Render Farm - Dùng dịch vụ của bên thứ ba hay tự xây dựng?

Tiến bộ trong ngành công nghiệp 3D có thể là quá lớn. Xem một tác phẩm CG kinh điển từ ba thập kỷ qua như, Shrek (2001) do DreamWorks và nhận thấy sự khác biệt về chất lượng hoạt hình so với bây giờ.

Trong khi nhìn lại, “sự khởi đầu của cuộc cách mạng modeling”, dường như không còn xa. Cùng với cách hoạt hình 3D tiếp tục càn quét phương tiện truyền thông, gaming và kiến ​​trúc, sự phủ sóng của các xu hướng 3D trong năm 2019 báo hiệu rằng chúng ta có thể vô tình bị đẩy ra khỏi ngành. Các rào cản tăng lên khi nền công nghệ phát triển: chất lượng dịch vụ và chuyên môn vội vã để có thể bắt kịp.

Đối với những người đứng đầu các studio nhỏ, những người làm 3D tự do (3D freelancers), những người giỏi trong ngành sáng tạo sự cạnh tranh diễn ra mạnh mẽ hơn. Họ thường xuyên cho ra sản phẩm (output), chấp nhận những công việc quy mô lớn và hoàn thành nhiệm vụ nhanh hơn, là những cách đã được thử và chứng minh để giúp họ tiến lên trước và giành được cơ hội. Đây là một cuộc đua: tên của trò chơi là Tốc độ. Dẫu vậy, đó có thể là một vấn đề mà kết xuất đồ họa (rendering) có liên quan.

Kết xuất chủ yếu phụ thuộc vào năng lực phần cứng (hardware capability), gốc rễ của những tổn thất về tài chính (financial hurt). Điều này có thể tạo ra một rào cản thực sự trong việc thể hiện kỹ năng về kỹ thuật và sự sáng tạo. Nếu không có máy móc phù hợp, độ nhạy quang học (photorealism) của một chuỗi hình ảnh có thể phải giảm xuống chỉ để kịp đáp ứng deadline. Ngay cả khi “việc giữ hình ảnh chân thật (photo-real)” không phải là mục tiêu thì thời gian được phân bổ để kết xuất dự án cũng thường tạo ra một điểm gây tắc nghẽn lớn nhất trong hầu hết các quy trình làm việc (workflow). Kết xuất không chỉ tốn thời gian mà còn tốn nhiều tài nguyên. Không ai muốn đối mặt với một trong hai hoặc cả hai sự tốn kém này.

Bất kể là gì, điều này giống với vấn đề của hoàn cảnh hơn là sự hạn chế. Một nghệ sĩ 3D (3D artist) làm việc trong ngành kiến ​​trúc nội thất, so với lĩnh vực 3D nói chung, mà các dự án của họ thường có quy mô cố định hơn cùng với thời gian kết xuất trung bình có thể dự đoán được.

Tuy nhiên, hiện nay, công nghệ đã phát triển ở một mức độ nhất định, khi mà rất nhiều vấn đề của ngành công nghiệp 3D đã được giải quyết nhanh chóng. Vấn đề về kết xuất đồ họa cũng không phải là một ngoại lệ để có thể làm khó các công nghệ mới như điện toán đám mây (Cloud Computing). Xu hướng áp dụng công nghệ để giải quyết bài toán về tiêu tốn thời gian, tiêu tốn tài nguyên hay financial hurt được nhiều nghệ sĩ 3D, studio 3D lựa chọn. Phổ biến là dịch vụ kết xuất đám mây – Cloud Rendering, thuê máy CPU/GPU – GPUhub, điều khiển trang trại kết xuất từ xa – Remote Render Farm và rất nhiều dịch vụ với tính linh động cao để các nghệ sĩ 3D lựa chọn sao cho phù hợp với nhu cầu kết xuất của mình. Ở Việt Nam, iRender cũng đã cung cấp đầy đủ các dịch vụ này để phục vụ cả thị trường 3D trong nước và quốc tế.

