di Michele Braga
Progettare e creare contenuti multimediali può diventare fino a cento volte più veloce, grazie all’utilizzo dei moderni processori grafici
L’accelerazione offerta dalle moderne soluzioni hardware permette ai professionisti di ridurre in modo davvero significativo i tempi di lavoro, garantendo una migliore esperienza lavorativa e un incremento dell’efficienza con la conseguente riduzione dei tempi di produzione. Abbiamo già affrontato tale argomento sul numero 256 di PC Professionale, avviando avviato un percorso di approfondimento sui benefici che è possibile ottenere attraverso l’utilizzo intelligente delle diverse architetture di calcolo oggi disponibili: da un lato quella classica delle Cpu e dall’altro quella più moderna delle Gpu.
La nostra attenzione è concentrata sui vantaggi offerti dall’utilizzo di quest’ultima tipologia di processori, capaci di svolgere in modo rapido elaborazioni in virgola mobile tipiche della creazione di contenuti digitali, del calcolo finanziario come di quelli scientifico, ingegneristico e architetturale.
Nella prima parte del nostro viaggio (sul Dvd riproponiamo l’articolo precedente in formato Pdf) abbiamo preso in considerazione applicazioni come Adobe Photoshop CS6, Adobe Premiere Pro CS6 e pacchetti di rendering per Autodesk 3ds Max 2013 e Blender.
In questo articolo affrontiamo applicazioni più verticali che con difficoltà trovano utilizzo all’esterno dell’ambiente professionale specializzato. Adobe After Effects CS6 e Avid Media Composer 6 sono due piattaforme di elaborazione video evolute che offrono all’operatore strumenti potenti per la creazione di contenuti multimediali dedicati al settore del broadcasting televisivo. Autodesk Maya 2012 è uno software di modellazione e animazione 3D nato nel settore cinematografico, mentre Autodesk Autocad 2012, Inventor 2013 Professional e Showcase 2013 sono applicazioni dedicate alla progettazione 2D, 3D e alla presentazione visuale del progetto ultimato.
Evoluzione dei software
La storia dei software per l’editing video e gli effetti speciali da un lato e per la progettazione industriale dall’altro parte da molto lontano. Il settore industriale ha intuito ben presto le potenzialità degli strumenti informatici per ridurre i tempi di lavorazione e per consentire di lavorare su progetti così complessi da richiedere lo scambio di un’enorme mole di informazioni tra diversi team di artisti, tecnici e progettisti.
I software che qui analizziamo sono orientati alla produzione di contenuti multimediali o progetti con una qualità finale così elevata che difficilmente è possibile vederne un’anteprima qualitativamente fedele al prodotto finito.
I produttori di software hanno quindi sviluppato nel corso degli anni sistemi che permettano all’utente di lavorare su un’anteprima di qualità , ovvero sufficientemente accurata per apportare correzioni raffinate prima di procedere alla produzione finale. Per ottenere questo risultato tutti gli applicativi spremono a fondo la potenza di calcolo a loro disposizione, soprattutto quella delle Cpu presenti e oggi anche delle Gpu.
I software Cad (Computer Aided Design), per esempio, sono passati dal solo disegno 2D, a quello 3D, prima limitato unicamente alla visualizzazione wireframe per poi approdare a simulazioni che imitano i materiali, luci e ombre. Un bel passo in avanti rispetto all’inestricabile groviglio di linee delle vecchie aree di lavoro, che però ha richiesto da un lato lo sviluppo di algoritmi efficienti per costruire anteprime precise – a differenza dei giochi 3D nella progettazione industriale non si può ignorare qualche poligono perché permette di spuntare prestazioni maggiori nell’elaborazione – e la disponibilità di hardware sufficientemente potente per creare le anteprime in tempi sufficientemente ridotti. Oggi il massimo si ottiene con programmi come Showcase, che usano algoritmi avanzati per produrre immagini molto realistiche (talvolta indistinguibili da belle foto reali), senza rinunciare all’interazione in tempo reale. Come abbiamo preannunciato, per generare immagini così realistiche, soprattutto con un elevato numero di fotogrammi al secondo e con i grandi schermi di oggi, il software deve essere capace di sfruttare al massimo la Cpu, ma specialmente la Gpu.
I risultati ottenuti
L’analisi dei dati raccolti con i test eseguiti in laboratorio offre interessanti punti di riflessione. Il primo di tutti è l’evidenza di come alcuni software o alcuni modelli di utilizzo di questi ultimi non sfruttano ancora la potenza di calcolo di cui sono capaci i moderni processori grafici, ma si affidano in modo pressoché esclusivo a quella della Cpu.
Ciò in parte è dovuto al consolidamento degli algoritmi e delle librerie ormai in uso da anni e per le quali una riscrittura, che potrebbe dare dei benefici in termini di prestazioni, richiederebbe un lungo periodo di analisi dei risultati: è necessario che vi sia un livello di prestazioni paragonabile, ma soprattutto che non vi sia una diminuzione della precisione dei risultati.
Il secondo elemento riguarda supporto hardware selettivo che alcuni software impongono all’utente: un esempio su tutti in questo caso è quello di After Effects CS6 dove Adobe al momento beneficia dell’accelerazione offerta dalle Gpu Nvidia, mentre non supporta in alcun modo la potenza di calcolo delle soluzioni Amd FirePro. Adobe ha già annunciato di essere al lavoro sull’implementazione del supporto OpenCL che permetterà anche agli utenti Amd di usufruire della potenza di elaborazione delle Gpu, ma al momento non è ancora stata annunciata una data di quando ciò sarà effettivamente disponibile.
Ancora Media Composer 6 di Avid, soluzione di riferimento nel settore del broadcasting televisivo, offre un supporto limitato all’hardware di nuova generazione e non beneficia in alcun modo, almeno non direttamente, del potenziale offerto dalle architetture grafiche moderne. Esistono tuttavia pacchetti software di terze parti che permettono non solo di fare ciò, ma anche di integrarsi e interagire con la timeline di Media Composer 6. Ovviamente l’utilizzo di questi pacchetti aggiuntivi richiede un investimento supplementare che si aggiunge a quello già non indifferente per l’acquisto di un software come Media Composer 6.
Appare invece un po’ diverso il panorama dei software per la progettazione ingegneristica e architettonica dove l’accelerazione offerta dai processori grafici permette di ottenere anteprime e rendering in tempo reale di buona qualità ; per quanto riguarda i rendering statici di alta qualità queste applicazioni ricorrono invece ancora in modo preponderante agli algoritmi scritti ed eseguiti in modo esclusivo sulla Cpu di sistema.
Il benchmark Cadalyst ha evidenziato la netta differenza di comportamento dell’applicazione Autocad 2012 nelle differenti modalità di lavoro 2D e 3D. Nella progettazione bidimensionale non abbiamo rilevato variazioni significative al cambiare della scheda grafica impiegata. La potenza di calcolo 2D fornita anche dal processore grafico più economico è oggi sufficiente a svolgere anche i lavori più complessi. Ben diverso è il comportamento in campo 3D dove l’utilizzo di acceleratori di potenza crescente permette di ottenere sensibili miglioramenti di prestazioni, soprattutto con i modelli Quadro di Nvidia. In questo caso specifico la scheda GeForce GTX 680 con architettura Kepler è risultata essere la più veloce sebbene si tratti di un prodotto consumer. Ciò fa ben sperare i professionisti che sono in attesa della commercializzazione della nuova generazione di schede grafiche Quadro della serie K, proprio con architettura Kepler. (…)
Estratto dell’articolo di 11 pagine pubblicato sul numero di ottobre 2012