专业的力量 NVIDIA Quadro应用案例分析

通过前几期杂志对专业显卡的介绍和铺垫，我们已经知道了NVIDIA Quadro专业显卡与普通游戏/娱乐级显卡的不同之处，以及专业显卡在设计(Design)、图形计算、视频编辑等领域的优势。不过这一切都建立在聆听别人分析的基础之上，俗话讲“耳听为虚，眼见为实”，那现在就让我们带大家走进专业显卡的实际应用案例，看看专业显卡怎样将好钢用在刀刃上。

小到一颗螺丝钉，大到汽车、航天飞机甚至航空母舰，没有人能够抹杀计算机辅助设计(CAD)的强大威力。现在就让我们以通用汽车(GM)泛亚技术研究中心(后文中简称“泛亚")为例，看看工程师们是如何用Quadro来“画”汽车的。

专业卡在通用汽车泛亚技术中心

在GM泛亚技术研究中心里，有一道长7.5米、高2.4米的三通道CAD-Wall(CAD显示墙)，用于对汽车的造型评审、虚拟装配、模拟试验等。在对汽车进行评审时，对计算机的实时运算速度以及图像质量要求非常高。因此，泛亚的工程师使用四台HP工作站组成一个计算机集群，全部搭配了当时(2004年)好的NVIDIA Quadro专业图形显卡，工作软件使用RTT公司的Deltagen。

泛亚用于全尺寸1:1展示的CAD-Wall，幕后负责渲染预处理任务的就是 Quadro专业显卡

“虚拟技术的应用一定程度上代替了原有的物理模型，减少物理模型的制作数量可以很大程度上加快研发进度，节约开发成本，并且能够更好地控制设计质量。”泛亚的江漫清工程师介绍说，“以前泛亚建造一个1:1的油泥模型，需要大概3个月的时间但现在使用数字模型，只需要1个半月的时间就可以完成。”

不仅如此，油泥模型的制作往往需要进行多次改动，使用数字模型之后工程师可以自由进行调整，而以前工程师们唯一的选择就是推倒重来。在使用了专业卡进行加速运算之后，如果工程师们发现车灯的设计不符合整体风格，那他们可以单独对车灯部分进行细节修正，仅需要很短的时间就可以看到调整之后的变化。除此之外，包括汽车的颜色、灯光、车身风格、喷漆反射等在内的诸多元素，工程师可以进行实时调整，以便达到设计的要求。

Quadro专业显卡帮助工程师们更好地实现自己的设计理念，并将终效果展示给大家

除了外观上的元素，仿真技术还可以应用到汽车内部，例如驾驶舱的空间设计与安排、车内装饰造型等等都可以进行全尺寸1:1展示。以虚拟碰撞为代表的虚拟实验，以及1:1大小的真车效果展示等，现在都可以在专业显卡的帮助下实现。

江漫清先生介绍说，到目前为止整个泛亚已经拥有基于NVIDIA Quadro显卡的工作站近800套，Quadro FX 5500等新产品也开始发挥作用。如果说从现实的模型到虚拟化的模型是一次巨大的飞跃，那么在未来计算机辅助设计领域，需要保证大量图形数据的快速处理，而“虚拟现实化技术”也代表了一个主流趋势。

专业显卡除了应用于工业CAD之外，其它方面同样是一把好手，例如在视频编辑领域专业显卡的作用越来越受到重视。在视频非线性编辑领域，用户对计算机的处理速度以及各种即时特效的处理要求相当严格。下面就让我们以索贝公司的实际案例来看看专业显卡是如何大展身手的。

索贝数码的视频编辑专业显卡解决方案

索贝公司是国内非线性编辑系统解决方案的领导品牌，其重要业务就是向客户提供视频处理以及特效制作的解决方案。早在五年前，业界在音视频编辑方面就遇到了瓶颈，因为那个时候的硬件设备无法满足高清视频的编辑需求；更为严重的是，在当时的大背景下高清编辑已经成为业界的趋势，而依靠CPU的传统方案无法与之同步；糟糕的情况是如果对软件升级，那就意味着每次产品更新都必须换掉大量的硬件，这对已经购买了设备的用户来说是不可接受的。

Quadro专业显卡在视频编辑领域的应用

正因如此，索贝率先在业界推出了CPU+GPU的异构平台，用于专业视频编辑。在这种架构下面，GPU担负主要的图像和视频处理任务，而CPU则成了辅助—GPU无论是渲染速度，还是传输和处理的带宽都是CPU所无法比拟的，这些特点让它能够适应高清视频的编辑工作，因为高清画面有着比标清画面多达6倍的画面细节。不仅如此，随着电视技术数字化应用的飞速发展，淡入淡出、划像、叠画、滤色镜等二维特技，以及卷页、倾斜、旋转、球等上百种三维特技应用的逐渐增多，也对硬件的处理能力提出了更高的要求。所有的一切对CPU来说可能是一块“硬骨头”，而对于GPU来说却是“小菜一碟”。

目前,NVIDIA的Quadro专业图形显卡被用于索贝公司的两大非线性编辑系统产品中，其中Editmax 7(简称E7)主要面向国内市场的用户，而索贝公司为索尼定制的XPRI NS系统则主要面向国际市场。

相对于传统的CPU方案来说，GPU+CPU的平台更利于维护，而且升级上非常方便；与专用的视频编辑方案以及软件解决方案相比，CPU+GPU的组合不仅具有出众的兼容性，还能够根据用户自己的实际需求选择对应的解决方案，灵活性非常大。如果用户以前已经够采购过索贝的标清解决方案(设备)，那么在升级到高清设备时就可以节约很大一笔开支。

图形工作站内部的Quadro显卡

“以Quadro 4600专业显卡为例，采用该系列专业显卡的索贝非线性编辑系统可以实现8路以上标清，4路以上高清视频的编辑工作，而在3年前，我们仅能够做到4路标清、1.5路高清的处理能力，性能提升了一倍还要多。”索贝高级工程师王天骛先生如是说。

除了出众的视频处理能力之外，Quadro系列专业显卡还能够实现包括实时粒子、辐射模糊、体积光、光晕以及电视墙等多种特效，这在以前只有通过软件算法才能够实现，耗时相当长，而现在用硬件的方式，在效果上已经可以媲美绝大多数软件级渲染的效果。

视频编辑工作站不同于家用PC，编辑人员对系统稳定性的要求远高于一切。与普通的民用级显卡相比，Quadro专业显卡在注重性能的同时，更具备普通消费级产品无法比拟的稳定性和可靠性。

“专业用户对系统的稳定性要求超过了一切，如果遇到问题，我们需要在第一时间得到NVIDIA驱动研发团队的支持，可靠的供货保障以及驱动升级支持是索贝选择Quadro专业显卡主要的原因。”—索贝高级工程师王天骛

写在后

在很多人看来，专业显卡总带有那么一丝神秘的色彩。但专业显卡也并不是大家想象中的那样距我们十分遥远。只不过是“术业有专攻”，相信随着了解的深入，大家也会对专业显卡越来越熟悉，《微型计算机》也会在未来给大家带来更多关于专业显卡的相关报道。