Nhưng dù sao thì cũng đã đến lúc để đặt câu hỏi: Bạn có nên giảm tải cho việc kết xuất bằng việc sử dụng Render Farm của bên thứ 3 không? Hay bạn nên xem xét tự dựng render farm (rendering inhouse)?

Bài viết này sẽ vạch ra những lợi ích và hạn chế của cả hai lựa chọn.

Có rất nhiều điều cần xem xét khi tự đầu tư một Render Farm (ngân sách, không gian, điện v.v.); cách tốt nhất để bắt đầu là cấu trúc chúng dựa trên các loại chính các phần mềm và phần cứng. Mặc dù, hầu hết động lực để tự dựng farm có thể nhằm đáp ứng một số mối lo, nhưng không có gì phù hợp với DIY (Do it yourself) tốt hơn là xây dựng và duy trì Render Farm của riêng bạn. Giống với bất kỳ sự tự nỗ lực nào, những gì bạn nhận được tỷ lệ thuận với khoản đầu tư của bạn.

Các giấy phép phần mềm (Software Licenses)

Phần mềm đặt ra mức sàn và mức trần cho ngân sách của bạn và xác định các chi phí khác dao động như thế nào. Ngoài khả năng tương thích, việc giấy phép phần mềm thuộc loại single-use (hay còn được gọi là “node-locked license” – giới hạn việc sử dụng phần mềm cho một máy tính cụ thể) hay floating (có thể truy cập phần mềm từ bất kỳ máy tính nào trên hệ thống) đóng một phần quan trọng trong chi phí của bạn và liên quan trực tiếp đến số lượng node mà bạn cần. Giá trung bình hàng năm đối với Renderman là £680 (840 USD) cho mỗi giấy phép. Trong khi đó, việc tạo bằng Guerrilla Station là miễn phí, nhưng nó cần £630 (787 USD) cho mỗi node trong một cụm máy (cluster) gồm 10-19 node để thay phiên sử dụng Guerrilla Render.

Bạn nên tham khảo các đánh giá về các render engine (công cụ kết xuất) cho VFX (kỹ xảo điện ảnh), gaming, kiến ​​trúc… và danh sách các 3D renderer (trình kết xuất 3D) được cập nhật để bắt đầu khảo sát các tùy chọn phần mềm. Hãy ghi nhớ các điểm cụ thể sau đây cho Render Farm:

Nó hỗ trợ phần mềm nào mà bạn sử dụng cho ngành nghề của bạn?

• Thiết kế nhân vật (Character design), sử dụng Marvelous Designer, Maya và Zbrush. Tùy chọn làm việc là Arnold. Chi phí đăng ký hàng năm cho một giấy phép duy nhất là £605 (630 USD), £2280 (2370 USD) cho một gói 5 máy và £9060 (9420 USD) cho một gói 25 máy.
• ArchViz (Architecture Visualization), sử dụng Blender. Có nhiều lý do để Blender trở thành một lựa chọn hàng đầu cho ArchViz và một yếu tố quan trọng là nó miễn phí. Điều này sẽ hữu ích khi xem xét các chi phí có thể thấy trước trong việc mở rộng quy mô node. Ví dụ, trật tự một dự án có thể sắp xếp từ một ảnh đơn nội thất đến một chuỗi hình ảnh động dài của một tòa nhà.

Phần mềm ảnh hưởng như thế nào đến sự lựa chọn phần cứng của bạn? Điều này phụ thuộc vào việc bàn giao sản phẩm mà bạn dự kiến cho một công việc.

• Yêu cầu về hệ điều hành và hệ thống
• CPU, GPU hay Hybrid?
• Một giấy phép kết xuất có thể dùng cho một workstation (máy trạm) hay một số node giới hạn;
• Các mức giá khác nhau áp dụng cho multipack (nhiều cụm) và floating licenses có thể chưa bao gồm VAT và cam kết bảo trì.

