产品设计渲染篇1
abstract：ClusterrenderingsystemisasupercomputerconstructedofcomputerCpU，ethernetandoperatingsystem.itcanreachorapproachcoomputingpowerofasupercomputerwithmainstreamcommercialhardwaredevice.theuseofclusterrenderingcansignificantlyreducetherenderingtimeandtherenderingoflaborintensity，andatthesametimelayasolidfoundationforthefollow-upgeneratedworkefficiently，whichperfomsobviouslyinthefieldofcomplexindustrialproductdesign，largescalearchitecturalmodeldesignandfilmandtelevisionanimationandothermultimediaproduction.atpresent，withtheincreasingdemandingofindustrialproductdesignandtelevisionanimationprogramproduction，muchmoretimeisneededintheprocessofrendering.whilerenderingwithpCworkstationsfailstomeetsuchalargeamountofcalculation，thebestsolutionistheuseofclusterrenderingtechnology.Renderingdistributionmanagerinclusterrenderingsystemrenderingformsapowerfulrenderingabilitytohelpdesignerscomplete3Dworksefficientlythroughaseriesofdistributedworkorders，withthehelpoflarge-scalenetworkCpUrenderingnodes.Basedonthedistributednetworkrenderer，designerscanimportrenderingtaskstocloudclusterrenderingsystemremotelyafterdesigningthe3Dmodels，renderingtasksremoteintocloudclusterrenderingsystem，thusrenderanimationsorstillframesrapidlyandcompleteproductiontasksefficiently.
Keywords：industrialproductdesign；clusterrendering；3Dsimulation；distributedrendering
目前，大型工?i设计项目中的模型生成和影视动画节目制作过程中，“渲染”是最后的图像生成工序，工业产品的真实质感光影体现、影视动画中酷炫特效都要用最终的渲染来实现，这往往需要很长的计算生成时间，而利用个人pC工作站来进行渲染的方式必定无法满足如此庞大的计算量。目前最好的解决方案就是使用“集群渲染技术”。“集群计算系统”，是一种利用电脑CpU、以太网和操作系统构建的超级计算机，它使用主流的商业计算机硬件设备达到或接近超级计算机的计算能力。集群渲染系统中的渲染分发管理器通过特定的分布式工作命令借助大规模的网络CpU渲染节点，形成强大的渲染能力来帮助设计师高效率地完成三维作品的最后生成。
随着网络技术的不断发展，网速不断提高，借助于网分布式渲染服务器，设计者可以在设计完成三维模型场景以后，远程的将渲染任务到云端的集群渲染系统中，通过强大网络集群渲染处理能力，迅速地按需求对动画或静止帧进行渲染或预览，高效地完成复杂制作任务。
使用集群渲染能够大大缩短渲染时间、减轻渲染劳动强度，同时为高效完成后续合成工作打下坚实基础。这一点在中、大型工业设计、建筑模型应用和影视动画等多媒体制作领域中的作用尤为明显[1]。
国内各高校、大中专院校在工业设计群中的各专业（如工业设计，产品造型设计，广告设计与制作，动漫设计与制作）开办多年，虽然积累了大量的教学经验和项目实战经验，但在高端项目制作方面还存在硬件不足和技术不足等缺点，集群渲染可以很大程度提高我们的动画制作能力，解决教育水平提高和项目开发的瓶颈。
1集群渲染技术
1.1集群渲染系统的组成
根据集群渲染的基本架构以及渲染计算的特点和需求，搭建一套教学级的渲染集群大致包含下列部分：
分发管理/文件服务器：部署渲染分发管理软件，用于渲染节点和渲染任务的分发和管理，外接外置存储，为渲染节点提供高带宽共享存储。常用的管理软件包括：autodeskBackburner，FranticFilmDeadline，Vray-DRSpawner等等。目前Deadline是其中最为广泛应用的一款网络渲染管理软件[2]。
渲染节点：部署渲染器，执行分发管理服务器派发渲染任务的服务器，一般为体积非常小的刀片式服务器，通常每个刀片服务器可以安装两个至强CpU，如果每个CpU是4核8线线程，那么在一个具有40个刀片的集群渲染系统中，可以同时使用640线程进行渲染。服务器的CpU线程数与计算速度对渲染的速度有很大的影响。
外置存储：用于存储渲染任务所需的材质文件和渲染完成的各种图片。一般是具有磁盘阵列的电脑，或是专业的网络存储服务器，如群晖（Synology）naS网络存储服务器。
42U工业标准机柜：用于安装刀片式服务器，外置存储器，管理监视等。
1.2集群渲染系统的搭建
首先是环境的搭建。集群渲染系统最好放置在专业的恒温空调机房中，并要做隔音处理，因为刀片式服务器的电源风扇都在万转以上，工作起来噪音相当大。
硬件的安装。将刀片式服务器和电源安装到工业机柜中，并通过路由器将多组刀片式服务器、网络存储设备连接好。
软件的安装。首先要将每一个刀片式服务器安装调试成功，包括三维软件（3dsmax，maya等），插件（Vray渲染器，建筑插件，动画插件等），渲染管理软件（如Deadline），远程控制软件等。
网络调试。设置每台刀片式服务器的ip地址，保证不能互相冲突；设置网络存储设备的访问权限，使其共享的素材、文件夹能够被其他刀片式服务器完全控制。安装渲染管理软件（如Deadline）的数据库，同样设置其能被其他刀片式服务器完全控制访问。
制作安装管理服务器（可以是一台独立的计算机，也可以由其中一台刀片式服务器来充当，这由具体的网络环境来已决定），软件安装要与刀片式服务器相同，用来管理、分发渲染任务；并在这台服务器上安装渲染管理软件（如Deadline）的数据库，同样设置其能被其他刀片式服务器完全控制访问。
1.3集群渲染管理软件介绍
autodeskBackburner：是autodesk产品（max，Flame，Flint，inforno等）的网络渲染工具，优点是安装autodesk产品时它会以组件的形式安装，每台机器都可以作为主机，也可以成为其他机器的服务器，对于autodesk的产品来说使用非常方便；缺点是对网络环境要求比较高，在一般网络环境下调试时会比较困难，不支持其他软件[3]。
FranticFilmDeadline：是目前国内最为常有的集群渲染管理软件，要比autodeskBackburner使用更加方便，网络调试容易，网络适应能力也比较强。
Deadline是著名的FranticFilms电影特效制作公司开发的基于windows的网络渲染管理系统，允许用户在windows上排列和分配，管理电影序列的渲染工作，提供强大高效的3D和2D网络渲染解决方案。Deadline是一些中小型工业设计公司和CG制作团队的最佳的渲染方案，特别3dsmax用户来说，是不错的选择。当然其用户除此以外，还有著名的暴雪游戏公司等知名企业。Deadline其优势：
（1）支持几乎所有的渲染引擎，Deadline包括已经定制了maya、3dsmax、SoftimageXSi、aftereffects、Shake、mentalray、Vray等应用提交脚本。
（2）支持RealFlow流?w计算软件。
（3）Deadline整合了Renderpassmanger管理软件，使它能够为3dsmax提供最优秀的支持。比如在同一台机器上调用多个3dsmax版本进行渲染，进行良好的用户体验。
（4）工作优先权、机器pools、限制组、特别工作黑名单、等功能允许明确控制分配了的渲染任务，管理不同部门的资源。Deadline提供了非常详细和精确的任务日志，不仅可以很方便地找到问题的原因，以最快的速度解决问题。而且可以为项目管理人员提供详细的工作数据。
（5）Deadline支持远程控制软件，如Realvnc等，通过远程计算机操作维护系统。
（6）Deadline新版本支持半帧分割渲染[4]。
Vray-DRSpawner：是Vray渲染器的网络分布渲染软件。在工业产品设计、建筑装饰与建筑漫游项目制作中，非常多的使用3dsmax安装Vray渲染器进行渲染，Vray-DRSpawner可以帮助用户利用机房或闲置电脑一起进行网络渲染，提高工作效率，优点是使用简单方便，不需要很复杂的网络设置，对网络要求不高；缺点是不支持其它软件。
1.4网络机房集群渲染
在具有高性能的机房条件下的场合，可以架构教学级的集群渲染系统，如高校的机房、实训室里，配置高效网络环境的每台工作机，都可以作为集群渲染的服务器节点。利用渲染管理软件可以将这些节点集合为一套集群渲染系统。可能在性能上、效率上相对于刀片式服务器要低一些，但可以充分课余时间进行任务分配。由于集群渲染对于网络环境、服务器的一致性要求比较高，所以对于机房软硬件环境的要求也比较高，调试维护都相对要麻烦。
2集群渲染技术在工业产品设计教学中的应用
2.1集群渲染技术在复杂产品设计中的应用
目前，国内工业设计面对的产品种类很多，有非常多的产品结构复杂、零件繁多，在对成品图的渲染表现中，一般的计算机难以完成这样的复杂的渲染计算，而集群渲染可以很大程度提高产品的渲染、甚至动画制作能力，解决发展的瓶颈。在各高校的工业设计专业学生往往在学习过程中由于学校硬件的限制，不能进行复杂产品设计的训练，而使得他们在企业岗位中不能适应复杂产品设计的任务[5]。
现在由于计算硬件技术发展迅速，教学级的集群渲染系统价格不再昂贵，已经开始普及。学校可以结合本校的机房实训的情况搭建自己的集群渲染系统。集群渲染可运用在复杂工业产品表现设计中大幅面单帧渲染中。如果在集群渲染中以Deadine为管理软件，可以非常方便地将渲染方式设置为单帧分割渲染，把一个画面不同区块分配给各个服务器进行渲染，可以轻松地完成上万像素幅面的设计图，特别适合建筑产品效果图的设计表现，而且支持目前最为流行的Vray渲染器。
2.2集群渲染技术在工业产品虚拟展示中的应用
集群渲染还可运用在复杂工业产品以交互或动画的方式进行虚拟表示表现的渲染中。制作动画首先要把大量的序列帧画面渲染出来，这个工作量是非常大的，在校学生是无法在课堂上使用单机完成一个成品动画制作的，如果使用集群渲染，可以非常方便地将渲染任务完成。
2.3在工业设计软件中设置集群渲染的流程
工业设计软件在使用集群渲染时需要进行相应的场景设置，才能正确地提交渲染任务。
（1）首先要正确的设置网络存储共享，如果使用单机保存，要建立完全共享文件夹，贴图确保每台渲染节点都能流畅访问贴图路径、光域网文件、模型等文件，同时可以保存渲染文件。这里的文件夹和贴图等文件尽量使用字母命名，避免渲染器不支持中文字符而造成的访问错误问题。
（2）贴图路径、光域网文件、模型的访问路径都要采用网路径的方式，如“＼＼net-host＼share＼map”。在3dsmax中可以通过“贴图/光度学路径”工具批量的来设置更改路径；也可以用“文件/资源追踪”命令来管理和设置路径。如果使用Vray渲染器进行渲染时，要注意光子图的路径问题，计算完光子图以后，同样要以网络路径的方式进行加载访问。
（3）提交渲染任务。不同的渲染管理软件提交的方式有所不同。
产品设计渲染篇2
突破设备瓶颈
