KR20210039025A - Render Farm Composition System for 3D Image Production - Google Patents

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KR20210039025A
KR20210039025A KR1020190121302A KR20190121302A KR20210039025A KR 20210039025 A KR20210039025 A KR 20210039025A KR 1020190121302 A KR1020190121302 A KR 1020190121302A KR 20190121302 A KR20190121302 A KR 20190121302A KR 20210039025 A KR20210039025 A KR 20210039025A
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이종표
이봉순
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Abstract

The present invention relates to a rendering farm configuration system for producing 3D image, which can more easily perform rendering work even in a small business so as to shorten a rendering work time. The rendering farm configuration system for producing 3D image includes: a plurality of imaging processing computers which have a graphics processing unit (GPU) installed therein to provide rendering resources to a user; a hub module connected through the plurality of imaging processing computers and a network; and a main control computer connected through the hub module and the network and receiving rendering information from the user.

Description

3차원 영상 제작을 위한 랜더팜 구성 시스템{Render Farm Composition System for 3D Image Production}Render Farm Composition System for 3D Image Production

본 발명은 다수의 이미징 처리 컴퓨터를 네트워크로 연결하여, 랜더링 작업을 분산하여 실시할 수 있는 3차원 영상 제작을 위한 랜더팜 구성 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a system for constructing a render farm for producing a 3D image capable of distributing and performing a rendering operation by connecting a plurality of imaging processing computers through a network.

랜더링이란 수치와 방정식으로 서술된 2차원 혹은 3차원 데이터를 사람이 인지 가능한 영상으로 변환하는 과정이다. 최근에는 3차원 데이터를 활용하여 실제와 유사한 품질의 3차원 영상 이미지를 제작하는데 주로 사용되고 있다. 이러한 3D 그래픽스 어플리케이션(graphics application)에서는 화면을 랜더링하는데 필요한 다양한 종류의 자원들(resources)이 사용되는데, 그래픽 처리장치(GPU)로 입력되는 데이터 중에 텍스쳐와 지오메트리(geometry) 데이터는 실사적인 실시간 랜더링(real-time photorealistic rendering)을 구현하는데 필요한 중요한 자원들이다.Rendering is the process of converting 2D or 3D data described by numbers and equations into images that can be perceived by humans. Recently, it is mainly used to produce a 3D image of a quality similar to the actual using 3D data. In this 3D graphics application, various kinds of resources necessary to render the screen are used. Among the data input to the graphics processing unit (GPU), texture and geometry data are used for realistic real-time rendering. These are important resources required to implement real-time photorealistic rendering).

그래픽 프로세서를 이용한 랜더링 시스템에 관한 문헌으로는 한국 등록 특허 제 10-1923619호가 개시된 적이 있었다. Korean Patent Registration No. 10-1923619 has been disclosed as a document related to a rendering system using a graphic processor.

하지만, 최근 해상도의 증가 및 3차원 영상 구현 기술의 발전으로 인해 고해상도 디스플레이에 부합하는 랜더링 이미지 및 실제와 가까운 느낌의 3차원 영상에 대한 수요가 높아지고 있으며, 이러한 고해상도 3차원 영상은 특히, 기업 및 제품의 홍보 등에 주로 사용되고 있다.However, due to the recent increase in resolution and development of 3D image realization technology, the demand for rendering images suitable for high resolution displays and 3D images with a feeling close to reality is increasing, and such high resolution 3D images are particularly suitable for companies and products. It is mainly used for publicity of the company.

이러한 수요에 대응하기 위한 고해상도 3차원 영상 제작 시, 텍스쳐 데이터량 및 지오메트리 데이터량이 이전에 비해 매우 증가했으며, 이러한 데이터량 증가는 GPU와 메모리 간에 대역폭 증가를 초래하게 되어 일반적인 사업장의 컴퓨터로 작업 시, 매우 오랜 시간이 걸린다는 단점이 있다. When producing high-resolution 3D images to meet these demands, the amount of texture data and geometry data have increased significantly compared to the previous year, and this increase in the amount of data causes an increase in bandwidth between the GPU and memory. The downside is that it takes a very long time.