Nguyên tắc vàng là luôn luôn phải cân nhắc về việc bàn giao sản phẩm của bạn. Chất lượng kết xuất (Render quality) là sự cân bằng giữa tốc độ và độ chính xác; nếu dòng công việc của bạn có đầu ra được cách điệu so với hiện thực (ví dụ thiết kế nhân vật) thì độ chính xác sẽ ít được quan tâm hơn. Mặt khác, trong khi Cycles và EEVEE của Blender là miễn phí, phải trả tiền để xem xét các tính năng đặc biệt: làm thế nào để có thể so sánh về thời gian kết xuất (độ lệch) và chất lượng kết xuất (GI)? Điều gì phù hợp với ngành nghề và công việc của bạn?

Phần cứng (Hardware)

Phần cứng là một chi phí trả trước, nhưng điều đó không có nghĩa là nó một lần. Trên thực tế, nó hơi khó tin nhưng: Những thứ tốt nhất sẽ trở thành hạng nhì sau hai năm.

Mặc dù vậy, có những mặt tích cực. Đối với những nhà cung cấp, bạn biết rằng ai là nhà tung những sản phẩm được ưa chuộng nhất ra thị trường chứ?

Một điều nữa là việc tùy chỉnh các node từ các hệ thống khác nhau giúp cải thiện hiệu suất với chi phí rẻ hơn. Vì bạn sẽ cần trả phí cho các giấy phép phần mềm cho từng node, hiệu suất trên mỗi máy là điều cần thiết. Điều đó cũng sẽ yêu cầu bảo trì, đồng nghĩa với việc cần thêm nhân viên.

Số lượng node và chất lượng mạng

Các node cần được liên kết trong một hệ thống mạng để phân chia nhiệm vụ. Một điểm mấu chốt trong việc giảm thời gian kết xuất là sự thực hiện song song: theo Luật Amdahl, sự tăng tốc bị giới hạn bởi thời gian cần thiết để thực hiện phần tính toán tuần tự khi mà khối lượng tệp được trải quá mỏng giữa quá nhiều node. Nói cách khác, một kết xuất vẫn nhanh hơn khi ở trong một mạng gồm năm node thay vì 50 node.

Dựa trên loại kết xuất phổ biến nhất của bạn, phương trình này có thể giúp ước tính số benchmark (điểm chuẩn) các node của bạn.

Không gian và điện

Dù lớn hay nhỏ,  Render Farm của bạn sẽ gây ồn ào. Rất nhiều tiếng ồn. Tốt hơn hết là giữ nó kín đáo. Nó cũng cần có một hệ thống làm mát (cooling system), nếu không, bạn sẽ cảm nhận được tác động của sự nóng lên toàn cầu trước năm 2050.

Không gian của bạn cũng phải có đủ cường độ dòng điện (ampere) cho các node của bạn. Hai máy tính tách riêng có thể làm hỏng bộ ngắt mạch của bạn trong điều kiện thông thường (15A – 20A mỗi ổ cắm). Trừ khi bạn sẵn sàng liên kết với các cửa hàng từ khắp nơi, tốt nhất là nên tham khảo ý kiến ​​với thợ điện của bạn.

Mặc dù giá điện và phụ phí có thể thay đổi, nhưng nếu bạn không cẩn thận, chi phí điện có thể cao hơn tổng của tất cả những thứ khác. Một cách để giảm chi phí điện là power-cycling. Mặc dù, có một lý do tại sao các hãng phim hoạt hình lớn sở hữu các in-house Render Farm 24/7/365: bật và tắt các node riêng lẻ để có thể làm giảm chi phí, nhưng đồng thời làm giảm đáng kể tuổi thọ phần cứng của bạn.

Song song với đó là việc tạo ra khí thải CO2. Bạn hoàn toàn có thể tính toán lượng khí thải carbon mà Render Farm của bạn tạo ra.

