание весьма впечатляющих эффектов. Визуализация обладает самой высокой степенью наглядности. А стереовизуа-лизация создает реальный эффект присутствия. Но подобные работы требуют большого объема вычислений, и такой объем не под силу персональному компьютеру - это доступно лишь специализированным рабочим станциям.
За рубежом использование новых компьютерных технологий уже давно стало реальностью. Мощные вычислительные комплексы широко применяются в системе образования. Правда, они весьма дороги даже по зарубежным меркам и весьма узкоспециализированы, то есть обслуживают лишь одно научное направление.
Но и здесь визуализация дает наилучшее усвоение учебного материала. Добавление озвученного пояснительного текста, возможность повторов, уточнений различных уровней изучения материала, встроенные тестовые оболочки делают процесс обучения значительно эффективнее. Даже лекционный материал с помощью проекционной аппаратуры и звукового сопровождения можно сделать более наглядным, особенно при использовании научной стереовизуализации. Но и это возможно только на мощных компьютерах.
Бурное развитие новых технологий привело к значительному расширению сферы их использования не только в производственных процессах, но и в сфере масс-медиа. Появление на рынке продаж широкоформатных телевизоров с большим плоским экраном на основе плазменных и жидкокристаллических технологий заставило телевещательные компании пересмотреть вопрос качества вещательного канала стандарта SD.
В настоящее время как для России, так и для Европы в целом переход на телевидение высокой четкости (ТВЧ, или HDTV) является насущной необходимостью. Стандарты HDTV в ближайшие 10-20 лет должны практически полностью решить проблемы повышения качества видеосъемок и трансляции телевизионного изображения.
Демонстрация возможностей телевидения высокой четкости должна в полной мере показать преимущества данного формата вещания за счет более достоверного, приближенного к реальности отображения видеоинформации, направленного на углубленное и реалистичное восприятие самого контента.
Однако возникает проблема - производство самого контента, для которого необходима техника, отвечающая определенным условиям. Она должна быть приемлемой по ценам, не громоздкой, обрабатывать большие объемы информации с высокой скоростью, необходимым качеством и по возможности работать в режиме реального времени. Эти условия могут быть соблюдены только при использовании специализированных многопроцессорных рабочих станций и кластеров - мощных аппаратно-программных комплексов.
Но российская действительность такова, что все компьютерное, телевизионное и съемочное оборудование, а также программное обеспечение производится за рубежом. Другая область, где компьютерные технологии находят все более широкое применение - это кинематограф.
До недавнего времени работу по созданию спецэффектов в кинематографии выполняли в специальных павильонах с использованием физических моделей, методов прозрачной фотографии и дорогих оптических принтеров. Сейчас все проще.
Проблема решена с помощью современных компьютерных программ. Уже не надо тратить время и деньги на построение моделей, например, динозавров, которые нужно затем установить на сцене, осветить, отснять и скомбинировать с остальными участниками эпизода. При использовании современной компьютерной техники возможна организация "технологических цепочек" по созданию игровых и ЗD-анимационных фильмов. Данный подход резко снижает затраты на фильм, при этом возможно создание такой виртуальной обстановки, которую трудно или просто нельзя создать в павильоне. Каждая сцена такого фильма - это сложнейший многослойный видеоряд, в котором по слоям разнесены составные части сцены компьютерной SD-графики, видеоэпизоды с актерами, спецэффекты, оригинальные переходы и т.д. Высококачественное цифровое видео -это огромный массив данных, который необходимо ввести в компьютер, отредактировать, а затем выполнить рендеринг. Если это анимация и 3D-графика, то и кропотливый труд художников и аниматоров, но в итоге получается динамичный и зрелищный фильм, который стоит посмотреть.
Сегодня спецэффекты применяются везде: в боевиках, блокбастерах и романтических сказках, играх и мультимедийных презентациях, в кино и на телевидении; они могут быть трехмерными и мультипликационными. Всех их объединяет только одно - они созданы с помощью суперкомпьютеров.