国内的特效制作团队主要还是由中小企业与个人工作室组成的,由于设备与人才的限制,很难参与到高端的动漫与影视特效制作中来。制片商投资的大制作、高清晰的动画及影视作品很难在国内找到合适的特效团队。
北京作为文化创意产业的先锋重镇,近年来已聚集了不少相关行业企业,其主要组成部分是中小企业与个人工作室。它们虽然具备了一定的制作能力,也有做大做强的强烈意愿,但面临价格昂贵的渲染集群软硬件设备和匮乏的渲染技术积累的瓶颈,难以进一步成长。
为此,2007年6月,北京渲染平台开始建设。2008年3月28日,平台揭牌运营,面向创意产业中小企业提供专业渲染服务,帮助企业突破初创期设备和技术积累的瓶颈,服务领域涉及电影、电视剧、动画、游戏和广告。目前,北京渲染平台已成为国内规模最大、运营最规范的文化创意渲染公共服务平台之一。
北京渲染平台已经为首部国产8K穹幕天文科普电影《宇宙少年侦探团》、首部国产三维立体动画电影《猴王出世》、首部电影级别特效电视剧《三国》、首部反映地理人文的壁画风格动画片《桑耶寺》和大型舞蹈史诗《复兴之路》提供后期渲染服务。
五措施保证服务质量
北京渲染平台自揭牌运营后,不断采取不同的措施来提高其服务质量。这些措施主要包括以下五个方面:
第一,专业化的技术团队与技术服务水平保障。截至2009年4月,北京渲染平台已拥有超过1000平方米的服务器机房和用户服务区,拥有300台高性能渲染服务器,存储能力达到200tB,可同时面向5家企业级用户提供渲染服务,日渲染三维动画成片约6分钟。北京渲染平台培养并形成了一支12人的专业团队,包括运营管理人员、技术支持人员和应用推广人员。
第二,运营规范保障。通过两年来的运营,北京渲染平台已积累了大量的文化创意公共服务经验,并持续提升其公共技术支持水平,形成了一整套运营管理规范。同时,根据中小文化创意制作机构的生产特点,以及产品品质与技术升级要求,北京渲染平台设计了专业技术服务流程。
第三,优质的公共技术服务资源保障。北京渲染平台配备了电信级别空调6组、高端的渲染服务器300台、存储空间超过200tB、高端交换设备2台、中端和光纤交换设备8台、备份磁带库1组、各类型图形工作站近100台,并配备操作系统、数据库、各类型三维制作工具、各类型三维渲染器等正版软件。同时,北京渲染平台为用户提供近500平方米的机房区和500平方米创意区。渲染平台提供78坐席的培训教室,可为创意制作中小企业和工作室提供免费培训。
第四,先进的技术服务手段。北京渲染平台正在开发国内第一个真正意义上的渲染远程作业管理软件系统。据了解,渲染远程作业管理软件系统将于2011年运行,使得北京渲染平台的渲染专业技术服务跨越数据中心所在地理位置的限制,将公共技术资源共享到全国的文化创意制作企业。
第五,整合公共服务资源。北京渲染平台针对北京市文化创意产业基地布局分散的特点,采取了核心平台与节点平台协同共建的建设路线,把核心平台建设在中关村软件园内,主要提供公共的超级渲染计算能力,并在大兴区魏善庄的国家新媒体基地、石景山区阜石路的国家数字媒体产业基地、海淀区知春路的紫金数码园、海淀区北三环中路的北京DRC工业设计中心建立4个节点。这样,既可把渲染平台的服务能力通过节点平台辐射出去,又可以使核心平台的强大计算能力得到更好的共享。
推动产业升级
到目前为止,北京渲染平台已经取得了相当不错的成绩。这主要表现在以下四个方面:
首先,帮助企业解决技术瓶颈,提高企业的项目承接能力。随着动漫与影视制作对清晰度的要求变得越来越高,普通个人计算机和工作站的运算能力在渲染环节已远远不能满足需求,而集群解决方案在提供高性能处理能力的同时却给中小企业带来了难以承受的高额成本。此外,对于项目投资方而言,项目一旦超期,除了会导致资金投入超额外,还将面临高额的索赔。北京渲染平台充分了解到用户所面临的技术瓶颈,通过为他们提供一流的设施和高质量的服务,极大地帮助他们压缩渲染与后期所用周期,为制作公司赢得了宝贵时间。
其次,推动北京市数字制作项目整体技术水准的提高。北京渲染平台不但提供国际一流水平的渲染能力,而且只收取扶价格的渲染服务费用,为制作企业构筑了坚实的技术后盾。从北京渲染平台运营开始,不少尝到甜头的企业已经开始了从标清到高清的产业升级,更有一些企业已能够开始制作2K以上级别的院线级影片。北京渲染平台利用平台的技术优势提高了北京地区数字制作项目的整体技术水准,起到了促进文化创意制作产业升级的作用。
产品设计渲染篇3
[关键词]渲染三维技术传统
引言
《秦时明月》、《侠岚》是国产动画成功转型的典型代表作，无论是在故事编制还是电影画面的制作，我们都能够体味到该部作品的特殊之处。除此之外，还有《不良人》等网络动画作品在市场上去的很大的成功，这些作品的共同点在于能够将传统文化和现代气息完美的融合在一起，从而获得观众的欣赏，从而取得市场份额。这些作品的成功离不开其先进的视觉技术的采用，在角色的绘制，背景的营造，以及动画镜头的选取方面，我们都能体会到作者用心之处，而且作品将传统艺术视觉效果融入其中，成功地实现了传统文化的市场化应用，这值得其他动漫厂商的去学习。
相关概述和三维动画创作通用流程简述
1.渲染的概念
以上所指作品都采用了npR技术，该技术中文学名为非真实渲染，在市面上的很多电影中我们都能够看到该技术的影子。该技术试图通过离散化的眩光效果来构筑图样结构，从而将二维图画转化为立体动画，使其在内容充实度和逼真效果上都得到极大地提升。
2.三维动画
三维动画注重画面的立体性，该类型动画的产生和发展是伴随着计算机数据处理技术的应用。三维动画能够给观众带来画面的立体感，避免二维动画的“失真”效果。
3.三维动画创作通用流程
前期设计工作质量的好坏决定着中、后期设计工作的进行效果。前期设计的内容主要是基础工作的准备，这包括整体设计规划的制定、剧本的制作，各种基础模型的搭建、背景元素的设计以及单独人物角色的绘制工作。。
制作中期的主要内容包括动画模型搭建、材质设计以及动画动态效果添加等内容。
模型搭建是3D动画制作的最基础工作，包括人物模型的制作、场景模型的制作以及其他动画道具模型的制作等。3D图形设计能够提供更多的设计选择，突破了真实表演所遇到的一些瓶颈，在图形设计之时，设计者可以肆意的进行角色设计和背景设计，在虚拟的动画世界中不受限制。
材质的作用主要为头图模添加色彩和文理等细节。这些材质能够增强画面的真实性，比如道具的颜色、人物装束的颜色和文理以及其他能够增强画面真实性的效果。
动画之精髓在于生动活泼，只有运动风格丰富的动画才能够称得上是合格的动画。利用计算机技术，可以将动画的运动效果付诸于运动控制系统。
计算机三维特效所能够带来的效果并非仅指现实模拟，其还能够突破现实环境的限制，模拟各种极端场景，比如爆炸效果、燃烧效果以及科幻效果等，都可以在三维设计中体现。
渲染是本设计阶段的最后一环。通过计算机技术进行模型的搭建、材质的运用、灯光效果的添加，最后赋予整个画面以最真实的内容，形成活灵活现的动态画面，此为渲染内容之所在。
在动画制作的最后一个阶段，需要注重灯光工作、配音工作以及镜头剪切工作，致力于形成一部完整的作品。
灯光的添加需要结合本剧的主旨内涵，根据对作品的定位来确定灯光效果。灯光对于整部作品而言具有画龙点睛的作用，合理的运用灯光能够赋予动画生命和灵魂，使得整个画面更加活灵活现。
音效的添加包括人物对话音效、背景音效以及其他音效，合理的使用音效能够增强动画的节奏感和艺术性。
后期剪辑是将个动画片段制作成为一个连贯完整的动画作品的过程，剪辑需要根据特定的用户需求而定，可以分为不同种类型。
渲染在三维动画中的作用
1.使三维动画呈现二维动画的视觉效果
长久以来，动画的呈现形式都是二维模型，二维动画占据了我们的记忆深处，给我们带来了众多美好的回忆。日本动漫、漫威动画等一系列经典之作成为我们挥之不去的情愫。二维动画具有其存在价值，我们需要继续开发二维动画市场，创新二维动画模式，保持其生命力。在动画软件设计之初，设计者即希望能够通过三维技术的应用，增强二维动画的效果，这样更符合观众的视觉要求。《秦时明月》、《侠岚》等品质优良的作品既是采用了这种绘制手法，通过利用三维构图手法，凸显画面的二维效果，从总体上提升平面动画效果。这些创作实践为后来的动画设计积累了大量的经验，虽然有不足之处，但仍值得我们喝彩。这些创作很好的运用了三维手法，减少了两类不同风格的动画种类之间的差异。
2.比二维动画更具镜头表现力
传统二维动画的制作需要消耗大量的资本，为了提升动画出产效率，必须严格按照预定的镜头拍摄计划来选择视角和拍摄方位。人工绘制效率较低，需要消耗大量的绘画作品才能够将透视变化体现出来，许多厂商难以承担此项消耗，所以往往取消透视变化镜头。因此，二维动画的画面呈现效果并无法达到观众的预期。三维动画软件采用了计算机数据处理技术，可以通过数据模型的搭建来模拟相机走位，连贯的展现出动作全程。通过借助三维技术，传统绘画中的透视变化也可以得到很好地体现，这不需要消耗大量的底稿，效率非常高。
卡通渲染能够给很好地发挥三维技术的优势，通过计算机数据模型，能够模拟各种拍摄视角，从而更好地把握动画的连贯性，从而使得拍摄出的镜头更加具有表现力。在《秦时明月》中，我们可以发现大量的渲染手法，在镜头视角选择上非常灵活，时而鸟瞰，时而进观，营造了各种不同的氛围。渲染技术的采用，为动漫设计者提供了非常多的镜头拍摄自由，从而使得动漫的视觉效果更为丰富，而且节省了大量的人力、财力。
3.达到丰富华丽的视觉效果
传统的手绘二维动画需要消耗大量的底稿材料，其人力成本、时间成本都非常高昂，因此许多动画厂商都试图通过削减动画帧数来节省成本，这导致画面的质感严重不足，许多视觉效果难以体现。卡通渲染技术能够在最大程度上减少成本，提升制作效率。渲染技术建立在计算机数据模型基础之上，许多画面的变化只需数据的设定便可以实现，而且画面的丰富程度和细节刻画为富足。在动画设计的最初环节，可以设立大量的动画模型，在后来的图画设计工作中可以重复使用这些模型样本，而且在此基础上添加色彩文理，能够保障画面效果，工作量也大大降低。
以《秦时明月》和《狮子王》作为对比，在传统的绘画工艺下，后者将动画设计的每一个流程都发挥到极致，虽然如此，其画面丰富性和视觉效果人不如前者。“采用传统手法来制作动画，需要消耗大量的人力资本和时间资本，为了压缩成本消耗，许多设计者尽量寻求更为简洁的画面，太过注重细节的画面很少存在。《秦时明月》这种画面丰富的动画在传统手法之下很难实现。但是在渲染技术的支持下，画面的细节程度和复杂性都不在是问题。”渲染技术的应用，能够帮助动画设计者快速的完成细节丰富的人物设计工作和场景设计工作，所产生的作品的视觉效果亦是非常丰富，弥补了创作者成本压缩所带来的遗憾。
4.更加具有艺术性
渲染技术在三维动画中的地位是举足轻重的，假如站在艺术的视角上去看不难发现，其在整个流程中肩负着承前启后的责任。充分应用计算机的计算功能，将三维场景转变成图像，从而满足影片画面风格的画面质量的标准要求，这一过程离不开静心的设计和谋划。所以，动画制作的中期工作大多是为了保证最终的渲染结果能够和前期的预定要求相契合。需要注意的是，后期制作也是非常重要的一部分，可以理解成是对渲染结果的再次完善，后期制作能够起到修饰画面效果的作用，所以，不管是动画的中期工作，还是后期制作工作都需要意识到渲染在这一过程中的作用。？
5.商业价值的提升
三维动画片的制作时间不可过长也不可过短，太长会增加投资成本，同时也会延长回笼资金的时间，更会直接性的影响到影片的播放，时间过短的情况下影片的情节部分必定是浓缩型的，而这种现象会直接影响到观众的热情，从而降低收益率。在动画制作的整个过程中，渲染在其中有着举足轻重的作用，它的效与影片的制作周期密切相关，一部备受观众喜爱的动画片的制作离不开技术过硬的渲染团队和规范的管理。假如在渲染的阶段里，渲染技术员和各部分工作人员的工作程序是严格遵循流程完成的，那么这部动画片的制作时间定会在预期的时间里顺利完工，而画面的质量也会在各部门的严格把控下达标。所以，一部备受观众喜爱的动画片的制作离不开技术过硬的渲染团队和规范的管理。
6.提高了三维动画产业在市场的地位。？
动画产业的生产过程是一个复杂的过程。从制作的时间上来讲，渲染是耗费时间最长的一个部分。近年来，随着信息技术的发展及新兴媒体的崛起，动画产业迅速发展，人们有了更多的选择权，所以对于三维动画的表现力有了更高的要求。他们在视觉效果上要具有一定的冲击力，这样才能刺激他们观看的欲望。所以，三维动画的渲染起着至关重要的作用。在这个部分上，动画制作人员要考虑渲染的创新性和优质性，这样才能呈现良好的视觉效果，满足了观众对高质量的要求。？
结语
