RENDU BASÉ SUR PROCESSEUR GRAPHIQUE

Processeurs graphiques : la solution la plus performante pour le rendu en temps réel

Accélérez les itérations et la lecture des visualisations et des contenus visuels interactifs grâce à un rendu en temps réel rapide, économique et à faible consommation d’énergie.

Rack de processeurs individuels.
Il est possible d’utiliser en parallèle plusieurs processeurs graphiques afin d’obtenir un rendu accéléré pour l’animation, les jeux vidéo et d’autres contenus multimédias interactifs.

Qu’est-ce que le rendu basé sur processeur graphique ?

Les processeurs graphiques sont des processeurs informatiques conçus spécifiquement pour le rendu d’images. Ils ont leurs propres puces de mémoire vidéo (VRAM). Ils permettent d’exécuter des traitements parallèles multicœurs afin d’accélérer considérablement les rendus pour les aperçus d’animation 3D, les jeux vidéo, la réalité virtuelle (VR) et d’autres contenus multimédias interactifs.

Image tirée d’un jeu vidéo montrant un astronaute en combinaison blanche qui scrute une planète extraterrestre depuis l’endroit où son vaisseau s’est écrasé.
Les concepteurs de jeux vidéo et d’autres contenus multimédias qui reposent sur le rendu en temps réel peuvent opter pour le rendu basé sur processeur graphique. Image publiée avec l’aimable autorisation de Tim Burroughs.

Rendu basé sur processeur graphique : une puissante solution pour les effets visuels et l’animation

Les processeurs graphiques sont des processeurs informatiques conçus spécifiquement pour le rendu d’images. Ils s’appuient sur des milliers de cœurs de moindre puissance qui consomment peu d’énergie pour soulager les processeurs standard des tâches graphiques les plus lourdes. Lorsqu’elle est combinée à un logiciel de rendu basé sur processeur graphique comme Autodesk Arnold, l’énorme puissance de traitement parallèle des processeurs graphiques assure un véritable gain de vitesse par rapport au rendu basé sur processeur standard. Cette productivité des processeurs graphiques et leur consommation d’énergie réduite en font une option plus économique que les processeurs standard.

Cependant, la question du choix entre rendu basé sur processeur standard et rendu basé sur processeur graphique ne s’arrête pas là. Avec leur VRAM, les processeurs graphiques disposent généralement de beaucoup moins de mémoire que les processeurs standard comparables qui utilisent de la RAM. Ils ne sont donc pas aussi performants pour le rendu de scènes et de simulations extrêmement complexes qui exigent une quantité de mémoire considérable. Le rendu basé sur processeur graphique excelle dans le cas des scènes peu ou pas complexes, où le besoin en mémoire est moindre en raison du nombre de polygones, des textures et de la topologie de maillage, ainsi que dans les jeux vidéo, la réalité virtuelle et d’autres applications interactives qui nécessitent un rendu en temps réel. Lorsqu’il s’agit d’obtenir des résultats de haute qualité sur des scènes et des images très détaillées illustrant des phénomènes physiques complexes, le rendu basé sur processeur standard peut être le meilleur choix malgré ses temps de traitement plus longs et sa consommation d’énergie plus élevée.

Les processeurs graphiques présentent l’avantage de l’évolutivité : pour améliorer les performances du rendu, il est beaucoup plus facile de combiner plusieurs processeurs graphiques dans une configuration de rendu que d’ajouter des processeurs standard. Les logiciels de rendu basé sur processeur graphique comme Arnold offrent un autre avantage. Optimisés pour le matériel des processeurs graphiques, ils garantissent des performances optimales pour les tâches telles que la lecture de fenêtres en temps réel, le rendu interactif et la suppression de bruit. Les logiciels de rendu basé sur processeur graphique sont devenus populaires pour les animations modélisées en 3D (anglais), les effets visuels (anglais), les jeux vidéo (anglais), la réalité virtuelle (anglais) et la visualisation photoréaliste dans les domaines de l’architecture, de la conception de produits et des contenus de divertissement. Avec Arnold, les artistes peuvent basculer de manière transparente entre le rendu  basé sur processeur standard et le rendu basé sur processeur graphique selon la tâche à réaliser.

Gros plan d’une créature rose extraterrestre avec de grands yeux globuleux, rendu en images de synthèse.
L’utilisation de processeurs graphiques pour le rendu des images permet de créer des effets d’éclairage photoréalistes. Image publiée avec l’aimable autorisation d’Ecem Okumus.

Aspects pratiques du rendu basé sur processeur graphique

Si le rendu basé sur processeur graphique peut être une solution performante quand les artistes recherchent des itérations et un rendu rapides (pour le développement de jeux vidéo et les aperçus d’animation 3D, par exemple), quelques réserves s’imposent. Étant donné qu’ils ont généralement moins de mémoire que les processeurs standard, les processeurs graphiques peuvent devenir instables s’ils s’exécutent à la fois sur un écran d’ordinateur et sur un logiciel de rendu. Par ailleurs, ils sont livrés avec des pilotes qui doivent régulièrement être mis à jour pour assurer un fonctionnement stable avec d’autres matériels informatiques.

