Cinema 4D中Team Render的构建与实现

索南尖措　陈硕　何琪芳　隗立志

摘 要： 渲染是一种计算机图形图像生成技术，它以存储在计算机中的几何场景模型为基础，经过附加色彩、纹理及材质，并根据设定的光照条件及场景光照关系，计算生成具有高真实度的视景图像。实现3D动画渲染十分消耗计算机的性能，为了减少3D动画渲染所花费的时间，利用德国maxon公司Cinema 4D软件的Cinema 4D Team Render 对3D动画进行分布式渲染测试。结果表明，此种方法确实可以成倍地减少3D动画渲染所花费的时间。

关键词： 3D动画渲染； Team Render； 集群； 分布式渲染

中图分类号：TP37 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）01-63-03

Construction and realization of Cinema 4D Team Render

Suonan Jiancuo1， Chen Shuo1， He Qifang2， Wei Lizhi1

（1. The Research Center of Tibetan Information Technology， Tibet University， Lhasa， Tibet 850000， China； 2. Management College， Beijing Union University）

Abstract： Rendering is a computer graphic image generation technology， which takes geometric scene model stored in the computer as the foundation， through addition of colors， textures and materials， and according to the set of lighting conditions and the scene illumination relationship， computes and generates the high-fidelity visual images. Rendering 3D animation is very consumption of computer performance. In order to reduce the time spent on 3D animation rendering， the software Cinema 4D Team Render is used to test distributed rendering of 3D animation. The results show that this method can exponentially reduce the time spent on 3D animation rendering.

Key words： 3D animation rendering； Team Render； cluster； distributed rendering

0 引言

计算机3D动画在当今各行各业的应用有很多，无论是成熟的动画行业，还是广告、商业演示、医疗影像和各类仿真，都涉及到3D动画[1]。3D动画制作的最后一步是渲染，用3D动画软件进行渲染需要功能强大的计算机支撑，这需要购置大量的专业工作站，其代价是十分昂贵的。所以，对于任意一个公司或团队都特别需要一套价廉质优的快速渲染解决方案，而分布式渲染就是解决3D动画的一个有效办法[2-3]，Cinema 4D Team Render便可以实现，只要是能够运行CINEMA 4D客户端（Team Render Client）的计算机，其本机的计算能力都能够支持分布式集群式渲染，这是通用性、廉价性和灵活的渲染方式。无论是初创的小公司或小团队，还是财力雄厚的大公司，毫无疑问，Cinema 4D Team Render都是优秀的集群渲染解决方案[4-5]。

笔者以一段1分钟的动画进行了实验，渲染的帧率为每分钟24帧，需要渲染的图片数量是1440张，在开启环境吸收（Ambient Occlusion，AO）和全局光照（Global Illumination，GI）状态下，通过实验得出每张图片的渲染平均需要花费10min，通过计算得出单台计算机总共需要10天时间，可见时间成本是相当可观的。接下来用Cinema 4D软件的Cinema 4D Team Render，加入其中20台相同配置的计算机，最终只花费了12个小时，便将一分钟的3D动画成功渲染出来，具体如表1所示。

我们可以得出结论：使用Team Render技术能够大大节省时间，也能在最短的时间内渲染出最好的动画质量。这就是研究Team Render的动机。

1 Team Render的介绍

1.1 Team Render的简介

MAXON公司是专业三维建模、绘制、动画和渲染解决方案的开发商。旗下备受称赞的Cinema 4D是一套整合3D模型、动画与算图的高级三维绘图软件，一直以高速图形计算速度著名，并有令人惊奇的渲染器和粒子系统，其渲染器在不影响速度的前提下，使图像品质有了很大提高，可以面向打印、出版、设计及创造产品视觉效果。同时也用来制作令人惊叹的视觉特效，其运用领域涉及优秀故事片、电视秀和商业广告、顶尖游戏影视艺术、医学科技展示、建筑和工业设计运用。

而Team Render便是这款优秀软件下的一个功能，其类似于BitTorrent系统的解决方案，可以在混合型网络中使用（不同的CPU，计算结果可能会不同）。任何参数都可以在Team Render管理器里调整，同时其提供了一个在局域网内直接的计算机整合方式，渲染的时候，即使其中一台计算机出现了故障，原本分配的任务会重新分配至局域网内其他计算机。