采用计算机模拟技术能够提升二维动画的设计水准，这也是当下数码艺术研究的应有之意。尽管卡通渲染技术仍然存在不足，但较之以往确有质的飞跃。国内优秀动画作品也是借助这项技术来打造优异的视觉特效，捕获市场需求。《秦时明月》等作品尝试采用新技术对国内动画产业具有极为重要的意义。努力落实和完善该技术的应用对于我国动画界来说是最为紧迫的任务。
参考文献：
[1]刘俐利、凌毓涛、王艳凤：《虚拟学习环境中构建三维动画资源与交互设计研究》，《中国电化教育》2014年第2期，第123-128页。
[2]郭伟、兰景婷：《三维动画及其运动捕捉技术》，《四川文理学院学报》2013年第5期，第97-99页。
[3]吴健：《二维动画与三维动画谁主沉浮――二维动画、三维动画比较研究》，《艺术教育》2012年第2期，第84-86页。
[4]魏三强、张超、马璐、侯舞阳：《二维动画与三维动画的融合技艺》，《西安工程大学学报》2013年第2期，第181-184页。
[5]康凯：《三维动画在中国的发展及现状分析》，《电影文学》2015年第17期，第27-28页。
[6]吴方丹：《三维动画艺术的审美分析》，《现代商贸工业》2013年第1期，第277-278页。
[7]徐振东：《卡通化“偏执狂”――浅析皮克斯三维动画电影风格》，《电影文学》2014年第11期，第44-46页。
产品设计渲染篇4
关键词：二维矢量图形；openVG；渲染
中图分类号：tp309.7文献标识码：a文章编号：1674-7712（2014）02-0000-01
随着近年来便携式消费类电子设备的普及，高图像质量的人机交互界面越来越受到消费者的喜爱。然而，传统的位图格式图像难以满足动态的图形操作，尤其当用户对图像进行缩放时，低分辨率的位图在图像质量退化方面显得尤为明显。而二维矢量图形由于其具有无限缩放，但图像不失真的优点，逐渐在便携式消费类电子产品中得到了广泛应用，并取代传统的位图格式图像来实现各种绚丽的动态图形效果。
一、二维矢量图形概述
二维矢量图形和传统位图图像的组成区别在于：位图图像由大量像素点组成，直接读取各像素信息即能显示位图图像的内容；而二维矢量图形则由大量的顶点信息组成，其图形显示过程需要进行渲染处理，即对所有的顶点进行较为复杂的运算处理，然后决定需着色的各像素点位置，最终显示图形内容。比如对二维矢量图形进行位移、旋转、缩放等操作，实际上就是对图形中的所有顶点进行仿射变换，在获得各顶点的新位置后，再决定图形内部需着色的像素。
二、二维矢量图形标准
虽然国际上多个组织对矢量图形的提出了不同的标准，比如micromedia公司的SwF（ShockwaveFlash），w3C组织的SVG（ScaleVectorGraphics）等，但是Khronos组织于2004年首先适合于硬体加速（hardware-accelerated）的二维矢量图形处理标准openVG[1]后，该标准迅速得到了工业界的广泛支持，比如intel、amD、nViDia、aRm、texasinstruments等知名公司。目前尽管openVG标准仍在制定发展过程中，但是预计在不远的将来，该标准将成为工业界对二维矢量图形的统一标准。由于国内对基于openVG标准的图形硬件渲染研究起步较晚，鲜有针对该标准的硬件设计研究；相比之下，基于该标准的二维矢量图形硬件加速渲染研究主要来源于日韩欧美等电子设计制造传统强国。
三、二维矢量图形的市场应用前景
二维矢量图形的应用定位于个人消费类电子产品，用于解决该类产品对高质量的图像质量要求。个人消费类电子产品市场巨大，而且高图像质量的应用程序受到消费者的广泛喜爱并已经成为发展的趋势。目前由于已有的硬件加速解决方案难以满足市场的性能要求，矢量图形的应用程序还不是很多。但随着硬件加速解决方案的成熟，矢量图形的应用将会在未来数年内急剧增加。因此，矢量图形的应用前景将非常广泛，普及个人消费类电子产品，比如于智能手机，数字地图导航等设备。
根据艾媒市场咨询集团“2010-2011中国手机市场发展状况研究报告”中提供的数据表示，近年来中国智能手机销量每年以千万台级别的数量增长。据赛迪顾问的研究报告显示，2011年中国智能手机销量已达7344万台。
研究机构DigitimesResearch于2012年年底声称，由于主要受到市场对eDGe和tD-SCDma产品的需求支撑，中国大陆2012年智能手机销量将达到1.89亿部。
根据水清木华研究中心提供的“2010年汽车导航终端及导航电子地图市场分析报告”数据和研究咨询机构3S智库的“2011中国汽车导航与互联网地图市场研究报告”显示，预计到2013年，车载类和手持类电子地图设备的中国产量将能预计分别达到780万台和570万台。
四、矢量图形渲染技术国内外发展概况
由于矢量图形的渲染方式上和传统位图有本质上的不同，因此，高效的渲染策略对于硬件资源有限的嵌入式设备而言显得尤为重要。虽然目前国内有部分企业和学者研究针对openVG标准的渲染技术，但是主要停留在一些基础渲染算法研究[2]。
根据目前已公开的资料，矢量图形的渲染可总结为以下三种方式：
（一）软件处理方式。该方式通过CpU来处理矢量图形信息，比如韩国HUone公司的alexVG[3]。该方式的缺点是在嵌入式平台上不可能满足实时性的渲染性能要求。
（二）利用三维图形处理模块渲染二维矢量图形。由于三维图形渲染技术已经比较成熟，可以通过三维渲染模块来渲染二维矢量图形，比如工作于文献[4]中所介绍的成果。该方法无需开发新的硬件，但是在渲染过程中不仅需要完成普通二维矢量图形的处理，而且还需要将图形重新分解成三角形。这无疑增加了渲染的处理复杂度，而且在嵌入式设备中也难以满足三维引擎的大功率能量消耗要求。
（三）二维矢量图形硬件渲染引擎。通过专用的硬件加速器来渲染二维矢量图形，从而满足实时、低功耗、高质量的渲染要求。目前，国际上只有少数公司能够独立开发支持openVG标准的片上系统，比如aRm公司的mali系列，Broadcom的BCm4760，imaginationtech公司的VGX150。但是由于二维矢量图形渲染过程复杂，渲染速度图形质量有待市场验证。而且并没有资料表示上述设计中考虑到矢量图形的质量对渲染速度的影响。
五、结束语
本文首先介绍二维矢量图形的基本概念，分析了二维矢量图形的巨大市场发展前景，通过对国内外该领域渲染技术研究成果的阐述，指出了现有技术中存在的问题，为二维矢量图形的渲染技术的进一步研究指明了方向。
参考文献：
[1]http：///openvg/.
[2]B.He，X.Xu，andt.Zhang.VectorGraphicsRenderingonmobileDevice.2009internationalConferenceonCommunicationsandmobileComputing，2009.
产品设计渲染篇5
1摄影棚模式的产品渲染
以图1所示的计算机辅助三维产品设计流程为依据，重点分析渲染过程中的摄影棚搭建和灯光的布置。
1．1模型制作以图4所示的玩具车为例进行产品渲染的研究。用三维软件进行建模时，先拍摄该玩具车的正面、左右侧面、背面、顶面和底面的照片，并经过图片整理后作为正交视图的参照，将极大的提高建模的效率和准确度。
1．2虚拟摄影棚的搭建和摄影机设置以多少长宽比的画面来展示玩具车模型，模型的位置和方向如何摆放?这个就属于构图的问题。将被摄体视为长方体进行摆放，必须表现出三个面的明暗反差，才能体现出被摄体自然的立体感，如图5a。有两种方法进行摄影棚和摄影机的设置:方法一，先建立一个半封闭的C型空间作为玩具车拍摄的摄影棚，并将摄影机正对于背景墙，在垂直方向上移动摄影机，最后旋转玩具车模型，如图5b所示;方法二，先按照构图需要调整好摄影机与玩具车模型，再建立C型摄影棚，并将摄影棚的背景墙正对于摄影机。其中，方法一调整摄影机比较费事，但很容易建立摄影棚;方法二容易调节摄影机，但摄影棚不易摆正。还要注意的是，摄影棚平面的转折处必须光滑过渡，这样渲染得到背景效果才好。调整好“模型－摄影机－摄影棚”三者的关系后，再进行画面的缩放与平移，得到如图5c所示的构图，左侧留白多些，表达出车头继续向前的动态趋势。
1．3灯光设置和测试渲染确定好了构图以及摄影棚后，就开始进行灯光的布置。在此，先讨论在白色(或者浅色)背景下渲染玩具车的布光方式，借鉴于eberhard［5］中灯光的布置方式为图3所示的两侧布光。利用渲染器软件Vray的矩形光，模拟柔光箱的均匀柔和照明，并能得到软阴影效果。对于其他渲染器，如果不提供矩形光源，也可以利用泛光灯进行灯光阵列进行模拟，阵列中的每个泛光灯取消“不衰减”选项，并设置其灯光的照射范围。Vray中矩形灯光需要设置的选项是:位置(与玩具车模型的距离)、方位(与摄影机的夹角)、大小尺寸(长与宽)、灯光颜色、灯光强度，并取消“不衰减”选项。所设置的灯光的效果，必须经过多次的调节才可能满足设计者的要求，所以要进行相应的测试渲染。测试渲染以渲染速度为主，主要分析光影的效果，以小尺寸分辨率输出(本文采用300*200的像素)，降低渲染参数，并赋予整个场景一个灰色材质(俗称素模)。从测试渲染的结果反馈，再修正灯光的参数，特别是灯光的强度、灯光的照明亮度和灯光的尺寸及位置。在正交视图中创建矩形灯光，光照方向垂直于摄影机方向，能保证此矩形灯光从摄影棚的正左侧照射，操作简单可行，如图6左所示。图6中部为左侧灯直接照射的测试渲染结果，背光面漆黑一片;图6右部为开启了全局照明的结果，光线在物体之间反弹而照亮了背光面。只在左侧布置一个矩形光，是难以照亮玩具车整体的，所以在右侧也设置一个矩形光，如图7左所示。注意此右侧光源的方向也要正对于玩具车，并将其灯光强度设置为左侧光源的三分之一，这样能够产生主次分明的照射效果。图7中部为左右两侧灯光直接照射的渲染测试结果;图7右部为开启了全局照明的结果。除了利用改变左右两侧光源的强度大小来产生主次分明的照射效果外，还可以通过设置两侧灯光不同的光照颜色来产生冷暖渐变的色彩效果。
1．4材质设置灯光设置完毕，就可以进行材质的设置。玩具车为塑料材质，具有反射效果，并具有较弱的反射模糊。黄色、橙色和蓝色三种塑料材质，除了颜色之外的其余参数都一样。作为车轮的黑色塑料材质，其反射效果比其他塑料材质弱。摄影棚背景布，赋予纯白色材质，且没有反射效果。图8所示为设置好材质后的渲染效果，左图中两个灯都是白色，右图中右侧光源为暖橙色。
1．5最终渲染经过灯光和材质的多次调节，测试结果达到预想的效果，就可以进行最终的渲染。首先，根据实际打印要求将渲染设置中的输出尺寸调大(在此为2400*1600像素);将图像采样器中的最小、最大范围值提高到1和4，这样能够获得细腻的画面，阴影过渡也很真实;再将全局照明发光贴图中的最小、最大比率设置为－1和1，模型细分提高到100，灯光缓存中的细分值提高到1500，采样大小设置为0．005;最后，将每盏灯光的细分值提高到20，将材质中有反射模糊的细分值也提高到20。
1．6photoshop后期处理一张图没有经过后期工作的话，是不能说完成任务的。利用万能的photoshop，可以对渲染完的图片进行亮度/对比度、色彩平衡、色阶等等诸多方面的调整，还可以进行添加文字等操作。再按照不同材质渲染出相应的色彩通道图，在photoshop利用这些色彩通道图就可以对玩具车的各个部分进行单独调整。
2黑色背景的灯光设置
以上所讨论的在白色(浅色)背景下进行产品渲染的布灯方式适用于大多数场合，渲染得到的干净清爽画面能很好的表现出产品的造型、材质和细节等。但是，黑色的画面却能产生突出、稳重、高贵的效果。接下来将以叉车为例，讨论在黑色(深色)背景下，如何借鉴玄的理论来运用衬托光。叉车车身和支架以黑色为主，又由于是深色背景，摄影师通常都会希望通过类似于一定的“光环效果”来烘托产品，同时能够将轮廓勾勒出来，这里所需要的就是一盏背景灯将车子的背景墙打亮(注意不是背光灯，背光灯是从背后打到物体上，但所起到的作用有些相似)。在物体的背部放置一盏矩形灯，如图9左图所示，专门照亮叉车后面的背景墙。这盏灯的亮度不能太强，照射的范围也不能太大(与背景墙的距离)，效果如图9中图所示，将叉车的上半部从黑色背景中勾勒出来即可。接下来可以在顶部放置一盏大面积的矩形灯作为顶部照明，渲染效果如图9右图所示。因为背景为全黑色，在地面上的阴影是看不到的，为了表现出立体感，在叉车下放置一个平面，赋予模糊反射材质，就能够产生叉车的倒影，效果很好。除了顶部照明效果之外，在布置了背灯之后，可以通过左右侧放置矩形灯光进行照明。如图10所示，第1幅图是在突出背景之后放置了左侧灯，第2幅图是左右两侧都放置了灯光(右边强度较弱)，第3幅图增加了顶部照明(强度更弱)，第4幅图是为了突出立体感而增加了模糊反射的地板。这三盏灯，都要排除对背景墙和地面的照明，才能保持画面的纯黑色。最后，进行photoshop后期处理，可添加文字说明等。