따라서, 소규모의 사업장에서는 상기와 같은 고해상도 3차원 영상의 제작에 많은 시간이 소요되며, 작업중인 컴퓨터의 부하가 매우 높아 다른 작업을 수행할 수 없다는 문제점이 있다. Therefore, in a small business place, it takes a lot of time to produce the high-resolution 3D image as described above, and there is a problem that other tasks cannot be performed due to a very high load on the computer being worked on.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 소규모의 사업장에서 3차원 영상의 랜더링 시, 랜더링 시간을 최소화 하는 데 그 목적 이있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and has an object of minimizing the rendering time when rendering a 3D image in a small business site.

또한, 소규모의 사업장에서 3차원 영상의 랜더링 시, 작업하는 컴퓨터의 그래픽 처리장치(GPU) 부하를 최소화하는 데 그 목적이 있다. In addition, the purpose of this is to minimize the load on the graphic processing unit (GPU) of a computer that works when rendering a 3D image in a small business site.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3차원 영상 제작을 위한 랜더팜 구성 시스템은 중앙처리 장치(CPU) 및 그래픽 처리장치(GPU)가 설치되어, 사용자에게 랜더링 자원을 제공하는 다수개의 이미징 처리 컴퓨터, 상기 다수개의 이미징 처리 컴퓨터와 네트워크를 통해 연결된 허브 모듈 및 상기 허브모듈과 네트워크를 통해 연결되며, 상기 사용자로부터 랜더링 정보를 입력받는 메인 컨트롤 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the system for constructing a render farm for 3D image production according to the present invention includes a central processing unit (CPU) and a graphic processing unit (GPU), and provides rendering resources to users. And a hub module connected to the plurality of imaging processing computers through a network, and a main control computer connected to the hub module through a network and receiving rendering information from the user.

또한, 상기 허브모듈은 상기 다수개의 이미징 처리 컴퓨터의 상기 그래픽 처리장치를 제어하며, 상기 이미징 처리 컴퓨터에서 랜더링된 랜더링 결과물을 상기 메인 컨트롤 컴퓨터로 제공하는 것을 특징으로 한다.In addition, the hub module is characterized in that it controls the graphic processing apparatuses of the plurality of imaging processing computers, and provides a rendering result rendered by the imaging processing computer to the main control computer.

그리고 상기 허브 모듈과 네트워크를 통해 연결되며, 상기 허브모듈로 전달되는 랜더링 결과를 실시간으로 저장하는 저장서버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a storage server connected to the hub module through a network and storing a rendering result transmitted to the hub module in real time.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 3차원 영상 제작을 위한 랜더팜 구성 시스템은 다수개의 컴퓨터에서 랜더링 자원을 제공하여 영상을 제작하므로 영상 제작 시작을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.As described above, according to the present invention, the system for constructing a render farm for producing a 3D image according to the present invention has an advantage of improving the start of image production because a plurality of computers provide rendering resources to produce an image.

또한, 랜더링 작업을 다수개의 컴퓨터에서 나누어 진행하게 되므로 작업하는 컴퓨터의 그래픽 처리장치(GPU) 부하를 최소화 할 수 있다는 이점이 있다.In addition, there is an advantage in that the load on the graphic processing unit (GPU) of the working computer can be minimized because the rendering operation is performed by dividing it in a plurality of computers.

도 1은 본 발명에 따른 3차원 영상 제작을 위한 랜더팜 구성 시스템의 구성도이다. 1 is a block diagram of a system for configuring a render farm for producing a 3D image according to the present invention.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in more detail using the accompanying drawings.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.The accompanying drawings are only an example illustrated to describe the technical idea of the present invention in more detail, so the technical idea of the present invention is not limited to the form of the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 3차원 영상 제작을 위한 랜더팜 구성 시스템의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 3차원 영상 제작을 위한 랜더팜 구성 시스템은 다수개의 이미징 처리 컴퓨터(100), 허브 모듈(200), 메인 컨트롤 컴퓨터(300), 저장 서버(400)를 포함한다.1 is a block diagram of a system for configuring a render farm for producing a 3D image according to the present invention. As shown in FIG. 1, the system for constructing a render farm for producing a 3D image according to the present invention includes a plurality of imaging processing computers 100, a hub module 200, a main control computer 300, and a storage server 400. Includes.

