Quadro

NVIDIA Maximus 、Anatomical Travelogueのアーチストに強力な力を提供

Anatomical Travelogue (AT) は、受賞歴のある視覚的に優れた医療用ビデオの制作会社であり、驚嘆するような優れた視覚画像を人間の体の深部から作り出すために最先端のテクノロジを使用しています。高性能の3D 視覚化は、MRI、 CT スキャン、電子顕微鏡や他の医療画像診断技術から得た実際のデータを使って行われます。AT は、分子レベルから細胞、器官、組織に至るまでの実際の人間のデータに関して、世界最大のセグメント化された3D ライブラリーを所有しています。ATの顧客には、科学会社、調査機関、製薬会社、メディア企業が名を連ねています。

インフルエンザ A ウィルス
インフルエンザ A ウィルス

顧客は、Anatomical Travelogue に、シミュレーションを必要とする高度に写実的な医療用画像を求めていますが、この作業には演算に集中したシミュレーションが必要です。これらのシミュレーションは、どのように薬品が体の中を通るかということからバクテリアの研究に至るまでを示したアニメーションと組み合わせて、3Dの解剖学的データを大量に(ヴォクセル)レンダリングする場合が多いのです。これらのビデオは、製薬会社の販売用ツールとして使用されることが多く、医師が患者に内科の医療行為について説明する際にも使用されます。

課題:

トウモロコシの苗と穀粒のCT スキャン
トウモロコシの苗と穀粒のCT スキャン

25人のアーチストから構成されるATのチームは、これらの正確なレベルとディテールで作品を作るために、本物のインタラクティビティを達成できるワークフローの方法論や、リアルタイムでプロジェクトの調整が行える能力が必要です。Autodesk 3ds にMax3Dをインポート、修正、準備すること、ライトやマテリアルのセットアップ、シミュレーションをChaos Groupの V-Ray RTでレンダリングすること、Eyeon Fusionを使って合成写真の効果やアニメーションをシームレスなクリップにすることなどが、チームの典型的なプロセスです。

「Fusion や V-Ray RTを使用してGPUにファイルを送り出すことを除けば、私たちのワークフローは非常にインタラクティブだと言えます。」と Anatomical Travelogue, TITLE, Chad Capelandは、説明します。「ディスプレーがあまり反応しないため、GPU が稼働している時にはテキストエディタをほとんど開きません。システム全体がフリーズしてしまうし、アーチストにとってただ座って待っていることは苦痛だからです。」

Anatomical Travelogue は、操作がワークステーション全体を引き受けて生産性全体を停止させることなく、Fusion と V-Ray RT での内蔵型のGPU 加速化ツールを可能にさせるようなワークフロー効率の活用方法を探す必要がありました。

ソリューション:

有糸分裂中のリンパ球
有糸分裂中のリンパ球

長い間 NVIDIA のユーザであった Capeland 氏は、NVIDIAの Maximusテクノロジが AT の生産性の面での課題にとって有望なソリューションだと考え始めました。Quadro K5000Tesla K20のデュアルGPU 構成であるため、1つをグラフィックス専用、もう一つを演算専用とすることで、Maximus が障壁を取り除くことができると予想しました。また、その結果ATのワークフローは上のレベルに上がるだろうと確信しました。 

「たった1台のGPUにさらに多くのものを搭載したら、最終的にはパフォーマンスに影響が出てしまいます。」とCapeland氏は説明します。「 Maximusの背後にあるのは、もしグラフィックスをあるGPU で行い、全ての演算タスクを他のGPU で行うならば、労働を分割できるはずだという考えです。つまり、1枚のカードで通常のデスクトップ体験を行い、もう一枚のカードでレンダリングやグラフィックスの処理をするならば、ワークフローは劇的に向上するということです。Maximusを搭載したら、これらのことが現実に起こったのです。」

Maximus はFusionのパフォーマンスとATの全体的なワークフローを即座に向上させました。アプリケーションはさらに上の双方向性と反応性を示し、ユーザは、デュアルGPUでデータの処理とレンダリングを同時に行うことができるようになりました。それらは、以前なら1回に一つずつしなければならなかったことです。このためアーチストは、データがまだ処理中であっても、美的面での変更を行えるようになり、レンダリングを遅らせずにさらなる実験を行えるようになりました。

「Maximus により、 Fusion は本当に目的通りの作動をしました。中断することなく、リアルタイムでインタラクティブな体験ができたのです。」とCapeland氏は述べています。「あの信頼性、流動性、そしてリアルタイムで双方向型のフィードバックを行えるという能力は、私たちにとって非常に重要なものです、以前は、レンダリングにあまりに時間がかかるので色々なことに挑戦することを恐れていましたし、まったくオフラインになってしまうことがありました。しかし今では、心配することはありません。さらに多くの選択肢を調べて、結果的にクライエントにとってさらに高い品質の結果を出せるようになりました。」

効果:

Anatomical Travelogue は、現在植物を顕微鏡、CTスキャン、放射性映像などを使って視覚化した一連の短編映画に取り組んでいます。このプロジェクトでは、特定の植物に関する3D ヴォクセルをベースとした大量のレンダリングが行われます。また、テクスチャサンプリング、ノイズリダクション、フラグメントシェーダー、フィルタリング、Fusionでの作業も必要です。「Maximus を使えば、これらの作業は、実に楽にそしてスピーディーにできます。」とCapeland氏は述べます。「レンダリングは簡素化されボリュームレンダリングはさらに速くなるため、パラメターの調整をしたらすぐに結果を見ることができるようになりました。長いこと、 私たちはグラフィックスの環境で働くことにより生じた不快な副作用に苦しめられてきました。2基のGPUを1台のマシーンに搭載するなど考えたこともありませんでした。しかしMaximus を試したら、すべてが解決できたのです。アーチストたちは本当にすごいパワーを与えられました。本当ですよ。」

含脂肪細胞とコラーゲン繊維
含脂肪細胞とコラーゲン繊維

Capeland はさらに続けます。「 Maximus とデュアル GPUを使用したので、タスクの切り替えについて悩む必要はもうなくなりました。インタラクティビティに対して不利な条件がないため、常にGPU の演算にまかせることができるからです。GPUのスピードは低下しないので、もうCPUに戻る必要はありません。まるでどれも反応が速く必要な作業をしているCPU上で稼働しているようなものです。但しスピードは本当に速いですよ。これでアーチストの悩みが一つ減りました。これは、画像を見て、内部のタスクの予定を気にすることなく本来の仕事をすることが可能となる新しい方法です。全てが効率よく信頼性の高い方法で進むため、自分のショットに集中して、その裏の操作については心配しなくてもいいのです。仕事がさらにできるようになるのです。」

人間の胴体
人間の胴体

Maximus に変えたことで、Anatomical Travelogue には骨の折れる作業が不要となり、投資収益率 が成長し続けています。アーチストにとって、美的選択がさらに広がり、遅いシステムパフォーマンスに邪魔されることなく新しいことに挑戦できるような高い柔軟性が生まれたからです。「最終的に Maximus は、デスクトップでさらに高いパフォーマンスが得られる、非常にコスト効率の優れた方法となりました。」とCapeland氏は結論を述べます。「2枚目のカードを入れて、ドライバ用のチェックボックスをオンにするだけです。そうすれば、即座にパフォーマンスが30-40%向上し、本物の双方向性が得られるのです。私たちが体験した生産性の向上は、2台目の GPUに投資した金額を遥かに上回っています。」