3实景匹配
除了渲染出画面干净整洁的产品效果图之外，还常常需要将渲染的产品放置在实际照片中去，这就是实景匹配。实景匹配要处理好两个方面，一个是透视匹配，另外一个是光影匹配，这样才能够“以假乱真”。如图11所示，左图为拍摄所得照片，准备将叉车“停放”在地坪上，在3D软件中，将此照片作为背景图，根据照片中的面包车实际尺寸7005*2040*2645mm建立一个辅助长方体，利用软件的透视匹配工具，将此长方体和照片中的面包车进行透视匹配，匹配正确后将自动创建一个摄影机。如图15中图所示，将两量叉车放置在和辅助长方体同一个水平面上，依照面包车位置进行摆放，并利用平行光模拟太阳光进行渲染。如图15右图所示，将此两辆叉车靠近摄影机进行渲染，结构更加清晰。这种方法，用于透视匹配的辅助长方体是关键因素之一;再根据照片中的阴影来判断太阳照射的高度和方位，从而获得真实的阴影，是真实匹配的关键因素之二。同样，以一块“无光/投影”材质的地面来接收叉车的阴影。
4结束语
产品设计渲染篇6
关键词：电脑美术、绘图软件、图形图像
美术有着悠久的历史，绘画的冲动则是我们与生俱来的天性。原始人徒手画画，他们把有颜色的泥土和植物的汁液涂在身上、脸上和岩石上，形成最原始的美术。之后，人们用工具画画，他们把画画在纸上、布上及其它载体上。丰富多彩的颜料，灵活操作的工具，种类繁多的载体加上聪慧的意识，形成了大量的工具美术，这就是今天的国画、油画、版画、雕刻……。进入20世纪末，电脑大量应用开拓了人们的视野，人们开始把画画在电脑上（通过数字处理，显示器显示作者所描绘的视觉形象），并给它起了一个新的名字，称其为电脑美术。由于它的适应性、科学性，以及快速的经济回报，短短几年，电脑美术几乎延伸到每一个绘画领域。
电脑美术目前被广泛地应用于以下领域：（1）使用电脑进行广告设计、书籍插图、建筑装潢、服装设计等；（2）internet国际互联网中的网页设计，插入美术字，图像，动画等；（3）在多媒体演示和教学中，静态和动态图像占有重要的地位，配上声音和文字可以更好地发挥作用；（4）用电脑制作动画片，为电视制作片头，为电影制作三维特技合成镜头，能够提高质量、效率，降低成本，还能够造成奇幻效果；（5）在印刷和版式设计中，运用电脑美术，可以大大提高印刷产品的美感；（6）艺术家用电脑作为绘画工具，辅助绘画创作，或制作独立的电脑美术作品。电脑美术是跨越艺术和科学的一门新兴的边缘学科，是用电脑和输入输出设备进行的美术创作。电脑要进行美术创作必须使用图形图像软件，就创作过程而言，可将电脑美术软件分成四大类：一是建模和绘画软件，二是渲染软件，三是图像处理软件，四是印前组版软件。
1.电脑美术中的建模和绘画软件
建模软件提供一系列构造命令和编辑工具来帮助电脑美术设计者构造模型，相当于传统美术设计方法中的构图，构造艺术作品中景物的轮廓和基本的颜色基调。建模软件中最著名的就是autoCaD，是美国autodesk公司软件，它已作为确定了的工业标准。据有关资料介绍autoCaD在中国建筑CaD市场有70％的占有率。在世界其它地区，autoCaD也是pC平台上应用最普遍的CaD软件，拥有众多的硬件发展支持商。三维CaD系统的核心是产品的三维模型。三维模型是在计算机中将物体的实际形状表示为三维的模型，模型中包括了与物体的几何结构有关的点、线、面、体的各种信息。由于三维CaD系统具有可视化好，形象直观、设计效率高以及能为图形数字化的各类环节提供完整的设计、工艺等优势，其取代传统的纯二维CaD系统已成为历史发展的必然。
绘画软件将屏幕（画面）理解为由像素点（最小显示单元）按水平和垂直方向有序排列而成的区域。在电脑显示屏上，每个像素由RGB（红、绿、蓝）三个分量组成，RGB比例的不同产生不同色彩和灰度的像素点。说到建模和绘画软件，不能不提到winDowS自带的画图程序，画图程序简单，灵巧，保留了winDowS操作系统的许多优点，最容易为初学者所掌握。然而有人认为，画图程序功能太简单，因此用画图程序不可能创作出什么好的作品，其实不然，关键在于如何运用画图的各种工具。良好的创意加工具的灵活应用是创作电脑风景画成功的关键。用画图创作人物画的关键是要先一步一步勾出人物的大体轮廓，刷子、铅笔、画曲线工具以及各种工具要配合使用，橡皮使用和CtRL+Z可使不满意的部分从图中去掉。只要熟练掌握，画图程序在建模时完全可以达到随心所欲的程度，加上它的颜色填充功能，可以创作出视觉效果良好的电脑美术作品。
绘画软件中著名的为CoreiDRaw，CoreiDRaw是一个系列工具软件包。它是由加拿大Corel公司开发的，它拥有多种工具，主要用来绘制二维彩色图形；它还包括一些图库，例如Clipaets以及字库等。CoreiDRaw在制作广告、插图等二维美术创意作品方面应用甚广，是目前有名的电脑美术设计软件。
2．渲染软件
渲染软件是指对建模生成的图形进行细化和美化的过程，包括均匀、光滑及精细。就渲染过程而言，可以包括顶点渲染和像素渲染。顶点渲染可以处理包括个体和环境的所有动态贴图，这将使得细腻的效果不再是图像中主要视体的专利，而是整幅图像都可以更加真实生动。人物表情的变化、关节的运动、弹性物体的形变……，这些视觉效果不仅要求三维物体本身的变化，而且要求表面的贴图也随物体的变化而拉伸或压缩。在以前是通过把三维物体在局部细化来提高显示效果，但是细化带来惊人的工作量和资源占有，所以只能用在比较重要的部分（比如图像的主要视点）。顶点渲染由两个部分组成：渲染过程和预渲染，渲染过程主要确定需要进行渲染的顶点并且决定需要渲染顶点的顺序。
像素渲染同顶点渲染类似，也是可编程的。像素渲染主要用于材料的表面贴图，这可以使得三维物体的表面不再具有令人讨厌的“计算机感”。具体的说，计算机所描绘的物体表面往往带有明显的金属质感——平滑、生硬。这是由贴图方式决定的，由于被贴图的三维物体表面本身是平滑的，所以在传统贴图方式下，为了解决由此带来的视觉效果问题，要使用大量复杂的材质贴图库，不仅占用庞大的显存空间和显存带宽，而且也不令人满意。可编程像素贴图的优点在于不是采用复杂的材质贴图，而是对贴图过程进行编程处理。编程的灵活性很高，所以可以用简单的贴图就能做出复杂的表面效果。这样一方面可以大大减少材质库所占用的存储空间，另一方面贴图的种类也不局限于材质库中才有的贴图，通过编程可以创造出根本不存在的材质表面。
渲染软件常用的有3Dstudio或3Dstudiomax。在pC机平台上，由autodesk公司开发的3Dstudiomax是渲染软件领域目前声势最大的核心软件之一3Dstudiomax是一个博大精深的软件包，除了可作渲染软件以外，还可以用来建模，它还是目前在pC机平台上应用最广的优秀动画制作软件。3Dstudiomax有建模功能，这些功能在某些情况下非常实用方便，例如，一些曲面模型的建模。不过，对于专业性应用而言，一般的做法是先用其它建模软件例如 autoCaD建立模型文件，再将该文件以DXF文件格式输入3Dstudiomax，然后再补充一些曲面模型，并加以修整、渲染成二维影像文件。
3Dstudiomax以其友好方便的界面，简便快捷的操作，细腻的画面，出色的渲染等特色为广大用户提供了一种易学易用，而具有专业水准的三维造型及动画软件。
3．图像处理软件
对电脑美术的设计者来说，图像处理软件是最简单和最直观的软件，现在有许多图像处理软件可供选择。目前photoshop可以说是图像处理软件中的龙头老大，photoshop的每一个版本的面世都有人们所意想不到的新功能，使得前来挑战的诸多图形图像处理软件，败于它的脚下，越来越多的艺术家、广告设计者视它为自己的得力“助手”。它之所以受到许许多多专业以及非专业人士的青睐，依靠的就是强大的滤镜。因为有了滤镜，就可以轻易地创造出“专业”的艺术效果。
photoshop是美国adobe公司开发的真彩色和灰度图像编辑处理软件，它提供了多种图像涂抹、修饰、编辑、创建、合成、分色与打印的方法，并给出了许多增强图像的特殊手段，可广泛地应用于美工设计、广告及桌面印刷、计算机图像处理、旅游风光展示、动画设计、影视特技等领域。
photoshop运行在windows图形操作系统中，可在photoshop和其它标准的windows应用程序及DoS应用程序之间交换图像数据。photoshop支持tiF、tGa、pCX、GiF、epS、Bmp、pSD、JpeG等各种流行的图像文件格式，能方便地与文字处理，图像应用、桌面印刷等软件或程序交换数据。photoshop支持的图像类型除常见的黑白、灰度、索引16色、索引256色和RGB真彩色图像外，还支持CmHK、HSB以及LaB模式的彩色图像。
4．排版软件
从技术的角度来看，排版软件在功能定位上比较困难，从文字和图像处理、排版规则、版面调配到印刷输出都要包含在内，因此在90年代的发展高峰期过后，排版软件已扩展得非常庞大和复杂。无论是本土开发或国外商业软件，由于根基和设计早已在80年代制定，经过多年的更新提升后，软件架构已经难以容纳新功能，每次更新都可能影响其它部分的原有程序运作，或至少令开发周期变得愈来愈长。飞腾和pagemaker都是著名桌面排版（Dtp）软件，前者由国内著名公司方正生产，后者由国际著名公司adobe开发。从Dtp的特点看，其主要是图文处理，包括三个方面的内容：文字排版、图形设计、图像处理，同时需要结合使用。飞腾和pagemaker是以文字处理为主，兼具简单图形图像处理的排版、组版软件。除具有一般排版软件的功能外，飞腾和pagemaker在图像排版方面都是用得比较多的，它们支持的图像格式比较多，常用的图像格式文件几乎都支持。
排版软件未来的发展趋势是：（1）将出现更多针对包装的排版软件，能够实现页面嵌套与混合组版。（2）能够进一步支持pDF。pDF文件可靠、可预测，可以以不同的分辨率输出到不同的设备。更多地使用客户和服务器环境，使很多排版软件开发者都意识到，将排版软件从桌面移走并用于服务器上，能够得到一个效率更高的流程。
5．结束语
现在的图形图像处理软件，都在致力于将建模与绘画、渲染、图像处理功能和排版功能集成于一体，如photoshop、CoreiDRaw等，这样就为电脑美术的设计者提供了更加强大的设计工具，避免了使用不同软件造成的不兼容问题，经过建模、绘画、渲染和图像处理，一幅完美的美术作品就形成了。如果要在除计算机显示器以外的介质上观看所形成的美术作品，则必须给计算机接上相应的输出设备将其输出到其它介质上。随着科学技术的进一步发展和人们审美情趣的进一步提高，必将有更加丰富的图形图像处理软件广泛应用于电脑美术作品创作中，充分发挥高科技给我们带来的方便和实惠。
参考文献
产品设计渲染篇7
1Rhino3D和3dsmax简介
1•1Rhino3DRhino3D简称Rhino,又叫犀牛,是mcneel公司推出的一套运行于windows操作系统平台上的专业nURBS曲面建模软件,是一款超强的三维建模工具,可用于绘制、编辑、分析、转换nURBS的曲线、曲面及实体。它将传统CaD的精确性与以曲线(Spline)为基础的模型建构技术进行了完美的结合,其所构建出的对象是平顺的nURBS曲线及曲面,而非直线的区段或多边形的网格面,能十分方便地做到曲面片间连接。其建模功能强大,包含了所有的nURBS建模功能,操作界面简洁,与autoCaD的界面十分相似,交互性强,易学易用。目前Rhino最新版本为3•0,采用自行开发的全新高速的新内核,与2•0版本相比,界面变化不大,运算速度却有极大提高,其建模效率及模型质量都使其他众多三维软件难以望其项背。Rhino软件不大,安装完毕后仅占用45m左右磁盘空间,对硬件要求也特别低。Rhino有精确的尺寸输入,可像autoCaD一样精确地绘图,并可直接将数据输出成autoCaD、3dsmax等文件格式;另外,Rhino还可通过iGeS这种工业标准格式与maya、Sumatra、pro/e、UG等当前流行的三维软件进行数据交换,是一套功能强大的二维或三维图形或模型文件的转换程序。