다수개의 이미징 처리 컴퓨터(100)는 중앙처리 장치(CPU) 및 그래픽 처리장치(GPU)가 설치되어 랜더링 작업이 가능한 컴퓨터를 말한다. 본 발명에서는 그래픽 작업이 가능한 일반적인 컴퓨터를 말하며, 일반 기업 사무실에 구비되어 있되, 그래픽 처리장치가 설치된 컴퓨터이면 어느 것이든 무방하다. 이미징 처리 컴퓨터(100)는 다수개로 구비되어야 하며, 사용자에게 랜더링 자원을 제공한다. 즉, 이미징 처리 컴퓨터는 사용자가 요청한 랜더링 정보에 따라 랜더링을 수행하는 역할을 하며, 그래픽 처리장치(GPU) 뿐만 아니라 중앙처리 장치 (CPU)가 랜더링 작업을 수행하며 랜더링 자원을 제공하는 역할을 한다. 따라서, 중앙처리 장치(CPU)뿐만 아니라 그래픽 처리 장치(GPU) 랜더링 자원을 제공할 수 있으므로, 소규모 사업장의 랜더링 작업환경을 개선할 수 있으며 랜더링 작업 효율을 향상시킬 수 있게 된다.The plurality of imaging processing computers 100 is a computer capable of rendering a central processing unit (CPU) and a graphic processing unit (GPU) installed. In the present invention, it refers to a general computer capable of graphic work, and is provided in a general corporate office, but any computer with a graphic processing device may be used. The imaging processing computer 100 must be provided in plural and provide rendering resources to the user. That is, the imaging processing computer plays a role of performing rendering according to the rendering information requested by the user, and not only the graphic processing unit (GPU) but also the central processing unit (CPU) performs rendering and provides rendering resources. Accordingly, it is possible to provide not only the central processing unit (CPU) but also the graphics processing unit (GPU) rendering resources, it is possible to improve the rendering work environment of a small business site and improve the rendering work efficiency.

이때, 이미징 처리 컴퓨터(100)는 다수개로 구비되므로 사용자가 요청한 랜더링 정보를 나누어 처리하게 되는데, 이와 관련된 설명은 하기에서 자세하게 하기로 한다.At this time, since the imaging processing computer 100 is provided in plural, the rendering information requested by the user is divided and processed, and a description related thereto will be described in detail below.

허브 모듈(200)은 다수개의 이미징 처리 컴퓨터(100)와 네트워크를 통해 연결되어 있다. 즉, 사용자로부터 입력받은 랜더링 정보를 다수개의 이미징 처리 컴퓨터(100)로 전달하고, 각각의 이미징 처리 컴퓨터(100)에서 처리된 작업물을 병합하여 사용자에게 전달하는 역할을 한다. 이때, 네트워크는 유/무선 네트워크 어느 것이든 상관없으나, 작업물 전달의 원활함을 위해 유선 네트워크인 것이 바람직하다. The hub module 200 is connected to a plurality of imaging processing computers 100 through a network. That is, the rendering information received from the user is transmitted to the plurality of imaging processing computers 100, and the work processed by each of the imaging processing computers 100 is merged and transmitted to the user. In this case, the network may be a wired/wireless network, but it is preferable to be a wired network for smooth work delivery.

그리고 메인 컨트롤 컴퓨터(300)는 사용자가 직접 컨트롤하며, 랜더링 정보를 입력 및 랜더링을 요청하는 장비로 허브 모듈(200)과 네트워크를 통해 연결되어 있다. In addition, the main control computer 300 is a device that is directly controlled by a user, and is connected to the hub module 200 through a network as a device that inputs rendering information and requests rendering.

메인 컨트롤 컴퓨터(300)로 입력된 랜더링 정보는 허브 모듈(200)을 거쳐 다수개의 이미징 처리 컴퓨터(100)에 분산되어 전달되며, 분산된 랜더링 정보에 따라 각각의 이미징 처리 컴퓨터(100)에서는 랜더링 작업을 수행하게 된다. 그 후 각각의 이미징 처리 컴퓨터(100)에서 랜더링 작업이 완료되면, 완료된 랜더링 결과물을 허브 모듈(200)로 전달하고, 허브 모듈(200)에서는 랜더링 결과물을 병합하여 메인 컨트롤 컴퓨터(300)로 전달하여 메인 컨트롤 컴퓨터(300)에서 출력 및 저장 가능하도록 한다. 이를 통해 사용자는 랜더링된 결과물을 메인 컨트롤 컴퓨터(300)로 확인할 수 있게 된다. The rendering information input to the main control computer 300 is distributed and transmitted to a plurality of imaging processing computers 100 through the hub module 200, and each imaging processing computer 100 performs a rendering operation according to the distributed rendering information. Will be performed. Thereafter, when the rendering operation is completed in each imaging processing computer 100, the completed rendering result is transferred to the hub module 200, and the hub module 200 merges the rendering result and delivers it to the main control computer 300. It is to be able to be output and stored in the main control computer (300). Through this, the user can check the rendered result with the main control computer 300.