Применение трехмерной анимации и виртуальных технологий в кинопроизводстве, оформлении телевизионных передач и в различных сферах шоу-бизнеса стало обязательным, однако существуют и другие примеры использования новейших технологий. Например, планирование городского строительства, систем инженерного проектирования с визуальным отображением автоматизации процесса производства, проектирование сложных поверхностей, многокомпонентных сборок, трубопроводов, ландшафтов, создание виртуальных тренажеров и многое, многое другое.
Несколько слов о производителях
Возможности современной компьютерной техники породили быстрорастущий класс пользователей, стремящихся получить - и желательно прямо на своем столе - инструмент, способный предоставлять значительно большие возможности, чем обычный ПК, и за приемлемую цену. В ответ на столь четко обозначившийся спрос резко увеличилось и количество предложений ведущих производителей.
Каждый из основных производителей рабочих станций разрабатывал собственную архитектуру, что требовало внесения определенных изменений в используемую версию. Такая конкуренция способствовала росту производительности, но приводила к фрагментации рынка. Возникла необходимость специальной сортировки приложений на конкретные станции, в результате чего появилось множество их версий для поддержки систем от разных производителей.
Понятно стремление основных производителей рабочих станций заимствовать друг у друга и интегрировать многие присущие ПК черты - как технологические, так и "экономические". Однако они пытаются сохранить и те особенности своих систем, которые столь долго определяли их привлекательность для заинтересованного потребителя, но с каждым годом делать это все труднее, так как чем универсальнее комплектующие, тем больше они востребованы.
На сегодняшний день среди производителей рабочих станций для работы с ЗD-графикой и анимацией можно выделить несколько ведущих компаний (Silicon Graphics, признанного лидерав производстве графических станций, а также HP, IBM, SUN).
Сегодня обозначилась тенденция сближения рабочих станций и высокопроизводительных ПК по такому важнейшему параметру, как цена/производительность. Получили шанс те, ориентированные ранее на ПК, потребители, которые были заинтересованы в адаптации требующих высокой производительности и развитой ЗО-графи-ки приложений к имеющемуся оборудованию, но не могли платить за это установившуюся на рынке станций цену. Таким образом, возникла перспективная рыночная ниша, особенно заинтересовавшая представителей молодых компаний, не отягощенных инерцией традиционных решений.
Дальше, выше, быстрее!
Назначение рабочей станции в основном определяется ее конфигурацией. Чем сложнее задачи, решаемые потребителем с помощью ПК, тем большие требования предъявляются к ПО и тем выше стоимость самой станции.
По уровню сложности выполняемых работ станции можно условно разделить на 2 категории:
1. Графические станции для выполнения несложных работ, к которым не предъявляются высокие требования по скорости обработки информации, объемам, разрешению и качеству
Это станции для выполнения работ, связанных с рекламной деятельностью, решением дизайнерских задач, выполнением несложных чертежей или просто ПК для любителя, позволившего себе приобретение его для воплощения незатейливой мечты в реальность о создании домашней видеотеки или желания удивить семью мультиком для собственного ребенка, нарисованным своими руками с применением недорогих, широко известных прикладных программ. Изучив некоторые тонкости работы с программами, он легко сможет осуществить ее. Для таких пользователей будет достаточно IBM-совместимого компьютера с процессором Pentium IV с частотой от 2,4 ГГц и более. Правда, понадобится мощная графическая карта. Для программ 3D-MO-делирования применяются специализированные профессиональные графические системы, имеющие несколько иные характеристики, нежели мощные карты для современных игр. Откровенно говоря, такие компьютеры рабочими станциями можно назвать с большой натяжкой.
В табл. 1 приведены некоторые образцы такого оборудования, так как все подобные ПК в основном отличаются небольшим разбросом цен и разными производителями, но имеют один класс.