1•23dsmax3dsmax1•0版本在1996年由Kinetix公司推出,在随后的2•5和3•0版本中3dsmax的功能逐渐开始完善起来,并将当时主流的技术包含了进去,比如增加了被称为工业标准的nURBS建模方式。在随后的升级中,3dsmax不断把优秀的插件整合起来,在3dsmax4•0版(被Discreet公司收购后推出)中将以前单独出售的CharacterStudio并入;5•0版中加入了功能强大的Reactor动力学模拟系统、全局光和光能传递渲染系统;而在6•0版本中又将电影级渲染器mentalRay整合了进来。所有这些都使3dsmax的未来发展及应用前景非常广阔。3dsmax的动画功能,能够将任何物体生成动画,如物体的建模参数、修改过程、调节器的运用,并且可以根据物体与摄影机的相对位置变化,设计出包含不同细节的动画。3dsmax的材质灯光及渲染效果十分优秀,所以,在效果图市场上曾一度成为3dsmax的天下。3dsmax是目前pC机上最流行的三维软件,已经在广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、辅助教学以及工程可视化等领域得到广泛应用,是一种功能强大的广告、影视作品的制作工具。在国内也早已成为主流的三维动画制作软件,今年Discreet又推出了性能强劲的3dsmax7•0版本,安装完毕后仅占用175m左右(不含自带素材库)的磁盘空间。在建模上,3dsmax有着极强的多边形建模能力,但3dsmax与Rhino相比,其nURBS工具因不够精确而不太适合工业产品的建模,且无法进行尺寸标注。因此,将Rhino的精确建模与3dsmax的渲染动画互相搭配使用,能在工业产品的设计及广告动画制作上产生完美的组合效果。
2使用Rhino进行三维建模
以图1所示的U盘为例,创建过程中利用了Rhino3D曲面造型工具(Left/Sweep/patcb/FromCurvenetwork/edgeCurve等)构造曲面;用Surfaceanalyze工具中Gaussian高斯曲率分析、ZebraStripe斑马条纹分析、CurvatureCircle曲率分析等命令分析曲面及曲面间的连续性,并根据需要调整曲面控制点,使曲面光顺。首先创建一个长方体作为参照物(见图2),接下来在长方体的基础上,创建如图3所示轮廓线,拉伸后用曲面剪切两端(见图4),结果如图5。作一曲面剪切一端生成端盖头部的凹槽(见图6)。作曲线(见图7、8),生成扫描面后剪切实体表面,生成侧面凹槽(见图9),再作一平面将实体剪开成左、右两部分(见图10,11)。修剪端盖内侧,倒角(见图12)。然后对实体部分进行修改,拉伸出U盘的USB口,对实体表面细节进行细化工作(见图13)。最后利用镜像功能复制与实体相对称的另一半,用布尔命令结合,完成后的实体造型如图1所示。建模完成后,若是用于加工设计,可先生成模型的三视图。首先调整透视图的角度到一个合适的位置,得到所希望的视角,然后选择Dimension菜单中的make22DDrawing命令。随后命令行提示选择需生成三视图的实体(Selectobjectstodraw),选择实体后屏幕出现22DDrawingoptions对话框,进行相关设置参数。在布局选择上,可选择42View(USa)布局方式(如只需一个视图,也可以选择CurrentView方式),在这种布局方式下得到的三视图与我国的制图标准更为接近,但视图的位置不同,可通过在视图左上角的视图名称处进行视图切换,以符合我国的标准;勾选产生隐藏线(Showhiddenlines),以便在二维投影图中产生隐藏线;其他选项保持默认值。生成的三视图及透视线框图,可见线分布在可见线层(make2dvisiblelines)、隐藏线分布在隐藏线层(make2dhiddenlines)[2]。最后,根据需要可在Rhino中对设计图进行尺寸标注。
33dsmax效果图及动画制作
由于已经在Rhino中制作了完整的模型,可以运用多种方法制作效果图,常用的有以下两种方法:1)直接利用Rhino的渲染器插件对模型进行贴图渲染,得到效果图。这种方法比较简便直接,但不能生成动画。2)把模型输出成3ds格式文件,然后再输入到3dsmax中,应用3dsmax的各种贴图和渲染技巧制作出效果图。这种方法作出的效果图更好,并且能制作动画效果。本文采用第二种方式进行渲染,首先在Rhino中将三维模型输出(export)成3ds(*•3ds)格式文件,然后在3dsmax中输入(input)这个模型,设置好材质贴图及灯光后进行渲染,渲染效果如图14所示。如果需要,还可制作动画效果。
产品设计渲染篇8
“最早的一部《怪物史莱克》,费奥娜公主的头发一缕一缕地纠结着,在运动中没有明显的摆动,倒牛奶等很多细节也略显粗糙。而今年7月上映的《怪物史莱克4》中,费奥娜公主的头发根根清晰可见。随着新技术的应用,动画师们能随意通过动画制作各种发型,从而诠释各个不同的角色。”
近日,“梦工厂动画创作传奇巡演”来到北京,其研发部总监Jeffwike用这样的例子,阐释了电影特效应用10年来的突飞猛进。自1996年加入梦工厂动画公司,Jeffwike参与过《功夫熊猫》、《马达加斯加》、《鲨鱼黑帮》、《驯龙高手》等动画片的制作。他给记者列出了一组数据:最早的一部《怪物史莱克》,渲染数据量达到6tB;到了《史莱克4》,渲染量达到7tB;而今年上映的《驯龙记》,其渲染数据量将近100tB。《史莱克1》渲染时间为500万小时,而《驯龙记》的渲染时间则超过5000万个小时。
“今天我们所看到的特效镜头已经不是简单的动画合成与后期叠加,而是更加高质量的虚拟场景渲染,高密度群体动画制作和大规模的CG镜头制作。”华朗星空视效总监杨福鼎表示,由于对精细度的要求较高,每一帧图片的数据量都很巨大,而在对如此多的海量数据进行处理的时候,自然给承担动画制作工作的图形pC和工作站带来新的挑战。
不难看出,对pC厂商而言,图形设计市场作为SmB市场的细分领域,正在爆发出新的前景。
越来越快越来越稳
“我们在什么情况下会需要强大的计算能力?”Jeffwike在巡演上提问现场的听众。
“主要有两个方面的因素。”他解释道。首先,导演对视觉效果有越来越高的要求,小到车轮的样子、大到爆炸的效果,如果纯粹让导演自己想象,他都不知道会想成什么样,但如果你给他展示几种选择,可能他就会很清晰地了解计算能力如何、渲染效果怎样;其次是时间问题,如何在有限的、更短的时间内将需要的视觉效果表现出来,需要强大的计算能力来提供及时、互动的展示动画效果。
言下之意,“快”的要求已经越来越成为图形工作站、pC的关键要素。
不仅是电影特效制作,在生物信息及生命科学、流体动力学、大气和海洋建模、空间科学、电子设计自动化、图形成像等领域,工作站和图形pC的重要性都日渐呈现出来。例如,地理信息系统数据集已经变得越来越复杂,并且常常会涉及到许多千兆字节的交互式地图。在这种海量数据处理的压力下,就需要能够快速、高效并准确处理这些数据的计算服务。
近年来图形处理器的快速增长,也证明了这一市场的发展潜力。据分析机构JpR的统计报告,2009年第三季度,全球pC图形处理器市场的出货量环比增长21.2%,创过去9年来的最大增幅。
图形设计领域更成为了pC厂商行业细分市场的一大重点。惠普公司工作站全球多媒体娱乐事业部市场经理RayGilmartin表示,惠普在今年推出了“数字工作台”解决方案,融合了惠普功能强大的硬件产品、创新的个性化软件,以及通过广泛认证的第三方合作伙伴增值硬软件,旨在为各行业用户打造一个安全稳定、性能强劲的流畅业务操作平台,化繁为简,从而达到提升效率的目的;此外,戴尔凭借着薄利多销的特色、联想依托think品牌涉足工作站市场,都取得了不小的成绩。
“快”和“稳”成为这些产品进行市场推广时的亮点。惠普宣称,梦工厂所使用的渲染系统,有上百台用于处理动画序列的惠普工作站,在这个基于由2.5万个计算核心组成的超大渲染平台上,最新演绎的3D动画巨作《驯龙高手》,仅在渲染时就占用了大约1万个核心计算部件。以每周7天,每天24小时的全天候工作量计算,渲染的过程持续了28周,即半年以上。
不仅如此,应用的特殊性,也推动了用户与厂商之间合作的加强。Jeffwike表示,梦工厂正在使用英特尔的新nehalem处理器,对此,梦工厂正在重写很多相关的软件,以确保能更好地应用处理器。“我们和英特尔进行了非常密切的合作,在角色的动画设计、尺寸大小以及速度等方面都进行了提高,现在每秒钟的计算能力比以前强大许多。”
中国市场成本是问题
中国动画设计市场的空间同样不容小视。2009年,中国动画片产量达到16万分钟,几乎占全球总量的一半。从事娱乐传媒、建筑业、制造业等行业设计的企业也日渐增多。在全国许多大兴土木的软件园中,都把动漫创意产业列为重头项目之一,北京、天津和扬州等城市都计划成立3D产业基地或3D科技园,推动3D显示技术在动画、医疗、科研、工业、文化、教育等诸多领域的应用。
“单就图形pC而言,国内年度市场容量将超过百万台。”方正科技副总裁马征表示。
但相比梦工厂这样的动画制作大鳄,中国从事动画等行业图形设计的多为中小企业,“能够长久持续发展的更不多。”业内人士表示,由于设计市场竞争激烈,国内设计企业本身运营成本不高,动辄上万的图形工作站它们无法承受。据统计,国内有超过百万台电脑主要运行autoCaD、3Dmax、maYa等专业图形软件,但其中仅有30万台是传统意义上的图形工作站,其他电脑都是基于消费显卡的通用pC。这些无法承受图形工作站昂贵的价格而屈就于通用pC的设计企业,常常因为缺乏设计竞争力而使自身发展受限。
“对于许多小型图形工作室来说,专业的图形工作站固然很好,但制作成本与回报不成正比的现状使它们望而却步。”马征指出,为解决中小企业的成本问题,方正科技推出了定位于工作站和通用pC之间的图形pC商祺n680等产品,该产品完全可以媲美图形工作站,且不需要大量资金的投入。
RayGilmartin也表示,惠普推出的“数字工作台”解决方案,就考虑到了中国中小企业的需求,提供了广泛的、可选的工作站应用范畴,包括入门级价格的产品。“例如我们在3月推出的入门级工作站Z200和Z200SFF,价格比较便宜,只有不到1000美元,但集成了工作站的应用标准和性能,其中Z200SFF只有普通工作站1/3大小,非常适合空间有限的中小型工作室。”RayGilmartin说。
产品设计渲染篇9
【关键词】室内效果图3dsmax/Vray渲染
3dsmax是美国autodesk公司开发的一款三维软件，几乎所有的室内设计师都在使用3dsmax/Vray进行效果图的制作。它是从物体模型的创建、材质的设置、摄像机的架设、灯光的设置、Vray渲染参数的设置、渲染出图等一系列的操作步骤最终完成效果图的制作，每一步都会影响效果图渲染的品质及时间。作为一个名优秀的室内设计师使用三维软件制作效果图是必备的工作技能之一，如何高效的制作效果图是很多设计师面临的一大难题，既要保证图片的清晰度，又要保证出图的时间尽可能的少，鱼与熊掌兼得。我相信从下面介绍的几个方面入手进行优化处理，会在保证品质的前提下大量的减少渲染时间。
1面片数优化
一个室内场景中大多数会有若干个模型几万个面片，渲染时间与面数是成正比例关系，因此控制面片数是非常有必要的，从以下的几个方面做起：
1.1控制maX中模型的分段数、步数
在基本体、扩展基本体创建时会有“长度分段”、“宽度分段”、“分段”等一些参数。以长方体为类，“长度分段为4”、“宽度分段为4”、“高度分段为4”，4*4*4共计64个面。分段数是增加物体细分程度的值，通过设置分段数增加物体表面可以控制的点、线、面，同时也可以达到平滑物体表面的效果。因此在基本体、扩展基本体创建时合理有效的控制分段减少渲染时间是非常有必要的。很多时候在二维样条线上使用“车削”、“放样”、“挤出”、“倒角”、“倒角剖面”等命令制作物体模型，这样的模型也可以通过设置“步数分段”、“线形步数”、“路径步数”、“步数”来达到优化面数的效果，从而减少渲染时间。
1.2删除模型多余的面片数
为了能渲染出一张角度、位置合适的效果图会在场景中创建一台摄像机，以摄像机焦距为中心，在不影响视口观察效果的前提下，将一些靠墙模型的面片、多余的面片删除，达到减少渲染时间是经常使用的方法。但在删除多余的面时一定注意有些面的是一定不能删除的，如摄像机背面的墙，删除后会造成带有反射的材质暴光。
1.3对模型使用优化、multiRes命令进行优化
1.3.1优化命令
在创建好的物体模型上使用“优化”命令，通过调整“参数”卷展栏下的“面阀值”来优化模型面片数。“面阀值”的默认值为4，数值越大优化程度越高面片数随之减少。
1.3.2multiRes命令
在创建好的物体模型上使用multiRes命令，通过调整“多分辨率参数”卷展栏下的“生成”初始化物体模型，再调整“顶点百分比”的数值，来优化模型面片数。