한편, 허브 모듈(200)은 다수개의 이미징 처리 컴퓨터(100)의 그래픽 처리장치를 제어한다. 메인 컨트롤 컴퓨터(300)에 랜더링 정보가 입력되면, 허브 모듈(200)로 전달되는데, 이때 허브모듈(200)에서는 각각의 이미징 처리 컴퓨터(100)로 랜더링 정보를 분산하여 전달하는 것을 제어한다. 즉, 허브 모듈(200)은 각각의 이미징 처리 컴퓨터(100)의 그래픽 처리 장치의 사용률 정보를 실시간으로 전달받아, 그래픽 처리장치의 사용률 비율에 따라 랜더링 정보를 분산 및 전달한다. 예를 들어, 3개의 이미징 처리 컴퓨터(100)의 그래픽 처리 장치의 사용률이 각각 30%, 60%, 90%이면, 허브모듈(200)은 3:2:1의 비율로 랜더링 정보를 분할하여 각각의 이미징 처리 컴퓨터(100)로 전달한다. 이에 따라, 이미징 처리 컴퓨터(100)는 그래픽 처리 장치의 사용률에 따라 랜더링 정보를 받은 후 처리하게 되므로, 그래픽 처리장치의 부하를 최소화할 수 있으며, 랜더링 처리 속도를 최적화할 수 있게 된다.Meanwhile, the hub module 200 controls the graphic processing apparatuses of the plurality of imaging processing computers 100. When rendering information is input to the main control computer 300, it is transmitted to the hub module 200. At this time, the hub module 200 controls the distribution and delivery of the rendering information to each of the imaging processing computers 100. That is, the hub module 200 receives usage rate information of the graphics processing device of each imaging computer 100 in real time, and distributes and transmits rendering information according to the usage rate of the graphics processing device. For example, if the utilization rates of the graphic processing units of the three imaging processing computers 100 are 30%, 60%, and 90%, respectively, the hub module 200 divides the rendering information at a ratio of 3:2:1 and Of the imaging processing to be transferred to the computer (100). Accordingly, since the imaging processing computer 100 receives and processes the rendering information according to the usage rate of the graphics processing device, the load on the graphics processing device can be minimized and the rendering processing speed can be optimized.

또한, 허브모듈(200)은 이미징 처리 컴퓨터(100)의 그래픽 처리장치의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 그래픽 저리장치의 랜더링 작업의 시작, 일시정시, 중지, 작업 재개 등을 제어할 수 있으며, 허브모듈(200)은 이미징 처리 컴퓨터(100)의 그래픽 처리장치의 사용률이 80%가 넘으면 랜더링 작업을 중단하도록 그래픽 처리장치를 제어하는 것이 바람직하다. 이때, 남은 랜더링 정보는 다시 다른 이미징 처리 컴퓨터(100)로 전달하여 랜더링 작업이 이루어지도록 한다. 이와 같은 제어는 이미징 처리 컴퓨터(100)의 부화를 최소화하기 위한 것이다. 이미징 처리 컴퓨터(100)는 사업장 또는 네트워크에 속해 있는 컴퓨터로, 다른 작업을 수행하되 사용자의 요청에 따라 랜더링 자원만 공유해주므로 랜더링 작업뿐만 아니라 일반적인 작업도 함께 수행 중인 상태로, 랜더링 작업 시 다른 작업의 속도 저하 및 오류 등을 방지되도록 시스템을 구성할 필요가 있다. In addition, the hub module 200 may control the operation of the graphic processing apparatus of the imaging processing computer 100. That is, it is possible to control the start, pause, stop, and resume of the rendering work of the graphics processing device, and the hub module 200 performs rendering when the utilization rate of the graphics processing device of the imaging processing computer 100 exceeds 80%. It is desirable to control the graphics processing unit to stop the operation. At this time, the remaining rendering information is transferred back to the other imaging processing computer 100 so that the rendering operation is performed. Such control is for minimizing hatching of the imaging processing computer 100. The imaging processing computer 100 is a computer belonging to a business site or network and performs other tasks, but shares only the rendering resources according to the user's request, so that not only the rendering task but also the general task are being performed. It is necessary to configure the system to prevent slowdown and errors.