Cela dit, certaines technologies augmentent la qualité visuelle et la vitesse du rendu basé sur processeur graphique. À titre d’exemple, la technologie NVIDIA NVLink permet de créer une interconnexion à large bande passante entre plusieurs processeurs graphiques ou entre un processeur graphique et un processeur standard. Il est ainsi possible d’utiliser davantage de mémoire pour les tâches de rendu massives et d’accélérer le rendu sur processeur graphique des scènes qui mobilisent d’énormes quantités de données.

Les processeurs graphiques effectuent des traitements parallèles. Plus ils ont de cœurs de processeur (comme les cœurs CUDA dans les processeurs graphiques NVIDIA), plus ils peuvent gérer de tâches de traitement simultanément (traitement des sommets, ombrage de pixels, traitement de la géométrie ou encore mappage de textures pour le rendu).

Certains processeurs graphiques modernes sont également optimisés pour le lancer de rayons, une technique de rendu gourmande en ressources de calcul qui permet de créer des effets d’éclairage photoréalistes. Le lancer de rayons offre la possibilité de simuler, dans un rendu réaliste, la réfraction de la lumière à travers des objets transparents ou de l’eau, des reflets, des ombres et d’autres comportements de faisceaux lumineux.

Avantages du rendu basé sur processeur graphique

Avec ses avantages en termes de performances et de coûts, le rendu basé sur processeur graphique est un atout pour les projets multimédias 3D de toutes tailles.

Rapidité

Les processeurs graphiques sont conçus pour le traitement parallèle multicœur. Un seul processeur graphique peut réunir des milliers de cœurs de calcul de moindre puissance. Le rendu basé sur processeur graphique exécute donc le rendu des scènes 3D beaucoup plus rapidement que le rendu basé sur des processeurs standard comparables.

Performances temps réel

Dans les domaines de l’animation 3D, des jeux vidéo et d’autres contenus multimédias, les artistes ont besoin de visualiser leur travail en cours en temps réel. Grâce au rendu basé sur processeur graphique, ils obtiennent des vidéos et des visualisations en temps réel de haute qualité, dans lesquelles ils peuvent facilement ajuster les scènes, les effets d’éclairage et d’autres éléments graphiques.

Coût

Les processeurs graphiques haut de gamme sont plus intéressants que les processeurs standard haut de gamme en termes de coût, et consomment moins d’énergie pour le rendu. De plus, comme ils assurent un rendu plus rapide, ils permettent de réaliser des économies à long terme en améliorant la productivité.

Technologies en pleine évolution

Les processeurs graphiques continuent d’évoluer, avec des mises à jour et des optimisations matérielles et logicielles plus fréquentes. Il existe même des processeurs graphiques optimisés pour certaines tâches. Ainsi, certains processeurs graphiques de rendu spécialisés offrent des fonctionnalités avancées, comme le lancer de rayons ou le super échantillonnage d’apprentissage profond (DLSS) pour la mise à l’échelle des images.

Évolutivité simple

Lorsqu’un seul processeur graphique de rendu ne suffit pas, il est facile d’augmenter la puissance en ajoutant des processeurs graphiques au système de rendu. Il est également possible de configurer chaque processeur graphique dédié à des tâches spécifiques.

Logiciels Autodesk pour la création d’effets visuels et l’animation

Logiciel de rendu d'illumination globale


Logiciel d’animation, de modélisation, de simulation et de rendu 3D pour les films, les jeux et la télévision


Outils pour les effets visuels 3D, la finition et le compositing 3D : Flame, Flame Assist, Flare et Lustre


Jeu d’outils pour le suivi de la production et de la révision destiné aux équipes de création d’effets visuels, d’animation et de jeux vidéo


Témoignages de clients du domaine des effets visuels et de l’animation

Image représentant des personnages animés de la série Netflix Oni : Légendes du tonnerre.

MEGALIS VFX

Du stop motion aux images de synthèse avec la vitesse du rendu basé sur processeur graphique

Grâce à leur partenariat avec Autodesk, les superviseurs d’effets visuels de Megalis VFX ont pu s’assurer qu’après avoir adopté le rendu basé sur processeur graphique, le logiciel Arnold pourrait effectuer le rendu des personnages, des immenses environnements et des éclairages de haute qualité requis pour la série Netflix Oni : Légendes du tonnerre.

 


Image publiée avec l’aimable autorisation de Megalis VFX

Image représentant un chiot animé, tirée du court-métrage Andy : A Dog’s Tale d’Ignite Animation Studios.

IGNITE ANIMATION STUDIOS

Rendu des aventures d’un chiot héroïque

Les fondateurs d’un studio ont mis en place tout un pipeline de télétravail personnalisé pour créer le court-métrage d’animation Andy : A Dog’s Tale à l’aide d’Autodesk Maya, de Flow Production Tracking (anciennement ShotGrid), d’Unreal Engine et d’Autodesk Arnold pour le rendu.

 


Image publiée avec l’aimable autorisation d’Ignite Animation

Image de la bande-annonce de Crimson Vow par Axis Studio montrant une femme dans une robe blanche à col montant.