上述的“优化”命令、“multiRes”命令，就其优化效果而言，“优化”命令相对比较原始比“multiRes”命令稍有逊色，建议进行面片数优化时使用“multiRes”命令。
2材质优化
2.1反射参数的优化
2.1.1反射光泽度
在3dsmax的材质编辑中，选择其中的一个示例球，将其设置为“VRaymutl”材质。其中反射卷展栏中有一个“反射光泽度”参数，“反射光泽度”参数低于1会形成反射模糊及在物体的表面形成高光一般用于金属的表面模糊，多用于合金的材质设置。但“反射光泽度”是很敏感的参数，只要稍稍降低就会加大内存空间的占用、增加模型的渲染时间。因此在给模型设置金属材质时，如果物体表面有模糊，“反射光泽度”参数尽量不要降得太低。如果物体表面没有模糊只存在高光，就不要更改“反射光泽度”参数，只需将“高光光泽度”参数降低即可。
2.1.2细分参数
反射卷展栏中的“细分”参数是模型材质品质的细分处理，默认数值为8，一般情况下设置了反射的材质在出图时都会根据需要提高“细分”值，特别是又设置了“反射光泽度”参数的材质，细分数值的提高会造成渲染速度变慢，因此一个合适的“细分”值是很有必要的。
2.2折射参数的优化
2.2.1光泽度
在3dsmax的材质编辑中，选择其中的一个示例球，将其设置为“VRaymutl”材质。其中折射卷展栏中有一个“光泽度”参数，“光泽度”参数低于1会形成折射模糊，一般用于透明物体表面的模糊处理，多用于磨纱玻璃的材质设置。但“光泽度”同时也是很敏感的参数，只要稍稍降低就会加大内存空间的占用、增加模型的渲染时间。因此建议在设置物体透明材质是尽量不要调整“光泽度”的值，特别是物体模型距离摄像机较远，也不是渲染重点最好不要设置。
2.2.2细分参数
同样折射卷展栏的“细分”参数也是模型材质的品质的细分处理，默认数值为8，一般情况下只需将靠近摄机位置的模型材质设细分值提高即可，从而减少渲染时间。
2.3凹凸贴图与置换贴图的选择
室内场景中有很多物体的材质表面有凹凸，表面凹凸不一般会用“修改”命令面板中的“噪波”贴命令进行凹凸体现。同时很多物体的材质在纹理上面有凹凸，这种情况下一般会选择在“凹凸贴图”或“置换贴图”上添加将带有纹理的黑白贴图来进行凹凸的设置。“凹凸贴图”通过设置“贴图”卷展栏中“凹凸”后面的数值来控制凹凸的程度，数值越大凹凸越明显，默认数值为30。“置换贴图”同样也是通过设置“贴图”卷展栏中“置换”后面的数值来控制凹凸的程度，数值越大凹凸越明显，默认数值为100。但“置换贴图”对数值很敏感，数值经常设置为个位数，凹凸程度就会比较明显。“置换贴图”的设置会造成渲染速度变慢，因此建议如果可以使用“凹凸贴图”制作出想要的凹凸效果尽量使用“凹凸贴图”，不行再使用“置换贴图”来进行模型材质的设置。
3灯光优化
3dsmax软件本身有两种类型的灯光分别为“标准”灯光、“光度学”灯光。VRay是基于3dsmax软件外挂的高级光能传递渲染插件，安装VRay后3dsmax软件中会生成第三种灯光类型“VRay”灯光。前二种灯光不能很好在VRay渲染器中发挥其应有的效果，现在应用的比较少。
以日景图效果为类分析室内环境中布光的思路，用“VRsun”或“标准”灯光中的“平行光”来模拟阳光、用“VRlight”来模拟环境光，用“VRlight”及“光度学”来模拟室内光源。因此现在一张室内效果图的表现会比较多的使用“VRlight”，VRay是高级光能传递渲染插件，它的优点能模拟真实世界中的光照环境，但同样大范围使用“VRlight”会造成渲染时间的增加，因此在环境照明允许的情况下要尽可能少用“VRlight”。“VRlight”在实现真实世界中的光照的同时也要通过大量的提高“采样”卷展栏中的“细分”来实现，否则就会产生噪点，因此一个合适的“细分”也是减少渲染时间的关键。
4光子图
在出图渲染时，无论是利用光子图进行最终的测试渲染，还是使用光子图保存最终的光照布局，都是节省时间的利器。光子图的尺寸与最终效果图的尺寸越接近最终渲染出的效果图的品质越高，大尺寸的光子图是和渲染时间成正比的。所以一般情况光子图尺寸与最终效果图的尺寸比例为1：4，即可达到正常出图渲染的要求，也可以成倍节省最终的渲染时间。
光子图在渲染前要对部分之前测试渲染的参数进行调整，打开“渲染设置”对话框将“发光贴图”卷展栏中的“当前预置”设置为“高”或“中”，将“半球细分”数值设置为50。将“灯光缓存”卷展栏中的“细分”设置为1000，“进程数量”设置为4，勾选“显示计算相位”。同时建议勾选“全局开关”卷展栏中“不渲染最终的图像”，缩短光子图的渲染时间。
参考文献
[1]张媛媛.3dsmax/Vray/photoshop室内设计完全学习手册[m].北京：中国铁道出版社，2014.
[2]王光丰，厉晓飞，常文婷.3dsmax/Vray室内设计高级实例教程[m].北京：中国铁道出版社，2014.
产品设计渲染篇10
在图形市场的新一轮对抗中，nViDia已然占据领先优势，早在今年6月份，nViDia便率先推出代号为G70、拥有24个像素流水线的GeForce7800GtX显卡，彻底在性能上击败了对手。而ati对应的R520图形芯片虽然早在今年初就提交oem厂商进行测试，但它并没有按原计划在今年6、7月份推出，日期一直延迟到现在，以至于在新一轮的较量中明显落后于对手；加上ati大力推广的CrossFire多显卡平台因芯片组存在软肋，在高端平台的竞争力明显不如对手。在如此局面下，用户们苦等数月之后，ati终于在10月5日延误多时的R520系列图形芯片，并将其命名为“RadeonX1000”系列。作为nViDiaGeForce7系列的强大对手，RadeonX1000不仅在流水线等方面有了明显提升，而且实现了对Shadermodel3.0的完整支持，改变长久以来在Shadermodel指标方面的落后情况。此外，RadeonX1000在硬件规格和功能特性方面都有大量的技术亮点，如采用90纳米工艺制造、引入最高1500mHz的超高速显存、支持ati独自开发的aViVo影像处理技术。RadeonX1000系列的出现，意味着图形市场再度形成两强对立的局面，而我们在之前给大家介绍过GeForce7800GtX的核心架构和技术特点之后，现在也将对RadeonX1000系列作详细的分析，读者可了解到图形领域最尖端技术的发展成果。
RadeonX1000产品线概况
与nViDia单单推出GeForce7800GtX的作法不同，ati一次性便完成整个RadeonX1000产品线的。RadeonX1000家族分为RadeonX1800（包含Xt、XL两个型号）、RadeonX1600（包含Xt、pro两个型号）和RadeonX1300（包含pro、标准版和Hypermemory三个型号）等三大子系列，这三者的开发代号分别为R520、RV530和RV515，其中后两者都是R520的衍生产品，分别针对主流和低端市场。其中，RadeonX1800拥有8个顶点流水线和16个像素流水线―大家应该会注意到一个问题，nViDiaGeForce7800GtX虽然也是拥有8个顶点流水线，但它的像素流水线数量达到24个，而在GpU设计标准化的今天，流水线的数量直接决定GpU的性能，RadeonX1800在这方面的劣势无疑非常明显。不过，ati通过提高芯片工作频率的手段来弥补这一缺陷：RadeonX1800的核心频率高达625mHz，比GeForce7800GtX的430mHz高出45%之多。其次，RadeonX1800不惜动用1.5GHz频率的超高速显存，在显存带宽指标上拥有明显的优势。通过这样的处理，RadeonX1800完全不会在性能上逊色于对手。但奇怪的是，尽管像素流水线数量较少，RadeonX1800的晶体管总数仍然达到3亿2000万，比GeForce7800GtX多出1800万，因此我们不排除R520拥有24条像素流水线的可能。在制造工艺上，RadeonX1800同样非常值得称道，它采用台积电（tSmC）的90纳米Low-K半导体技术进行制造，Low-K技术即采用低K值的半导体材料作为集成电路的层间电介质（interLayerDielectrics），它能够有效降低互连线之间的分布电容并避免寄生电容，进而使芯片的工作频率能有10%以上幅度的提升。尽管Low-K技术已经在intel、iBm的处理器中获得成功应用，但台积电的90纳米Low-K工艺开发进度似乎并不顺利，RadeonX1000系列的时间一再延迟，或多或少可能是受此影响。不过还算幸运的是，最终台积电解决了工艺上的问题，RadeonX1000系列实现大规模量产，及时推向市场成为可能。
RadeonX1600系列是X1000家族中的中端产品，我们可以将它视作是RadeonX1800的缩水版本。RadeonX1600只有5条顶点流水线和12条像素流水线，纹理单元方面的规格也明显缩减，而它集成的晶体管总数为1亿5700万，同样采用90纳米Low-K工艺制造。RadeonX1600Xt版的核心频率达到590mHz，并与1.38GHz频率的高速显存搭配，不过RadeonX1600pro的核心频率和显存频率分别只有500mHz和780mHz，与Xt版的差距非常明显。至于RadeonX1300则属入门级产品，它包含pro版、标准版与Hypermemory版，三者都只有2条顶点流水线和4条像素流水线，采用90纳米Low-K工艺，它们之间的区别在于GpU核心的工作频率和显存规格―其中，前两者的核心/显存频率规格同为600mHz/800mHz，而Hypermemory版的核心频率只有450mHz，实施板载32mB显存以及共享系统内存的方案，不过为了弥补容量上的不足，RadeonX1300Hypermemory动用1GHz频率的高速显存，这可在很大程度上提升其效能，增强在低端市场的竞争力。
除了在硬件规格方面存在差异外，RadeonX1800、RadeonX1600和RadeonX1300都共享同样的技术架构，因此三者在功能特性方面也都完全相同，这些特性主要包括以下几个方面：超执行渲染引擎架构。可完整支持Shadermodel3.0的渲染单元，其中像素渲染部分被重新优化，并引入多线程技术提升利用效率；创新的内存架构。引入双向内存读取环路技术来提高显存的利用效率以及降低内存延迟，采用全相联技术提高Cache命中率，并通过改进后的HyperZ压缩技术实现显存资源的更有效利用；高效能的3D影像质量。RadeonX1000通过高动态范围渲染（HDR）、全方位各向异性过滤和自适应抗锯齿（adaptiveanti-aliasing）等三项技术实现3D影像画质的提升，并在同时保证系统具有出色的效能；支持ati的aViVo技术。该技术不仅能够轻松完成HDtV高清影像的回放，更可帮助用户更容易地进行视频采集、编解码、格式转换等视频处理操作，其中的大部分运算任务都由GpU直接承担，由此明显降低视频处理过程中CpU的占用率。在下面的文字中，我们将向大家重点介绍RadeonX1000系列的以上四项技术亮点。
超执行渲染引擎架构
在Xbox360游戏机中的R500（Xenos）GpU上，ati一马当先引入统一渲染架构，GpU中不再存在单独的顶点渲染引擎和像素渲染引擎，代之的是一个通用功能的渲染引擎统一负责。相比传统的分离方案，统一渲染架构优点在于api和程序设计都较为简单，程序员无需在任务的渲染分派上花多少时间，它也代表图形技术发展的未来趋势。不过，RadeonX1000系列并没有采用这套方案，它的渲染架构依然隶属传统，即采用分离的顶点渲染（VertexShader）和像素渲染（pixelShader）设计。在pC平台中，这显然是唯一的选择，因为目前所有的3D游戏都为该体系编程，太过超前反而将适得其反。
完全支持Shadermodel3.0规范
相比前一代的R420系列GpU（即RadeonX800系列），RadeonX1000除了在流水线数量上增加明显外，规格的演进是主要重点。我们知道，nViDia在GeForce6800（nV40）时代就实现了完善的Shadermodel3.0功能，Shadermodel3.0除了具有大量的先进功能特性外，还引入诸如分支、循环、子程序等动态流控制指令，同时对渲染运算的指令长度不再作出限制，让程序员可以随心所欲编制程序，而且渲染运算的数据精度也从以往的最高24位提升到32位。GeForce6800超前的规格让它赢得相当多的拥戴者，并在当时的高端显卡竞争中占据优势。虽然在当时，针对Shadermodel3.0设计的3D游戏几乎没有，GeForce6800在这方面的技术优势并未获得体现。与此同时，ati的RadeonX800系列无法实现32位精度运算，对Shadermodel3.0的其他功能特性也未见支持，虽然在实际游戏测试中RadeonX800的性能表现同GeForce6800相当，可Shadermodel规格的弱势让它在GeForce6800面前明显矮了一截。