그리고 저장 서버(400)는 허브모듈(200)과 네트워크를 통해 연결되어 있으며, 허브모듈(200)로 전달되는 랜더링 결과를 실시간으로 저장한다. 즉, 다수개의 이미징 처리 컴퓨터(100)가 작업 중 예기치 못한 상황으로 인해 종료 또는 랜더링 작업 내용이 삭제되어도, 실시간으로 저장 서버(400)에 저장되어 작업내용을 안전하게 저장할 수 있으며 다른 이미징 처리 컴퓨터(100)를 통해 작업을 중단 없이 계속 진행할 수 있어 랜더링 작업 시 발생할 수 있는 오류를 최소화할 수 있게 된다. In addition, the storage server 400 is connected to the hub module 200 through a network, and stores a rendering result transmitted to the hub module 200 in real time. That is, even if the plurality of imaging processing computers 100 are terminated or deleted due to an unexpected situation during the operation, they are stored in the storage server 400 in real time to safely store the work contents, and other imaging processing computers 100 ), it is possible to continue the work without interruption, minimizing the errors that may occur during the rendering work.

이와 같은 3차원 영상 제작을 위한 랜더팜 구성 시스템은 다수대의 이미징 처리 컴퓨터(100)를 활용하여 랜더링을 분산하여 처리함으로써 랜더링에 소요되는 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있으며, 랜더링에 사용되는 컴퓨터의 부하를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 소형 사업장에서도 랜더링작업을 보다 쉽게 수행할 수 있게 된다. The render farm configuration system for 3D image production can significantly reduce the time required for rendering by distributing and processing the rendering using a plurality of imaging processing computers 100, and the load on the computer used for rendering. In addition, it is possible to reduce the amount of data and make it easier to perform rendering work even in small business sites.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and of course, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.

100: 이미징 처리 컴퓨터
200: 허브 모듈
300: 메인 컨트롤 컴퓨터
400: 저장 서버100: imaging processing computer
200: hub module
300: main control computer
400: storage server

Claims (3)

중앙처리 장치(CPU) 및 그래픽 처리장치(GPU)가 설치되어, 사용자에게 랜더링 자원을 제공하는 다수개의 이미징 처리 컴퓨터;
상기 다수개의 이미징 처리 컴퓨터와 네트워크를 통해 연결된 허브 모듈; 및
상기 허브 모듈과 네트워크를 통해 연결되며, 상기 사용자로부터 랜더링 정보를 입력받는 메인 컨트롤 컴퓨터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 제작을 위한 랜더팜 구성 시스템.
A plurality of imaging processing computers having a central processing unit (CPU) and a graphics processing unit (GPU) installed, providing rendering resources to a user;
A hub module connected to the plurality of imaging processing computers through a network; And
And a main control computer connected to the hub module through a network and receiving rendering information from the user.
 제 1항에 있어서,
상기 허브 모듈은 상기 다수개의 이미징 처리 컴퓨터의 상기 그래픽 처리장치를 제어하며, 상기 이미징 처리 컴퓨터에서 랜더링된 랜더링 결과물을 상기 메인 컨트롤 컴퓨터로 제공하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 제작을 위한 랜더팜 구성 시스템.
The method of claim 1,
The hub module controls the graphic processing apparatus of the plurality of imaging processing computers, and provides a rendering result rendered by the imaging processing computer to the main control computer. .
 제 2항에 있어서,
상기 허브 모듈과 네트워크를 통해 연결되며, 상기 허브 모듈로 전달되는 랜더링 결과를 실시간으로 저장하는 저장서버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 제작을 위한 랜더팜 구성 시스템.The method of claim 2,
And a storage server that is connected to the hub module through a network and stores the rendering result transmitted to the hub module in real time.
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