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NVIDIA Maximus offre possibilità straordinarie agli artisti di Anatomical Travelogue
Anatomical Travelogue Case Study Image

Virus A dell'influenza

Anatomical Travelogue (AT) è un produttore pluripremiato di video medicali di straordinaria ricchezza visiva. L'azienda utilizza tecnologie all'avanguardia per creare immagini sensazionali delle parti più invisibili dell'organismo umano. Ogni visualizzazione 3D di fascia alta viene prodotta usando dati effettivi acquisiti da imaging a risonanza magnetica, tomografia computerizzata, microscopia elettronica e altre tecnologie di imaging medicale. AT possiede la libreria 3D più ampia al mondo di dati umani reali e segmentati. Questa libreria parte dal livello molecolare e risale sino alle cellule, agli organi e agli apparati. I clienti di AT includono corporazioni scientifiche, istituti di ricerca, aziende farmaceutiche e di media.

I clienti si affidano ad Anatomical Travelogue per fornire un imaging medicale altamente realistico, operazioni che richiedono simulazioni particolarmente intense dal punto di vista dei calcoli. Queste simulazioni spesso prevedono il rendering volumetrico (voxel) di dati anatomici 3D combinati con animazioni. Questo processo serve a rendere tracciabile il percorso di un farmaco nel corpo umano oppure a rendere immediatamente comprensibili gli studi batterici. Questi video sono spesso utilizzati dalle aziende farmaceutiche come strumenti di vendita, o dai dottori come mezzo per descrivere le procedure mediche ai pazienti.

SFIDA

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Tomografia computerizzata delle piantine e dei semi di granturco

Per creare lavori con questo livello di precisione e dettaglio, il team di AT, composto da 25 artisti, richiede un workflow che permette una reale interattività e la capacità di ottimizzare i progetti in tempo reale. Il tipico processo del team coinvolge l'importazione, la modifica e la preparazione dei dati 3D in Autodesk 3ds Max, la definizione delle luci e dei materiali e il rendering delle simulazioni in Chaos Group V-Ray RT, nonché l'applicazione di effetti compositi e animazioni alla clip finale con Eyeon Fusion.

“Il nostro workflow è estremamente interattivo, fatta eccezione per le fasi di invio dei file alla GPU usando Fusion e V-Ray RT”, ha spiegato Chad Capeland, Direttore del reparto R&D di Anatomical Travelogue. “Quando la GPU stava lavorando a pieno carico, potevo a malapena aprire un editor di testo. Il display era inerte, totalmente bloccato. Questo finiva per rallentare l'intero sistema. Era davvero frustrante per gli artisti doversi fermare ad aspettare la fine del ciclo di elaborazione.”

Insomma, Anatomical Travelogue doveva trovare un modo per ottimizzare il workflow sfruttando gli strumenti di accelerazione via GPU di Fusion e V-Ray RT, senza che queste operazioni assorbissero tutte le risorse di una workstation, facendo precipitare la produttività generale.

SOLUZIONE

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Mitosi di un linfocita

Capeland, utente di lunga data dei prodotti NVIDIA, ha iniziato a interessarsi della tecnologia NVIDIA’s Maximus come possibile e promettente soluzione per i problemi di produttività di AT. Capeland si è ben presto reso conto che Maximus, grazie alla configurazione a doppia GPU che include una Quadro K5000 e una Tesla K20, avrebbe spazzato via i colli di bottiglia dal workflow, permettendo di dedicare una GPU alla grafica e una al computing. Capeland era persuaso che i risultati avrebbero permesso una vera e propria evoluzione del workflow di AT.

“Sovraccaricare una sola GPU finisce per far scadere sensibilmente le prestazioni”, spiega Capeland. “L'idea su cui si fonda Maximus è proprio quella di suddividere i compiti tra le due GPU dedicate. Questa suddivisione, che affida le normali attività operative del desktop a una scheda e le operazioni di rendering ed elaborazione grafica a un'altra, dovrebbe migliorare nettamente il workflow. Abbiamo installato Maximus e i risultati che abbiamo ottenuto sono proprio quelli sperati.”

