Quadro

Anatomical Travelogue의 아티스트들에게 힘을 실어주는 NVIDIA Maximus

AT (Anatomical Travelogue) 는 인체 내부 깊은 곳에서부터 심층적 이미지를 재현하기 위해 수상 경력에 빛나는 시각적으로 풍부한 의료 영상 기기를 생산하는 기업입니다. 각각의 하이엔드 3D 시각화 기능은 MRI, CT 스캔, 전자 현미경 및 기타 의료 영상 기술에서 가져온 실제 데이터를 사용해 만든 것입니다. AT는 세포, 조직 및 기관을 통한 분자 레벨부터 세분화된 실제 인체 자료에 대하여 세계에서 가장 큰 3D 라이브러리를 보유하고 있습니다. AT의 고객에는 과학 기관, 연구 기관, 약학 및 의료 기업 등이 포함됩니다.

인플루엔자 A 바이러스
인플루엔자 A 바이러스

고객들은 실감나는 의료 영상을 구현하기 위해 Anatomical Travelogue에 의존하며 이러한 자료는 컴퓨팅 기반 시뮬레이션을 필요로 합니다. 이 시뮬레이션은 종종 3D 해부 데이터의 볼륨(복셀) 렌더링과 박테리아 연구를 위해 약물이 인체를 통과하는 경로를 나타내는 애니메이션의 결합으로 이루어집니다. 이 의료 영상은 제약 회사들의 영업 도구로 종종 활용되거나 의료진이 환자 몸에 투여한 내부 약물 경로를 설명하는 데 사용됩니다.

과제:

옥수수 묘목 및 핵 관련 CT 스캔
옥수수 묘목 및 핵 관련 CT 스캔

이러한 정확도와 디테일 수준에서 영상을 재현하기 위해 25명의 아티스트로 구성된 AT 팀은 진정한 상호 소통과 투사된 영상을 실시간으로 보정할 수 있게 해주는 워크플로우 방법론을 필요로 합니다. 이 팀의 일반적 업무 프로세스는 Autodesk 3ds Max로 3D 데이터 가져오기, 수정 및 준비하기, Chaos Group의 V-Ray RT로 조명과 자료를 설정하고 시뮬레이션을 렌더링, 그리고 Eyeon Fusion으로 결합한 효과 및 애니메이션을 완벽한 하나의 클립으로 만드는 것입니다.

Anatomical Travelogue의 채드 케이프랜드(Chad Capeland)는 "우리의 워크플로우 상호 소통 능력은 Fusion 및 V-Ray RT로 파일을 GPU에 전송할 때만 빼고는 우수합니다"라고 말했습니다. 또한 그는 "GPU가 작동하는 동안 디스플레이 응답 속도가 떨어져 텍스트 에디터를 열 수 없었습니다. 시스템 전체가 중단된 것처럼 보여 아티스트들이 가만히 앉아 기다릴 정도로 매우 답답했습니다."라고 덧붙였습니다.

Anatomical Travelogue는 Fusion와 V-Ray RT에 내장된 GPU 가속화 도구를 통해 워크플로우 효율성을 극대화할 수 있는 방법을 모색해야 했습니다. 또한 그러한 작업으로 워크스테이션 전체가 마비되어 총 생산성이 떨어지는 사태가 벌어져서도 안됩니다.

솔루션:

유사 분열 단계의 림프구
유사 분열 단계의 림프구

NVIDIA를 오랫동안 사용한 케이프랜드는 NVIDIA Maximus 기술이 AT의 생산성 문제 해결을 약속할 수 있는 솔루션임을 인식하기 시작했습니다. 케이프랜드는 Quadro K5000Tesla K20로 듀얼 GPU를 구성한다면 Maximus가 하나의 GPU는 그래픽에, 다른 GPU는 컴퓨팅에 할당하여 병목을 제거할 수 있게 지원할 수 있을 것으로 예측했습니다. 케이프랜드는 그러한 결과가 AT의 워크플로우를 다음 레벨로 이동시킬 수 있을 것으로 확신했습니다.

케이프랜드는 "하나의 GPU에만 과부하를 걸면 결국 성능에 영향을 끼칠 것"이라고 말했습니다. "Maximus의 원리는 하나의 GPU에 그래픽을 할당하고 다른 GPU에 모든 컴퓨팅 기능을 할당한다면 한 개의 카드는 일반 데스크톱 경험을 극대화하고 다른 카드는 렌더링 작업과 그래픽 처리 작업을 나누어 수행할 수 있게 하는 것입니다. 이것으로 워크플로우를 급격히 개선할 수 있습니다. Maximus를 설치한 후 바로 우리가 원하는 결과를 얻을 수 있었습니다."