AXIS STUDIOS

Rendu riche pour Magic

Dans le cadre de la création de deux bandes-annonces cinématiques largement acclamées pour les boosters Innistrad : chasse de minuit, Magic : The Gathering, Axis Studios a produit un monde d’horreur captivant, avec des loups-garous, des vampires et une architecture gothique, en s’appuyant sur Autodesk Maya pour l’animation des personnages et sur Arnold pour l’ombrage, le rendu et l’ajout d’effets très variés, aussi bien photoréalistes que stylistiques.

 


Image publiée avec l’aimable autorisation d’Axis Studios

Ressources sur le rendu basé sur processeur graphique

Découvrez les dernières versions de Maya et de 3ds Max avec leurs fonctionnalités conviviales pensées pour les artistes : amélioration de l’utilisation de la norme OpenUSD, optimisation de la productivité, automatisation des tâches courantes, remaniement du rendu basé sur processeur graphique, et plus encore.

Apprenez à tirer parti de la version remaniée du rendu basé sur processeur graphique en parcourant le guide utilisateur d’Arnold.

 

Familiarisez-vous avec la technologie nouvelle génération de Flame, le logiciel d’effets visuels 3D d’Autodesk, qui offre aux artistes des capacités de calcul et des capacités graphiques avancées, notamment la prise en charge du rendu basé sur les tout derniers processeurs graphiques NVIDIA.

Obtenez toutes les ressources pour Arnold, le logiciel de rendu d’Autodesk : didacticiels, documentation, articles de recherche, essai gratuit, et plus encore.

 

Découvrez le moteur de rendu basé sur processeur graphique d’Autodesk Maya dans ce cours Autodesk University d’une heure en vidéo. Familiarisez-vous avec les workflows efficaces, les cas d’utilisation des différentes options de rendu et les outils tels que les shaders, les effets d’objectif, etc.

 

Apprenez-en plus sur Arnold, le moteur de rendu avancé par lancer de rayons Monte-Carlo et l’outil de référence pour de nombreux professionnels du secteur. Intuitif, il permet un contrôle artistique total et offre des fonctionnalités comme le basculement transparent entre le rendu basé sur processeur graphique et le rendu basé sur processeur standard.

 

Questions fréquemment posées sur le rendu basé sur processeur graphique

Dois-je utiliser le rendu basé sur processeur graphique pour mon projet ?

Le rendu basé sur processeur graphique est adapté aux projets qui ont besoin d’un rendu en temps réel, ainsi qu’aux cas où les scènes à rendre ne sont pas construites à partir de phénomènes physiques ou de simulations complexes. Quand la vitesse de rendu est une priorité, le rendu basé sur processeur graphique offre la solution idéale pour ce type de scènes. Avec son traitement parallèle, il est généralement plus rapide que le rendu basé sur processeur standard.

 

Assurez-vous que votre logiciel prend en charge le rendu basé sur processeur graphique. Certains logiciels assurent même un basculement transparent entre le rendu basé sur processeur graphique et le rendu basé sur processeur standard.

Quelle est la meilleure option : rendu basé sur processeur graphique ou rendu basé sur processeur standard ?

Le choix entre le rendu basé sur processeur graphique et le rendu basé sur processeur standard dépend des besoins du projet. Les processeurs standard actuels disposent souvent de beaucoup plus de RAM que les processeurs graphiques. Le rendu basé sur processeur standard est donc idéal pour les scènes de grande envergure et celles réalisés à partir de phénomènes physiques ou de simulations complexes. Le rendu basé sur processeur standard est plus lent, mais efficace en cas de charges de travail volumineuses sur de longues périodes.

 

Les processeurs graphiques, quant à eux, offrent un traitement parallèle, souvent avec de nombreux cœurs de traitement à faible consommation d’énergie. Ils sont donc plus rapides et plus économiques que les processeurs standard pour le rendu des scènes peu complexes. Les processeurs graphiques sont également le meilleur choix pour le rendu en temps réel des jeux vidéo et des applications interactives.

Quels sont les inconvénients du rendu basé sur processeur graphique ?

Les processeurs graphiques utilisent une VRAM, ce qui signifie que le rendu basé sur processeur graphique dispose de moins de mémoire que le rendu basé sur processeur standard où la mémoire est de la RAM. La mémoire dont disposent les processeurs graphiques haut de gamme peut être jusqu’à plus de deux fois inférieure à celle des processeurs standard. La complexité ou le nombre d’éléments d’une scène qu’un processeur graphique peut rendre sont donc limités. Cette mémoire restreinte a une incidence sur la qualité du rendu. Les effets d’éclairage sont également moins précis qu’avec le rendu basé sur processeur standard.

 

Le manque de mémoire vive est encore plus perceptible lorsque le processeur graphique est utilisé à la fois pour l’affichage et le rendu. La mémoire vive disponible se retrouve fractionnée et le processeur graphique peut devenir instable. Par ailleurs, les processeurs graphiques nécessitent des mises à jour de pilotes pour garantir la compatibilité avec certains matériels. À défaut, la stabilité des processeurs graphiques peut également être altérée.