Ưu điểm

• Không có ai trong hàng đợi kết xuất (render queue)
• Kiểm soát tài chính nhiều hơn
• Tự do làm việc với cái nào bạn muốn, khi nào bạn muốn
• Hoàn toàn tùy chỉnh thiết lập theo nhu cầu và lĩnh vực của bạn
• Cung cấp dịch vụ độc lập cho khách hàng trong tương lai (không liên quan đến trách nhiệm pháp lý của bên thứ ba)

Nhược điểm

• Trả tiền trước và không linh động được về: Giấy phép phần mềm, khấu hao phần cứng, không gian, điều hòa không khí
• Chi phí bảo trì: Điện, nhân sự, bảo trì, quy mô Internet, đổi mới phần mềm và phần cứng
• Không thể thấy trước được việc hòa vốn

Điều quan trọng nhất khi xem xét các lợi ích và nhược điểm là việc một Inhouse Render Farm có khả năng thay đổi theo hoàn cảnh, và quan trọng là các cam kết của bạn đi sâu như thế nào. May mắn, việc có sẵn một phòng dự phòng, được đặt gần một trung tâm dữ liệu hoặc sở hữu phần cứng dự phòng đều tiện lợi, nhưng chắc chắn sự tiện lợi không phải là một khoản đầu tư. Bạn vẫn có thể bỏ ra ít tài chính hơn, nhưng nó cân bằng với thời gian và năng lượng đã bỏ ra. Bảo trì, nhân sự và update hệ thống tạo ra nhiều rào cản khác nhau.

Cách tốt nhất để tổng kết về các in-house render farm, chúng là một khoản đầu tư liên tục. Cuối cùng thì bạn sẽ hòa vốn, tuy vậy, bao lâu cho đến khi điều đó xảy ra lại một vấn đề khác.

Có sự đánh đổi cho tất cả mọi thứ. Thời gian, tiền bạc, chất lượng. Đối với render farm nói chung, bạn chỉ có thể chọn hai thứ dù bằng cách này hay cách khác.

Đó chính là lý do chính tại sao các render farm của bên thứ ba không miễn phí. Những thay đổi trong ngành 3D cũng ảnh hưởng đến cách chúng ta làm việc. Với việc tập trung vào việc sáng tạo nội dung, không có gì phải thắc mắc rằng tại sao sự tắc nghẽn trong quy trình làm việc lại xảy ra trong quá trình kết xuất thay vì bất cứ giai đoạn nào khác – và hãy đối mặt với nó, rằng mặc định rendering là một sự rắc rối.

Các mô hình của các Render Farm có thể là khác nhau. Quan trọng hơn là mỗi mô hình có ưu và nhược điểm gì. Nhưng dịch vụ trang trại kết xuất tốt nhất là tiện ích nhất, và nó giúp cho việc kết xuất mạng trở thành một trong những khía cạnh mang tính cách mạng hơn của ngành công nghiệp đang phát triển.

Cloud Rendering (Cloud Render Farm)

Khi kết xuất diễn ra trên một đám mây ảo, chi phí cao nhất có thể không còn là vấn đề: không gian và điện. Bảo trì không phải là một vấn đề trong các mô hình trả tiền theo mỗi lần sử dụng (pay-per-use). Ngoài ra, bạn quản lý cảnh của mình thông qua bảng điều khiển (dashboard) trên web. Ngay khi các tệp được tải lên, máy trạm của bạn có thể tự do làm việc với các dự án khác hoặc nghỉ ngơi.