2. Профессиональные мультимедийные рабочие станции
Главной отличительной чертой мощных графических и мультимедийных станций, формируемых сегодня уже и на базе домашних компьютеров, является возможность наблюдать за изменением свойств объектов во времени с помощью управляемой пользователем визуализационной среды. Для этого требуются мощные графические акселераторы, совершенствование алгоритмов сжатия, поддержка высокопроизводительным программным обеспечением и полноэкранные возможности. Чем мощнее рабочая станция, тем выше ее цена.
Рабочие станции условно можно разделить на 2 подгруппы:
● графические станции для создания 2-или 3-мерных анимационных объектов, мультимедийных фильмов без особых "наворотов", с несложными спецэффектами. Для них достаточно одного-двух процессоров с частотой 2,4-2,8 МГц, объемом операционной памяти 512 Мбайт - 4 Гбайт, графические ускорители, способные обеспечить для ПК необходимую для 3D-графики производительность на уровне станций средней мощности. В табл. 2 приведен небольшой список различных станций разных производителей. Таких станций насчитывается не одна сотня. Это обусловлено тем, что сегодня любая компания по продаже компьютерной техники по вашему заказу может без особых проблем, как из кубиков, собрать рабочую станцию из большого ассортимента комплектующих. От заказчика требуется только одно - указать желаемый результат и ориентировочную цену. Если заказчик продвинутый, может указать и основные характеристики: вид и частоту процессора, объем памяти, вид ОС и т.д.;
● вторая подгруппа - это мультимедийные рабочие станции, позволяющие создать технологическую цепочку по производству высококачественной продукции со сверхвысоким разрешением на уровне "голливудских" технологий.
На первое место в требовании к подобным графическим или рабочим станциям выходит производительность, поэтому характеристики почти всех комплектующих должны быть существенно выше, чем у первой подгруппы: необходима частота процессора от 3,2 ГГц, в два-четыре раза большая оперативная память и объем жесткого диска (возможна организация дисковой подсистемы), качественный ЭЛТ-монитор или ЖК-монитор с большой диагональю экрана, мощная видеокарта, позволяющая подключать к одному компьютеру два монитора, что делает работу с некоторыми приложениями более комфортной, повышается производительность.
Высокая цена станций от известных производителей оправдывается теми революционными инновациями, которые и определяют их привлекательность; прежде всего, это адаптация концепции открытых систем с обеспечением распределенного сетевого обслуживания и масштабируемой архитектуры, вычислительная мощь, способная, в частности, поддержать быструю интерактивную ЗD-графику. Станции должны быть многозадачными и многопотоковыми.
Учитывая, что для работы со сложными трехмерными объектами задействованы от сотен тысяч до миллиардов полигонов, требующих большого объема расчетов, для выполнения поставленных задач подобные станции, как правило, объединяются в кластерную систему, где мощности всех станций могут использоваться одновременно для обработки больших потоков информации и расчетов. До недавнего времени кластерные системы позволяли объединить до 1024 процессоров, а это уже мощный конвейер по обработке информации на уровне такого концерна, как Голливуд. Сегодня эта цифра значительно возросла.
В табл. 3 приведен список рабочих станций, технические параметры которых позволяют с большим или меньшим успехом создавать технологическую цепочку по производству высококачественной продукции со сверхвысоким разрешением.
Несомненным достижением российских производителей является то, что сегодня мы уже можем говорить о результатах труда не только заокеанских, но и отечественных разработчиков.
Подведем итоги
Компьютерная графика, за последнее десятилетие переросшая тесные рамки научных и технических приложений и прочно обосновавшаяся во многих областях масс-медиа, включая прессу, кино и телевидение, привлекает все большее внимание не только специалистов, но и далеких от этой области людей. Учитывая стремительное удешевление компьютеров и появление все большего разнообразия инструментов для художников, аниматоров и кинопроизводителей, можно сказать, что наступает время, когда любой может попробовать себя в этой области.
Ну а на какой технике воплощать мечты в реальность, решать потребителям. Сегодня рынок компьютерных услуг разнообразен и по ценам и по возможностям "железа" и, пожалуй, может удовлетворить запросы самого взыскательного пользователя.
Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #1, 2007
Посещений: 20979
Статьи по теме
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