Maximus ha immediatamente migliorato le performance di Fusion e il workflow complessivo di AT. Le applicazioni hanno dimostrato una migliore interattività e reattività, mentre gli utenti sono stati in grado di elaborare e renderizzare simultaneamente i dati sulle due GPU, Prima, queste attività dovevano essere svolte sequenzialmente. Questa nuova situazione operativa ha permesso agli artisti di apportare cambiamenti di natura estetica con i dati ancora in elaborazione, dando loro la libertà di sperimentare senza accumulare ritardi.

“Maximus ha permesso di eseguire Fusion come era stato inizialmente previsto, cioè come un'applicazione interattiva in tempo reale senza alcun intoppo o rallentamento”, ha dichiarato Capeland. “Questa affidabilità e fluidità e la capacità di fornire commenti interattivi in tempo reale sono doti assolutamente cruciali per noi. Prima sperimentare ci spaventava, perché il rendering sarebbe durato troppo a lungo e questo avrebbe fatto accumulare ritardi incompatibili con le scadenze. Ora tutto questo non è più una preoccupazione, quindi posso esplorare altre opzioni e, in ultima analisi, ottenere risultati di maggiore qualità per i nostri clienti.”

IMPATTO

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Adipociti e fibre di collagene

Al momento Anatomical Travelogue sta lavorando su una serie di cortometraggi che visualizzano varie specie vegetali usando tomografie computerizzate microscopiche e imaging nucleare. Il progetto prevede il ricorso massiccio al rendering volumetrico basato su un'array di voxel 3D di ogni pianta specifica. Il progetto inoltre richiede il texture sampling, la riduzione dei disturbi, i fragment shader, il filtraggio e altre operazioni in Fusion. “Eseguire un lavoro di questo tipo con Maximus è incredibilmente facile, fluido e veloce”, ha dichiarato Capeland. “Le renderizzazioni sono veloci, il rendering volumetrico è nettamente più rapido e siamo in grado di regolare i parametri e di vedere immediatamente i risultati. Abbiamo lottato molto a lungo con gli effetti collaterali indesiderati delle operazioni in ambiente grafico. Non avevamo mai pensato di mettere due GPU in una sola macchina, ma appena abbiamo messo alla prova Maximus abbiamo riscontrato che questa configurazione risolve ogni problema. Ha permesso ai nostri artisti di fare molto di più. Non vogliono più farne a meno.”

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Tronco umano

Capeland prosegue: “con Maximus e le due GPU non dobbiamo più preoccuparci della sequenza delle operazioni. Possiamo continuare a lavorare sulla stessa macchina grazie alla GPU di elaborazione, dato che questa consente di non perdere interattività e prestazioni durante le attività grafiche. Non ho mai dovuto affidarmi alla CPU; la mia GPU non perde neanche un colpo. Tutto è sempre perfettamente reattivo e funziona a dovere. A velocità sbalorditive. Insomma, adesso gli artisti hanno una preoccupazione in meno. È un modo davvero rilassante di lavorare. Finalmente si può esaminare l'immagine su cui si sta lavorando e fare ciò che occorre invece di preoccuparsi della programmazione delle attività. Tutto funziona in modo così efficiente e affidabile che ci si può concentrare sul lavoro senza preoccuparsi minimamente delle operazioni da svolgere. In definitiva, si lavora in modo molto migliore.”

Il passaggio a Maximus è stato eccezionalmente vantaggioso per Anatomical Travelogue. Il ROI è in crescita continua, dato che ora gli artisti dispongono della flessibilità necessaria a scatenare la propria creatività e sperimentare senza essere puniti da rallentamenti di sistema. “In ultima analisi Maximus è un modo estremamente conveniente per ottenere maggiori prestazioni dai propri desktop”, ha concluso Capeland. “Tutto quello che occorre è inserire una seconda scheda nel proprio sistema, selezionare una casella di controllo del driver. L'effetto è un aumento istantaneo del 30-40% in termini di prestazioni e vera interattività. I miglioramenti della produttività che abbiamo riscontrato superano nettamente l'investimento necessario per acquistare una seconda GPU.”

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