專業動畫軟體Maya效能實測，V4800加速創造視覺娛樂體驗

近年來娛樂電影除了純粹以劇情取勝的片子外，許多的科幻、動畫以及大場景的史詩級電影，幾乎無一不是利用電腦來進行影片的特效加工、場景的呈現、各式各樣的特技表現，甚至是整部動畫都是以電腦完成。像是《蜘蛛人》、《魔戒》、《侏儸紀公園》、《海底總動員》、《哈利波特》、《怪獸大戰外星人》、《阿凡達》等，Autodesk Maya正是這些大製作幕後的強力推手。


Maya原本是Alias公司開發的一套新世代動畫軟體，他的發展是根基於一套僅能用於建模和渲染，但缺少動畫功能的麥金塔軟體「Alias Sketch!」，而動畫功能是隨著移植到IRIX平台時加入的。迪士尼的動畫部門則是在製作電影「恐龍」時和Maya的開發有著相當緊密的關聯，當時迪士尼要求Maya要能做到個人化的使用者介面，讓Maya有了更開放的架構，間接也促使了Maya能夠像今天這麼受到歡迎。


為什麼這樣的軟體會如此受歡迎呢？簡單的說就是以電腦製作動畫的擬真性和方便性。以常見動畫的製作來說好了，傳統的手繪方式所製作出來的動畫，可以用很短的時間就把一個簡單的概念呈現出來，不過由於材料、技法和表現方式的限制，傳統動畫難以給予人們貼近現實生活中，我們每天所觀察到世界的模樣。如果手繪動畫需要達到相當擬真的程度，花費的時間就會非常的長，而且效果依然有限。而以實際物品去製作的黏土或木偶動畫，由於需要一步一步的去調整角色與場景，再將拍攝完成的相片結合成完整的影片，其中光影的變化和物件的相互關係就和真實世界一樣，但是製作這樣動畫所要花費的勞力和心力幾近無窮，而且能夠發揮的題材限制也比較多。


電腦動畫正是將黏土動畫的製作方式，以電腦作為媒介簡化操作角色模型的功夫，再加上光線和許多的效果，讓角色看起來更加逼近我們真實世界所觀察到的模樣。而場景則是可以直接將真實世界代入其中，或是靠製作人員的觀察力和想像力，將不存在的世界一磚一瓦、一草一木的刻劃出來。電腦製作動畫的好處在於，原始的材料只要完成最初的一份之後，就能夠複製出千千萬萬個備份，所有製作過的東西可以被再度使用，不需要一再重複製作相同的東西，大幅的減少前置作業的花費。


在現今的電影產業中，Maya絕對佔有舉足輕重的地位，所以業界知名的評測軟體機構SPEC也針對了Maya推出了一套專屬的效能測試套件，讓使用者能夠輕易的衡量自己的硬體平台在Maya當中的效能表現。這邊我們就以FirePro中階的前後代產品，V3750和V4800來做測試，看看這兩張卡片在運行Maya時，能夠帶來多少差異。


測試平台
作業系統：Windows 7 64bit
主機板：MSI X58 Eclipse
CPU：i7 965
RAM：2GB x 3
Maya：2011 64bit
SPECapc for Maya 2009

狼人了沒


巧手


蟲族!?!?


透抽


玩具店



SPECapc的測試方式和viewperf不太一樣，SPECapc包含幾個場景和模型，用Maya的主程式開啟這些檔案，然後模擬使用者真實的操作流程，像是基本的放大縮小、攝影機的位移操作、模型的調整移動等等，以操作的順暢度來對繪圖卡的運算能力做出評量，而這次SPECapc for Maya 2009的版本則是首度加入了AMD所授權的TOY STORE成為其中一個測試的場景。


Hardware Render


Software Render

這兩張圖片是以Maya分別利用硬體（繪圖卡）和軟體（CPU）去運算模型場景的結果，Hardware Render是使用繪圖卡的GPU核心支援的OpenGL指令運算，使用硬體運算的好處是能夠很快的看到大致的光影和材質效果，不過在細節部份的結果就不是很理想（可以看狼人的影子和地磚）。Software Render則是使用CPU來做運算，好處是運算完的結果幾乎就是成品的八成，可是相對的運算的時間長短就得決定於CPU的運算速度了。


測試成績比較測試總成績

由於是在同一部機器上測試，所以I/O沒有受到影響，只是繪圖卡在某些項目幫忙分攤了CPU的運算，所以CPU的分數有所差異，而繪圖的分數也反應出了兩張卡片在Maya這套軟體的效能表現。


Render方式與時間差（長條圖是時間，單位是秒，越短代表運算越快，圖片尺寸為1920x1080）



這邊可以看到軟硬體render在時間上的巨大差異，而兩張繪圖卡的運算時間雖然差異看來不大，但場景更複雜時差異就會更為明顯。近代電腦發展過程中的一個重要里程碑就是「WYSIWYG(What You See Is What You Get)」，也就是說在螢幕上看到的畫面，也就等同於最後輸出的結果，以目前的技術水準來看，只有文書編輯軟體可以說是完成了這個目標，而影像編輯軟體則是在某些受到控制的環境下可以接近這個目標（色彩管理）。同樣接近目標的還有剪輯軟體，只是在速度和品質的方面與成品有落差。而在專業繪圖的領域當中，繪圖卡扮演著讓人看到製作內容的角色，更甚而我們當然希望能透過專業繪圖卡，來讓螢幕上顯示的結果，就有如我們所想要製作出來的成品一般，於是每年都有新的軟體推出，所以我們有著不停改朝換代的繪圖API，從OpenGL 1.0到今天的OpenGL 4.1，DirectX從1.0到DirectX 11，每一次的更新都帶來不同的技術，也迫使繪圖卡的硬體改朝換代。就如同2008年Adobe推出Photoshop CS4時，透過OpenGL的繪圖指令支援了10-bit的色深顯示一樣，軟體的功能發揮也必需要硬體支援才能實現。雖然在醫療領域當中FirePro已經支援到12-bit的灰階輸出了，但在動畫領域裡面卻連10-bit的色深處理都無法全部到位，這也表示了在專業繪圖領域當中，無論軟硬體都還有很多的成長空間。