Maximus는 Fusion의 성능과 AT의 전체 워크플로우를 즉시 개선했습니다. 어플리케이션은 향상된 응답성과 상호 소통 능력을 입증했습니다. 또한 사용자들은 이전에는 한 번에 하나씩 완료해야 했던 작업을 이제, 듀얼 GPU로 데이터 처리와 렌더링을 동시에 수행할 수 있습니다. 이것으로 아티스트들은 데이터 처리와 동시에 심미적인 변경 작업이 가능했으며 렌더링으로 인한 지연 없이 남은 시간을 실험에 투입할 수 있습니다.

케이프랜드는 "Maximus 덕분에 Fusion은 성능 저하 없이 실시간 소통을 보장하면서 원래 의도대로 실행할 수 있습니다"라고 말했습니다. "이러한 신뢰도, 유연성, 실시간 대화형 피드백 제공 능력은 이 작업에 매우 중요한 요소입니다. 사실, 이전에는 오프라인으로 이어지는 렌더링으로 인한 시간 지연으로 인해 다른 것을 시도하기가 두려웠습니다. 그러나 지금은 그것이 문제가 되지 않기 때문에 더 많은 옵션을 확인하고, 궁극적으로 고객을 위한 최고의 품질을 구현할 수 있습니다."

효과:

Anatomical Travelogue는 현재 현미경을 통해서만 볼 수 있는 CT 스캔과 핵의학 영상을 통해 다양한 식물의 종을 시각화할 수 있는 짧은 촬영 기법을 연구하고 있습니다. 이 프로젝트는 해당 식물에 대한 3D 복셀 어레이를 기반으로 엄청난 양의 볼륨 렌더링을 포함합니다. 또한 Fusion의 텍스처 샘플링, 노이즈 제거, 프래그먼트 셰이더, 필터링 등을 필요로 합니다. 케이프랜드는 "이러한 유형의 작업에 Maximus를 이용하면 매우 원활하게 수행할 수 있습니다"라고 말합니다. "렌더링을 간소화함으로써 볼륨 렌더링 속도가 더 빨라져 파라미터를 조정한 후 즉시 결과를 확인할 수 있습니다. 오랫동안 그래픽 환경에서 작업하며 우리는 원치 않는 부작용으로 어려움을 겪고 있었습니다. 2개의 GPU를 단일 시스템에 탑재하는 것은 한 번도 생각해보지 못했지만 Maximus를 설치한 후부터 모든 문제가 해결되었습니다. 정말 아티스트들에게 많은 힘을 실어줄 수 있었습니다."

지방 세포 및 콜라겐 섬유
지방 세포 및 콜라겐 섬유

케이프랜드는 이어서 "Maximus와 듀얼 GPU를 사용한 후부터는 작업 전환에 대해 고민하지 않아도 됩니다. 소통한다고 해서 손해가 될 것은 없기 때문에 GPU 컴퓨팅을 항상 유지할 수 있습니다. GPU 속도가 떨어지지 않기 때문에 CPU에 신경 쓰지 않아도 됩니다. CPU로 실행하여 원하는 작업을 모두 완료하는 것처럼 응답 속도가 매우 빠릅니다. 이것은 모두 아티스트가 고민할 일에 속하지 않습니다. 그것은 이미지가 보이는 지점을 작업하고 내부 작업 일정을 고민하지 않고 해야 할 일들을 수행할 수 있는 새로운 방법입니다. 모든 작업이 상당히 효율적이고 신뢰적으로 이루어지기 때문에 목표에 집중하고 백그라운드에서 이루어지는 일들은 고민하지 않아도 됩니다. 업무를 효율적으로 간단히 수행할 수 있습니다."

인체 몸통
인체 몸통

Maximus로 전환한, 결과 Anatomical Travelogue는 불리한 상황을 역전시킬 수 있었고 ROI 또한 계속 증가했습니다. 아티스트들은 자신들의 미적 선택을 넓힐 수 있는 유연성을 확보해, 느린 시스템 성능으로 인해 고민하지 않고도 새로운 것들을 시도할 수 있었습니다. 케이프랜드는 "Maximus는 데스크톱을 통해 성능을 극대화시킬 수 있는 비용 효율적인 방법입니다"라고 말했습니다. "두 번째 카드만 버리고 특정 드라이버에 대한 확인란을 선택하기만 하면 성능과 소통 능력을 30-40%나 더 극대화시킬 수 있습니다. 지금까지 우리가 경험한 생산성 개선은 두 번째 GPU에 투자한 것을 훨씬 더 초월하는 수준입니다"