RadeonX1000的出现为ati一雪前耻，不仅高端的RadeonX1800系列能够支持Shadermodel3.0，就连最低端的RadeonX1300Hypermemory都具有完整的Shadermodel3.0功能，在渲染引擎规格方面完全赶上了nViDia。虽然GeForce7800GtX远比GeForce6800强大，但它也是只能支持到Shadermodel3.0，因此在这一方面，ati的产品将不再存在劣势。
顶点流水线
RadeonX1800的顶点流水线（VertexShader）从RadeonX800系列的6个提升到8个，但两者的结构非常类似，都采用了“128位矢量（Vector）aLU+32位标量（Scalar）aLU”的组合方式（GeForce7800GtX的顶点着色器为“32位矢量aLU+32位标量aLU”设计，参见图4），这样在一个时钟周期内，RadeonX1800的每个顶点流水线都能完成两条顶点渲染指令，根据“8（顶点流水线）×2（着色指令/每时钟、每个流水线）×625mHz”的公式计算，不难推出RadeonX1800在一秒钟内可以完成100亿条顶点渲染指令，创下该领域的最高纪录。不妨作更进一步的讨论：RadeonX1800的8个顶点流水线每个周期都能完成两次顶点转换操作（即t&L里的transformantion），那么在一秒钟内RadeonX1800便能够实现12.48亿次顶点转换。与之相比，GeForce7800GtX每秒钟只能处理9.4亿次顶点转换操作，在这方面明显落后于对手。RadeonX1800之所以拥有如此高的优势，完全得益于625mHz的高频率，虽然GeForce7800GtX也拥有同样数量的顶点流水线，但它只能工作在430mHz的频率下。
得益于Shadermodel3.0，RadeonX1000的顶点流水线也能够完整支持VertexShader3.0规范（Shadermodel3.0为DirectX9.0C的流水线规范，它包含VertexShader3.0和pixelShader3.0两个部分，分别对GpU的顶点渲染和像素渲染作出规定），可支持该规范引入的动态流控制指令，并允许无限制的渲染指令长度。换句话说，为Shadermodel3.0编制的新一代3D游戏都能够被RadeonX1000良好支持，而不会出现运行效能低下，或者视觉效果缩水的情况。
如果我们将RadeonX1000的流水线与nViDiaGeForce6和GeForce7作更进一步的对比，便会发现两者并不完全一样，差异最明显的地方在于，GeForce6和GeForce7都拥有顶点纹理预取单元（VertextextureFetch），而RadeonX1000的顶点流水线并不存在这样的处理单元，却增加了一个名为“RendertoVertexBuffer（渲染至顶点缓存）”的缓冲。在GeForce6和GeForce7GpU中，顶点纹理预取单元是实现对置换贴图（Displacementmapping）硬件加速的前提，也是Vertexmodel3.0规范的标准设计之一。ati对此解释说，微软Vertexmodel3.0只是要求将“顶点纹理预取单元”的功能位设置为“具备”即可，并没有对具体的纹理格式作出界定；而在分离渲染架构的GpU产品中，实现“顶点纹理预取单元”将付出高昂的代价―纹理缓存（Cache）要求动用数量可观的晶体管，芯片面积增大，导致制造成本明显上扬。为了解决这对矛盾，ati在RadeonX1000系列产品中引入一套名为“RendertoVertexBuffer”的缓存方案，该缓存用于存放顶点渲染所需的浮点数据，并将它实时传送给顶点流水线，以此实现置换贴图的预加速处理。不过实事求是地说，ati设计RendertoVertexBuffer的主要目的在于降低成本，它的灵活性明显不如标准的“顶点纹理预取单元”。后者可允许纹理动态取样、顶点数据动态变更等操作，而RendertoVertexBuffer只是起到简单的中转存储功能。
像素流水线
同样得益于Shadermodel3.0，RadeonX1000像素流水线可支持32位浮点数据精度运算，更高的数据精度将有效降低运算过程中产生的累积误差，将游戏的画面真实呈现在用户面前。但抛开这项因素不谈，我们发现RadeonX1000的像素流水线与前代R420非常类似：两者的核心部分都是两组32位4路SimD处理阵列，每个阵列中包含一个32位矢量aLU和一个32位标量aLU，这样每一个像素流水线都拥有四个aLU单元。但与R420不同的是，RadeonX1000的像素流水线还增加了一个用于流控制的分支预测单元，这样RadeonX1000在一个时钟周期内便能够同时处理5条指令，这些指令分别为1条VeC3aDD指令（VectoraLU1，矢量加法）、1条ScalaraDD指令（ScalaraLU1，标量加法）、1条VeC3aDD/mUL/maDD指令（VectoraLU2，矢量加、乘、乘-加）、1条ScalaraDD/mUL/maDD指令（ScalaraLU2，标量加、乘、乘-加）以及一条分支预测功能的流控制指令。（maDD、multiply-aDD,数学函数中的乘法运算与加法运算，这两种运算在3D图形中最为常用，折射效果、反射效果、模糊效果、光线照明、法线贴图等许多运算都主要依赖乘法和加法操作,maDD效能的高低对整个像素渲染操作有着举足轻重的影响。）此外，ati向来都采用独立的纹理单元，当遇到纹理操作时，RadeonX1000的像素流水线一共可执行5条像素指令和1条纹理操作指令，这样的规格比起R420来说改善并不算大。
现在，我们将RadeonX1000的像素流水线与nViDiaGeForce7800进行对比。GeForce7800GtX像素流水线的核心部分也是由两个32位精度aLU单元构成，两者的结构不尽相同，但它们均可完成四维向量处理，其中，第一个aLU可在一个周期内实现浮点乘法运算和纹理定址运算，并可附加实现16位浮点法线运算；而第二个aLU功能更为强大，它可在单周期内进行aDD、mUL和maDD指令运算。从整体上说，GeForce7800的每个像素流水线在一个周期内都能完成16次32位浮点运算，而RadeonX1000最多也只能进行12次32位浮点运算―倘若遭遇连续两条maDD指令或mUL、maDD指令相邻的情况，RadeonX1000便只能完成8次浮点运算，性能仅为GeForce7800的1/2。另外一个需要考虑的是，GeForce7800像素流水线的aLU1还可同时处理一条16位法线运算，如果3D游戏大量使用法线贴图技术，那么GeForce7800将具有十分明显的优势。而RadeonX1000唯一具有优势的地方就在于动态分支指令的处理，这显然得益于流水线内独立的分支预测单元。ati表示，在遭遇if/end/endif等分支指令时，RadeonX1000只要14个周期，而其他的GpU产品都需要花费20个周期以上才能完成任务。而在实用环境下，动态分支处理如果能运用巧妙将明显提高GpU的渲染效能。例如，如果要对三维对象的阴影作边缘柔和处理，使用动态分支指令便可跳过不需取样的像素，将节省出的大量运算力资源用于有效处理上；既然运算量减少，完成渲染的速度自然就更快。不过该项特性需要游戏的支持，由于历史原因，游戏开发者对此并不是很重视，RadeonX1000在动态指令方面的优势在短时间内可能无法获得体现。
面对像素流水线性能不敌对手的事实，ati除了依靠高频率优势来缓解问题外，还努力提升流水线的利用效率。RadeonX1000一个非常重要的技术便是引入了“极线程指派处理器（Ultra-threadingDispatchprocessor）”，该技术可有效提高渲染单元的硬件利用效率，达到提高性能的目的。大家对多线程的认识或许更多来自于处理器领域，但事实上，GpU在许多年前就实现多线程处理―每一个顶点流水线、像素流水线处理的基本任务都可看作是一个线程，现代GpU产品都拥有数量众多的顶点流水线和像素流水线，同步执行的线程数量自然颇为庞大。为了管理这些线程，nViDia为GeForce6800/7800两代GpU设计了功能相仿的“渲染指令分派器（Shaderinstructiondispatch）”，用于线程指令的管理和分派。而ati在RadeonX1000系列中引入一项名为极线程分派处理器的分派单元，它在功能上与nViDia的技术方案没什么不同，但差别在于ati对该单元作了高度优化设计。极线程分派处理器的核心是一个中央分派单元（centraldispatchunit，CDU），该单元可为一个像素流水线阵列分派高达512个线程，更关键的地方在于，它可以对流水线的运行情况进行实时监测，只要某一组渲染阵列处于等待数据或完成任务的状态，该分派单元便会立即分派新的任务，避免硬件资源的闲置。而为了维持高效的线程切换，ati还给RadeonX1000设计了一个规模庞大、可同步操作的32位通用寄存器堆栈，堆栈中的寄存器能够存储各个线程的中间数据及运算结果，以保证每一个线程状态都能够在切换过程中完整保留。ati表示，极线程分派处理器技术可让RadeonX1000系列的像素流水线阵列维持超过90%的利用率，这样即便在处理性能上逊色于对手，但凭借硬件资源利用率方面的优势，RadeonX1000还是能够获得出色的像素渲染性能。
创新的显存架构
对高端显卡来说，显存带宽的重要性不言而喻，尤其是在高分辨率环境下，将反锯齿、异性过滤等提高画面品质的功能开启之后，GpU与显存之间需要交换的数据量极为惊人，因此采用高速的显存系统对图形性能提升的效果向来都是立竿见影。为了让自己的产品能够获得性能优势，nViDia与ati都在这方面竭尽所能，但遗憾的是，高速显存颗粒的价格一向非常昂贵，往往占据显卡总成本相当大的比例，这也是目前高端显卡动辄4、5千元售价的主要原因之一。由于nViDia与ati在显存方面都受制于内存厂商，自身所能涉及的领域便是GpU的显存控制系统。在RadeonX1000系列产品中，ati采用8×32位结构的显存组织方式，并设计了一个新式的环网总线架构实现显存资源的高效调用。除了这些之外，ati还通过全相联的Cache技术提高缓存命中率，以及对HyperZ压缩技术进行改良，这些措施虽然着眼点迥异，但都很好地实现了提高显存系统性能的目标。
8×32bit显存结构与双向环路总线
GpU中的显存控制器与CpU中的整合内存控制器是同一个概念，但由于显卡中直接包含了GpU和显存，图形厂商便可自行设计显存控制器方案。nViDia在GeForce3之后的历代GpU产品中，均采用交错式Crossbar内存控制架构，该架构采用基本位宽为32bit的多路并联显存系统，如实现256bit位宽时，显存系统的内部结构便为“8×32bit”方案，而每一个控制单元都能够管理到所有的显存资源，由此构成交错式连接的总线架构。这种方案的优点在于，GpU内任何一个逻辑都可以高效调用到显存资源，同时在交换小容量数据时效率优势非常明显。不妨举一个例子，如果要传输大量32bit容量的小数据块，nViDia的Crossbar显存控制器可以实现总线资源的充分利用；而传统的显存控制器都以64bit作为基本传输单位，在处理32bit尺度的小容量数据时，显存总线的利用效率只有50%。从性能角度考虑，Crossbar架构的确非常完美，这也是nViDia在GeForce3时代引入该技术之后，将其沿用至今的最大理由。
相比之下，ati在该领域长时间都不及对手，虽然它在Radeon9700（R300）时代便引入256位交错式显存总线，但该显存总线被划分为4×64bit结构，之后ati所有的256位显存总线都是沿用这项设计。虽然整体带宽指标看不出什么差别，但在实际运行时，ati的4×64bit显存总线效率明显低于对手，尤其是在传输32bit小容量数据时体现得尤其明显。而RadeonX1000顺应潮流，改用8通道、每通道32bit的显存连接，充分保证内存资源的有效利用；至于在显存类型方面，RadeonX1000可支持DDR2、GDDR3、GDDR4三种类型，其中最高端的RadeonX1800Xt采用三星750mHz物理频率的GDDR3颗粒，实际数据传输频率高达1.5GHz，而整个显存提供的传输带宽也达到惊人的48GBps。
