Quadro RTX 的光線追蹤、 AI 與大容量 VRAM ,為影像製作、內容創作與工業原型設計提供更多可能

2019.03.13 07:30PM
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雖然一般消費者較熟悉 NVIDIA 的娛樂級產品 GeForce ,或是看到在超級電腦、 AI 訓練表現搶眼的 Tesla ,不過在去年首度展現新世代架構 Turing 圖靈時,作為首發產品線的,則是在當今的 CG 特效、工業設計等舉足輕重的 Quadro , NVIDIA 也藉著在今年年度盛會 GTC 開始前,邀請兩家台灣不同領域但率先導入 Quadro RTX 專業繪圖卡的公司代表,包括動態捕捉技術創新公司 Red Pill Lab 與 CG 影像製作公司 COGITO ,為媒體介紹全新架構設計的 Quadro RTX 產品到底為他們帶來多少革命性的創新與價值。

先簡單回顧此次 Quadro RTX 的產品陣容與特色, Quadro RTX 的 Turing 圖靈架構較前一世代的 Pascal 新增可進行光線追蹤加速的 RT Core ,以及針對 AI 的 Tensor Core ,在根本上為新一代專業繪圖提供即時光線追蹤與 AI 能力,同時改良的 Turing Core 除了全新的共享記憶體架構,並具備能夠同時進行整數與浮點運算的能力,大幅提升影像 Rendering 的性能。

同時新架構也提供各類的新功能,諸如可將部分 CPU 處理負載轉移到 GPU 的 Mesh Shading 、視覺權重分區渲染 Veriable Rate Shading 、針對 VR 輸出、可運用前一次運算結果降低運算負擔的Texture Space Shading  ,另也支援如 8K H.265 編解碼、 Virtual Link 等新規範。

此外還有一項較少被溝通道的功能,稱為 Quadro Sync II  多路顯示同步技術,這項技術是針對如拼接型的電視牆、電子看板所提供的技術,能夠使多個螢幕的訊號進行同步,避免動態影像在拼接電視牆產生撕裂現象。

Quadro RTX 目前提供 3+1 款產品,其中 Quadro RTX 6000 與 Quadro RTX 5000 核心相同,不過 Quadro RTX 8000 具備高達 48GB 的 GDDR6 ,而 Quadro RTX 6000 則具備 24GB GDDR6 ,另外 Quadro 8000 、 Quadro 6000 與 Quadro 5000 還搭載原用於超級電腦產品 Tesla V 上、革命性的 NVLink 介面,能將兩張同級繪圖卡串接,除了提升運算性能,更由於 NVLink 的低延遲、高頻寬,使得兩張繪圖卡的記憶體能夠共享,對於需要超大 VRAM 緩衝的專業影音內容如大型 3D 場景、超高解析度內容剪接也帶來幫助。

台灣 NVIDIA 技術行銷協理 Titus Su 表示,為了專業影像製作與如 Render Farm 需求, NVIDIA 也推出採用達 8 張 Quadro RTX 8000 或是 Quadro 6000 的 RTX Server ,以兩卡之間透過 NVLink 連接的方式提供龐大的影像處理能力,在下周的 GTC 大會, NVIDIA 更預計推出基於硬體虛擬化的 Quadro nfinity  技術與應用,使 RTX Server 能夠為專業影音工作室、電影內容製作、工業繪圖產業提供遠端作業的應用,未來可透過一般的文書型筆記型電腦透過網路使用 RTX Server 的運算支援。

應用案例( 1 ):Red Pill Lab 的 Red Pill Live AI 協作虛擬角色直播

Red Pill Lab 是一家動態捕捉的新創公司,三位創辦人分別具娛樂產業樂園規畫、 AI 動畫製作與雲端技術背景,其產品 Red Pill Live 是一項低成本、高效率的動態捕捉與虛擬角色製作的服務,不同於過往動作捕捉需要使用大量的相機、感測器、場地,替身演員更需要配戴大量偵測點,然而 Ped Pill Lad 善用此次 Quadro RTX 的 AI 功能,除了演算外也作為模型培訓之用,僅需要六個點的動作偵測與語音識別,即可即時建構超過 20 個關節以及具備表情的 AI 協作虛擬角色。

Red Pill Lab 的代表 RH Shih 表示,它們利用 Quadro 的 RT Core 進行動作以及語音與臉部表情的 AI 模型培訓,使得 Red Pill Lab 可將所有建構動作捕捉的器材收納於背包中,並僅需要 5 x 5 的空間,動態演員身上只需配裝 6 個感測器,並搭配語音輸入,即可製作出栩栩如生、動作流暢的 AI 虛擬角色,其語音識別引擎透過 AI 培訓,不僅可支援多國語言,更能自動產生適合的角色臉部動作與唇型,省卻傳統複雜的臉部表情捕捉程序。

目前 Red Pill Lab 透過 Unity 引擎作為平台,預計在今年下半年將推出 Unreal Engine 版本,屆時更能透過支援 RTX 即時光線追蹤的新版 Unreal Engine 提供具即時光影互動的的虛擬角色。

當前 Red Pill Live 已經獲得台灣、中國、韓國、舊金山與日本客戶採用,並將其應用在遊戲的 3D 角色建構、動畫角色、動畫學系的教育課程等領域,由於僅需要小空間與簡單的設備,獲得客戶大量迴響。

除了這些主流 3D 角色模型製作應用外, Red Pill 亦提出針對兒童教育的 Red Pill Kids Land 概念,藉由即時動作捕捉搭配視訊系統,讓遠在兩百公里外的教師進行遠端的課程教學,同時以可愛的 Q 版角色使幼兒更容易融入課程,目前也積極的進行技術展演,未來有將概念商用化的計畫。

除了當前提供整套的硬體設備的一次性授權外, Red Pill Lab 也打算透過結合雲端的授權模式,將基於 NVIDIA 的 NVIDIA GPU Cloud 作為雲服務基礎,讓客戶可選擇購買 Red Pill Live 的硬體或是自主硬體,透過月租的授權模式使用其服務。

應用案例( 2 ): COGITO

COGITO 是知名的 CG 動畫製作公司,也為許多知名企業如華碩、中油、台灣精品獎等製作宣傳廣告動畫,此次由總監 Lada 介紹它們在導入 Quadro RTX 與先前使用 GTX 1080 Ti 帶來的變化。 Lada 表示, CG 動畫是由一張一張的 Frame 堆疊而成,一段 10 秒的 30fps 動畫意味著需要 300 張 Frame ,所以能夠縮短影片處理的時間即能有更多時間進行專案。

而從 GTX 1080 Ti 提升到 RTX 6000 ,首先就是整體影像處理的時間大幅縮短,但更重要的是 RT Core 所帶來的即時光線追蹤處理能力,讓 COGITO 的成員在調整場景的光源後能迅速看到成果,不用再如過去只是微幅變動光源就需要漫長的等待。

同時,大型的 CG 場景也需要更大的 VRAM ,當它們由先前 GTX 1080 Ti 雖然已經具備 11GB 的 VRAM ,不過此次率先成為 Quadro RTX 6000 的前導使用廠商,高達 24GB 的 VRAM 更有助於它們在規劃場景時放入更大規模、更複雜的場景,尤其對於製作高解析度影片有極大的幫助。

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