• Không cần lo lắng về điện
• Truy cập vào phần cứng cấu hình cao
• Truyền dữ liệu, lưu trữ nhẹ nhàng và bảo mật riêng tư
• Hỗ trợ phần mềm theo quy mô công nghiệp và thương mại
• Mạng được tối ưu hóa tốc độ
• Tiếp cận các node có khả năng tăng quy mô

Đáng quan tâm là dịch vụ Cloud Rendering được tự động hóa, được trang bị trình quản lý hàng đợi (queue manager) phân phối công việc cho các node đang sẵn có. Dịch vụ GPUhub cho thuê máy chủ CPU/GPU  cung cấp các hệ thống ưu tiên, cho phép người dùng quản lý linh hoạt công việc của họ. Các yêu cầu hoàn thành dự án khẩn cấp có thể thông qua dịch vụ premium để cắt giảm thời gian; mặt khác, công việc ưu tiên thấp thì có thể lựa chọn dịch vụ bình thường với chi phí rẻ hơn khi thời gian cho phép. Ở iRender, thời gian quay vòng dài nhất là 1-3 ngày, trong khi tối ưu hóa các cảnh và đánh giá lại quy trình sản xuất, vẫn là một cách hiệu quả về chi phí để hòa vốn mà không phải lãng phí nhiều như ở phương pháp tự đầu tư.

Như đã đề cập, mỗi mô hình render farm có nhược điểm riêng của nó. Tương tự, kết xuất qua mạng có những rủi ro dẫn đến các khung hình không sử dụng được:

• Không có các asset bên ngoài do chuẩn bị cảnh không hoàn chỉnh. Tuy nhiên, khác với các Render Farm khác iRender có hỗ trợ người dùng tính năng auto-collect missing files để render mà không bị lỗi.
• Bị sự cố khi upload
• Hành vi không lường trước được
• Phiên bản phần mềm và plugin không tương thích

Vì nhiệm vụ được tự động hóa, điều tốt nhất bạn có thể làm là giám sát dự án của bạn và hủy công việc khi kết xuất thất bại để tránh lãng các chi phí không cần thiết.

Những lợi ích vốn có của Cloud Rendering vượt trội hơn hẳn so với các cách thức kết xuất khác, chắc chắn là như vậy. Đó là lý do tại sao lại có nhiều bên cung cấp đến vậy. Tính năng chính là yếu tố quyết định, đặc biệt so với các in-house render farm, những yếu tố tạo nên sự ưu việt cho Cloud Render Farm phần lớn phụ thuộc vào chất lượng của dịch vụ chăm sóc khách hàng và các hỗ trợ về mặt công nghệ của farm mà bạn chọn.

Cuối cùng, lựa chọn xây dựng in-house render farm hay sử dụng dịch vụ render farm của bên thứ ba là nằm ở bạn. Tuy nhiên, một kích bản phổ biến là chia nhỏ các chuỗi và xem trước ở in-house, sau đó giảm tải các sản phẩm quy mô lớn hoặc các dự án gây áp lực về thời gian thông qua việc sử dụng dịch vụ Cloud Render Farm. Các hãng phim lớn hơn thường sử dụng các in-house render farm để bàn giao sản phẩm đúng tiêu chuẩn, nhưng vẫn sử dụng các dịch vụ của các bên thứ ba để xử lý các cảnh nặng với thời gian quay vòng nhanh hơn.

Điều gì xảy ra sau đó là tùy thuộc vào bạn. Ngành công nghiệp 3D luôn thay đổi. Chúng tôi thay đổi nó cho dù chúng tôi có làm gì đó về 3D hay không. Đây là trường hợp cụ thể, và bạn có thể chờ để thấy các trường hợp liên quan đến lợi ích của bạn sớm hơn bạn mong đợi.

Mặc dù, có khấu hao nhưng phần cứng có khả năng được giảm giá. Giá cho các dịch vụ kết xuất trực tuyến (online render farm) có thể giảm. Các nguồn tài nguyên về giáo dục và các kỹ xảo mới mọc lên, và ở đó luôn luôn có những người làm việc thực sự để cống hiến cho sự sáng tạo.

Điều quan trọng là các lựa chọn tuyệt vời để cải thiện hầu như không thiếu. Rốt cuộc, một phần của việc trở thành một nghệ sĩ 3D là bạn phải đổi mới. Bạn không bao giờ chỉ làm “make do” với những gì bạn có.

Bạn cũng có thể làm với “make with”!