1.2 Team Render的优势

Team Render通过集群计算机共同渲染一个动画，其具有很多的优势。

首先，可以实现对所有的资源一键联网渲染，即整体分布式渲染，还可以通过网络连接的数台计算机来对静帧图片进行分布式渲染，即单帧分布式渲染。

其次，Team Render可以使局域网内所有获得Cinema 4D许可的或者已经安装了渲染客户端（Team Render Client）的计算机都可以参与到渲染中去，无论是功能强大的工作站还是一般的办公计算机都有能力参与到渲染中去。此外，各计算机都是自动化的配置，不需要人工进行配置，而且不需要管理员权限或者专用的服务器。

最后，Team Render会将环境吸收（Ambient Occlusion，AO）和全局光照（Global Illumination，GI），以及表面缓存分布至 Team Render中的每台计算机上[6]，有效的避免了计算机运行缓存过大而导致死机等问题。

2 Team Render的实现

任何安装了Cinema 4D的计算机都可以作为渲染服务器（Team Render Server），同时也可以作为渲染客户端（Team Render Client），渲染服务器（Team Render Server），就是负责为局域网内的客户端分发相关文件和收集合成。

在有了渲染服务器之后，就需要客户端在局域网内从服务器（Team Render Server）下载相关数据段，进行计算合成并反馈给服务器（Team Render Server）。通过Cinema 4D客户端，可以设置本地计算机是否启用Team Render、电脑名称、安全验证码以及端口、渲染线程数量和是否总是从服务器（Team Render Server）获取资源以及存储路径。

在对需要加入混合组网进行分布式集群式渲染的电脑上安装好所需要的客户端之后，便可以通过交换机（Switch）或者路由器（Route）和服务器进行连接，其连接简明原理图如图1所示。然后服务器分发数据，当在客户端上选择项中勾选“总是从服务器获取数据”时，客户端总是从服务器下载数据，客户端对相关数据进行计算然后返回给服务器。

在服务器（Team Render Server）里点击添加机器，使用程序控制台，输入ipconfig/all命令查询客户端计算机IP，输入相应客户端计算机的IP+端口，输入验证码，如此便可以添加到Team Render机器中。

添加Team Render机器成功后，在服务器端即可看到相关计算机的配置信息和连接状态，在Team Render机器界面中，勾选的方框意味着此台计算机将参与渲染，否则不参与渲染，如图2所示。通过Team Render机器，相关计算机的配置信息和状态都一目了然，具体如表2所示。

综上所述，当所有计算机都处于同一局域网内并在服务器（Team Render Server）里通过IP+端口的方式添加并验证了客户端（Team Render Client）机器后，只要单机鼠标“Team Render到图片查看器”即可开始渲染视频或是单帧图片，十分简单快捷。

3 结论及展望

通过实验证明，Cinema 4D Team Render分布式集群式渲染只需简单几步，便可成功布置Team Render进行分布式集群式渲染工作。由Cinema 4D Team Render实现分布式集群式3D动画渲染，不但可以体验简便与快捷操作，还节省了大量宝贵的时间。所以，不论是小团队，还是资金雄厚的大公司，Cinema 4D Team Render都有很大的使用价值，都可以节省更多的时间成本，提升项目推进速度。所以说，Team Render所代表的分布式集群式渲染将是3D软件及渲染软件的未来发展趋势。

参考文献（References）：

[1] 熊西满.基于3D图形引擎的雾化渲染方法及实现[D].电子科

技大学，2010.

[2] 邹平吉.VRay分布式渲染的实现[J].甘肃科技纵横，

2013.12：42-44

[3] 梁志远.分布式渲染系统架构研究与优化[D].华南理工大学，

2010.

[4] 解读并行集群渲染系统[J].CAD/CAM与制造业信息化，

2004.10：55-59

[5] 李树声.网络集群渲染在3D动画制作中的应用[J].广播与电

视技术，2004.9：63-64

[6] 程龙，郭立，袁红星，陈晓琳.基于光场渲染的动态3D目标重

构技术[J].中国科学院研究生院学报，2009.6：781-788