在显存总线设计上，RadeonX1000没有沿用之前的交错式连接方案。ati认为，随着GpU变得越来越复杂，内部需要连接到显存控制器的逻辑单元也越来越多，如果沿用交错式总线设计，将会导致总线的路由控制变得非常复杂；加之显存工作频率越来越高，对信号同步化要求苛刻，交错连接的方式必然令pCB布线工作变得越来越艰难，而如果在布线方面出问题的话，显卡将难以保证工作的稳定性，所谓的高性能根本就无从谈起。基于上述出发点，ati决定另起炉灶，它为RadeonX1000设计了一套双向环路显存总线（图8），这套总线包含两条256bit宽度的显存总线，一条用于数据发送、一条用于数据接收，两条总线通过“RingStop”数据中转站交联，当显存收到数据读取指令后，将目标数据取出并存放到总线环路上的某个“RingStop”中，而客户端就从该“RingStop”上直接获取相应的目标数据。虽然这种设计多了数据中转的环节，有可能导致显存延迟时间略略增加，但带来的好处就是总线系统设计简单，对信号同步要求宽松，因此显存总线的工作频率可比常规的交错式总线高出一倍之多，给显卡整体性能带来的增益是非常明显的。ati对此作了更进一步的解释：该双向环路总线的内存仲裁由驱动程序控制，用户可以通过驱动程序的“CataLYSta.i（智能参数设定）”功能为特定的应用程序设定仲裁优先次序，以便GpU可以优先处理最迫切、对性能影响最明显的数据读写请求。
全相联技术提高Cache命中率
环路总线有效地提高了RadeonX1000的显存带宽，但也带来访问延迟较高的弊端，为了将负面影响降到最低，ati引入一向名为“全相联Cache”的缓存技术，该技术可有效提升缓存的命中率，以降低GpU的显存存取动作。
我们知道，以往所有GpU都采用直接映射（Directmap）的方式来管理Cache，即每个Cache入口都与一块专门的显存区直接对应，虽然此种设计可以让Cache的存取动作变得简单，但它存在一个致命的弊端―倘若GpU内某个功能逻辑需要交换两个数据，而这两个数据刚好位于被Cache映射的同一块显存区域内，由此出现的后果便是这两块数据需要不断挤进挤出Cache方能完成交换，读写延迟反而更高。遗憾的是，这种情况在许多高负载应用中均颇为常见，以直接映射机制来管理Cache显然不是最佳方案。有鉴于此，ati在RadeonX1000的纹理Cache、Z/StencilCache和色彩Cache中都引入全相联技术，该技术的特点在于，Cache不再只映射到特定一个或某几个的显存区域，而是可以被映射到任意空闲的区域，这就有效避免了相同地址映射带来的冲突。这项技术同样带来明显的效能提升，尤其是在高分辨率，打开全屏抗锯齿和各向异性过滤特性的游戏环境下，全相联Cache带来的效能增益可比传统方案高出25%。
除此之外，ati还对RadeonX1000的纹理压缩和色彩压缩技术作出改良。我们知道，最早的纹理压缩技术为S3Graphics在DirectX6时代提出的S3tC，该技术后来被微软所采用并成为DirectX的纹理压缩格式“DXtC”，此后DXtC便成为所有GpU产品都遵循的公有标准。然而，随着高动态渲染效果的流行，GpU对显存带宽的庞大需求又成为问题，此时DXtC已无法满足实际需求。为此，ati在RadeonX1000中引入了一项压缩比为2：1的单通道纹理压缩技术，该技术可支持亮度映射图（Luminancemap）、阴影映射图（Shadowmap）和HDR高动态纹理―ati将其纳入3Dc技术体系（3Dc为ati在RadeonX800系列引入的normalmap法线贴图压缩技术，类似技术也出现在nViDia的GeForce7系列中）。至于在色彩压缩方面，RadeonX1000同样可在6X反锯齿模式下实现6：1的高压缩比。ati同时对HyperZ技术进行改良，由于算法获得改进，RadeonX1000能够多剔除掉50%的隐藏面像素操作，大大降低了GpU的运算负担。
通过上述多方面的改良，ati为RadeonX1000打造出一个超强的显存系统，尤其是针对高端的RadeonX1800拥有1.5GHz的超高速显存，ati在这方面的技术优势还是非常明显的。
出色的3D影像质量
当速度不再是问题的时候，GpU之间的实力较量就延伸到3D游戏的影像质量。GeForce6和GeForce7在这方面的强劲实力大家有目共睹，尤其是“High-precisionDynamic-Range”高精度动态范围技术的引入让它可表现出一流的画面效果。而在RadeonX1000系列中，ati则引入三项技术来改善游戏画质，它们包括高动态范围渲染（HDR）、全方位各向异性过滤和自适应抗锯齿（adaptiveanti-aliasing）。
在了解高动态范围渲染技术之前，我们先了解相关概念。在3D图形领域，“动态范围”指的是画面最高亮度与最暗部的亮度对比情况，比值越大、动态范围就越高，画面明暗对比越强烈，此谓“高动态范围”。而根据惯例，当明暗比值低于255：1时，称之为“低动态范围（LDR）”，而该指标高于256：1时便纳入高动态范围体系。画面的动态范围越大，对数据精度的要求就越高，例如采用8位整数格式进行运算，最多只能实现256：1的亮度比（或者说是256种灰度）；如果采用16位整数，那么可实现65536:1动态范围，而如果采用16位浮点精度，可表现出的动态范围值高达两万亿比一―即RadeonX1000所具有的处理能力。此外，RadeonX1000还引入10位通道色彩的支持，每种色彩提供1024个灰阶，总计可支持10亿种色彩显示以及4级透明灰阶。尽管今天的LCD显示器普遍无法达到如此之高的显示指标，但RadeonX1000的这些技术措施有力避免了误差累积效应，保障了游戏画面的真实度。
各向异性过滤（anisotropicFiltering）是纹理过滤的主要技术之一，它的功能是在渲染出的3D对象投射到二维屏幕上时，对纹理图像上的每个像素进行渲染。在具体实现方式上，ati与nViDia曾存在较大的差异，如ati在Radeon8500时代只支持对特定角度的多边形作aF过滤，且在开启aF各向异性过滤时，三线性过滤就会自动失效，但ati的优点在于提供对aF和三线性过滤的优化处理。而nViDia同时代的GeForce3/4虽然对全角度的多边形作aF处理，且允许在开启aF的同时也打开三线性过滤机制，但它没有对此提供优化。在后来的发展中，双方发展方向趋于一致：ati在Radeon9700之后提供对45度角多边形作aF处理，且允许三线性过滤功能同步开启；而nViDiaGeForceFX则引入对aF、三线性过滤作优化机制。此后，双方在该领域的改进此起彼伏，而ati这一次在RadeonX1000中则引入一项名为“areaanisotropicFilter”的全角度各向异性过滤机制，对多边形的角度不再有任何限制，该技术还可支持4096×4096像素的大纹理尺寸（nViDia很早就对此提供支持）。另外ati还表示，由于采用先进的算法，在打开全角度各向异性过滤时GpU的性能不会出现太大的下滑。整体而言，RadeonX1000与GeForce7系列产品在各向异性过滤方面的技术水平基本相当。
抗锯齿是提高游戏画面精细程度的关键技术之一。抗锯齿倍数越高，图像边缘的视觉效果就越平滑，但系统性能的下降程度也越大。为了在效果和性能方面取得平衡，用户在进行游戏前一般都要预先作繁琐的设定，但游戏画面各元素的情况不同，对抗锯齿的需求也有所差异，而传统的抗锯齿模式都是固定倍数取样，适应性较差。为此，nViDia在GeForce7800系列产品中引入自适应抗锯齿技术，可根据画面不同对象的特性采取不同取样方式，实现性能与效果的最佳平衡。而ati这一次在RadeonX1000产品中也采用类似的自适应抗锯齿技术，在多数情况下，RadeonX1000采取多取样方式作抗锯齿处理，而如果遇到类似铁丝网、植物等边缘锯齿严重的对象时，RadeonX1000就会自行切换到超级取样模式，以获得最佳的画面效果。
aViVo影像处理技术
视频处理能力一向都是ati显卡的特长，但自从nViDia引入pureVideo视频处理技术后，ati的优势便不复存在，nViDia也藉此有效提升了自身产品在视频娱乐领域的竞争力。为了扭转这种不利的局面，ati在RadeonX1000产品线中引入一项名为“aViVo”影像处理技术，该技术除了具有强大的高清影像解码能力外，更将视频转换和视频编码作为重点，功能比pureVideo更为强大。
视频采集、辅助转换及编码支持
与pureVideo不同，atiaViVo并不是一项单一的技术或产品，它是一个完整的视频处理平台。该平台由一块aViVo视频采集卡和一块aViVo加速显卡组成，前者负责视频的输入，后者负责影像转换和编解码加速工作。目前唯一符合aViVo标准的采集卡就是ati自家的theater550，而aViVo显卡则是此次的RadeonX1000系列―包括最高端的RadeonX1800Xt和最低端的RadeonX1300Hypermemory都具有完整的aViVo功能。借助这套系统，用户可以非常方便地进行视频采集、编码、解码、处理及显示操作―这五个步骤被ati称为“视频管线”。
在aViVo系统中，theater550采集卡负责视频输入的职能。采集卡的主要任务是通过模数转换器将模拟信号转成数字信号，然后借助视频编码器将它压缩成指定格式的数字视频流。ati的theater550可实现mpeG-2格式的硬件编码，这样在转换过程中CpU的负担就能被最大限度减轻。但由于mpeG-2格式压缩比并不高，用户往往会再将数字视频流转成wmV、DiVX、mpeG-4等当前流行的格式，此时aViVo显卡就派上用场了。
RadeonX1000全系列产品都可直接支持辅助视频编码转换功能，但我们要特别注意的是，最主要的运算工作还是由CpU承担，RadeonX1000显卡只是起到辅助运算的功能，如当系统处理H.264、VC-1、wmV9、wmV9pmC、mpeG-2、mpeG-4和DivX视频编码转换时，aViVoGpU可处理其中的部分视频转换操作，CpU资源的紧张情况将由此获得明显减轻。ati在aViVo平台的会上作了一个生动的演示，当将数字视频编码为H.264格式时，搭载普通显卡的系统CpU占用率高达90%，而改用atiRadeonX1000系列显卡后，执行同样操作时的CpU占用率只有30%。
高清视频解码及输出能力
在视频解码方面，支持HDtV级高清视频硬件解码已经是新一代显卡的标准。nViDiapureVideo在这方面功能强大，它可支持硬件加速HD-mepG2/wmV-HD/H.264解码、高阶动态自适应交错、全分辨率视频增强、扩展颜色支持、有害剪辑检测等大量的先进技术特性。在播放HDtV高清晰视频时，画面流畅无任何停顿感，CpU的占用率则被控制在40%-60%范围内。而aViVo在该方面也丝毫不逊色，它除了提供多种HD视频格式的硬件解码外，也增加对H.264解码加速的支持―Blu-rayDisc和HDDVD两大下一代DVD标准都采纳H.264作为视频编码技术，这样RadeonX1000系列显卡将能够轻松胜任高清Blu-rayDisc或HDDVD光碟的播放―在这些方面，aViVo与nViDiapureVideo可以说表现得旗鼓相当。
在视频质量优化方面，反交错技术被认为必不可少。nViDia在pureVideo技术中首次实现“空间-时间反交错处理”优化（Spatial-temporalde-interlacing），切实提高了反交错处理的视频质量，且效果优于ati以往的图形产品。而在RadeonX1000身上，ati引入全新的矢量自适应反交错算法，及时改善了反交错效果不如对手的弊端。
在输出能力方面，aViVo技术也有长足的进步。RadeonX1000GpU中都带有两个双连接的tmDS传送器，可支持两个高分辨率显示器的同步输出，这项能力在高端娱乐显卡中可谓首屈一指。另外，RadeonX1000又一项明显改进便是终于引入10bit显示管线，实现了10亿种色彩的输出显示能力。该项特性最早在matrox的parhelia系列显卡中实现，后来nViDia也及时跟进，但ati直到RadeonX1000时代才弥补欠缺，所幸今天的主流型LCD并未实现10bit每通道色彩显示，RadeonX1000增加该项特性并不算晚。