Bứt tốc quá trình render cho Blender với iRender

Đã bao giờ bạn thắc mắc vì sao học 3D với Blender lại hấp dẫn giữa một rừng các phần mềm đồ họa 3D tiếng tăm khác? Blender là một phần mềm thiết kế 3D miễn phí, nhiều chức năng và rất nhiều plugin được các họa sỹ và các công ty lớn đứng sau hậu thuẫn. Blender hoạt động dựa trên bản quyền GPL – giấy phép phát hành miễn phí và mã nguồn mở.

Trong bài viết này, iRender sẽ không chỉ trả lời cho bạn câu hỏi ban đầu mà còn cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quát về phần mềm và cách để tăng tốc quá trình render cho Blender!

Năm 1998, Ton Roosendaal (người Hà Lan) quyết định thành lập một công ty mang tên là Not a Number (NaN) với định hướng phát triển thành một phần mềm thiết kế 3D nhỏ gọn và miễn phí. 

Tuy nhiên mục tiêu không giống như các phần mềm 3D, như 3D Studio Max chuyên biệt cho giới kỹ sư, công nghiệp, kiến trúc hay Maya chuyên biệt cho giới làm hoạt hình, kỹ xảo. Blender có mục tiêu chinh phục mọi lĩnh vực, là gói phần mềm hoàn chỉnh bao gồm mọi thứ từ thiết kế, tiền kỳ tới hậu kỳ.

• 1.0 phiên bản đầu tiên, là sản phẩm nội bộ chạy trên Silicon Graphics IRIX (1995)
• 1.21 phát hành dưới dạng freeware SGI (1998)
• 1.3 chạy trên Linux/FreeBSD (1998)
• 1.5 chạy trên Windows, có tài liệu hướng dẫn đầu tiên, C-key (1999)
• 2.0 làm game engine (2000)
• 2.25 Bắt đầu cho giai đoạn mã nguồn mở (2002)
• 2.3 cải tiến giao diện và phần dựng hình (2004)
• 2.4 cải tiến vào quy trình sản xuất, pipeline, làm các dự án mở như phim ngắn (2006)
• 2.5 viết lại mã nguồn chạy trên Windows, hệ thống Event (2009)
• 2.6 tích hợp Cycles render GPU, pipeline làm kỹ xảo điện ảnh (2012)
• 2.7 hỗ trợ sculpting, hoàn thành mục tiêu “Mango” (2014)
• 2.8 hỗ trợ render real time EEVEE (2018)

So với các ứng dụng 3D khác thì Blender yêu cầu phần cứng thấp hơn nhiều lần. Tuy nhiên, cấu hình mạnh vẫn là điều cần thiết để có thể làm việc với những hiệu ứng phức tạp.

• Bộ xử lý trung tâm CPU

Cấu hình CPU tiêu chuẩn được Blender khuyến nghị là vi xử lý 64-bit 8 nhân. Về mặt lý thuyết, Blender có thể sử dụng vô số lõi và không hề có giới hạn nào. Tuy nhiên, bạn cần phân biệt rõ ràng rằng quá trình mô hình hóa và quá trình render sẽ hiệu quả trên từng yêu cầu khác nhau của CPU. Nhìn chung, các mô phỏng vật lý (ví dụ tác vụ mô hình hóa) có xu hướng sử dụng CPU ít lõi vì chúng có xu hướng cần kết quả của các phép tính trước đó để tiếp tục nên các phép tính khó có thể  thực hiện song song. Ngược lại, đối với các tác vụ render, máy tính càng có nhiều lõi, hiệu suất render nhận được càng cao, bởi các CPU đa nhân hầu như luôn hoàn thành rất tốt công việc thực hiện các phép tính phức tạp.

Tuy nhiên, Blender sẽ khác biệt một chút bởi số lượng lõi không phải là yếu tố cốt yếu ảnh hưởng đến hiệu suất trên phần mềm này, mà đó là số lượng luồng mà CPU có thể bơm ra và vẫn duy trì tốc độ tối ưu. Nếu bạn đang dùng công cụ Cycles để render, bạn có thể nhìn thấy những hình vuông màu cam nhỏ di chuyển khắp màn hình của bạn. Mỗi một ô vuông này là các luồng của CPU, số lượng luồng càng nhiều, ô vuông màu cam hiển thị hình ảnh chi tiết hơn. Bạn có thể yên tâm rằng, tất cả các máy tại iRender farm đều được trang bị CPU Dual Xeon E5-2670 v2 với 20 nhân 40 luồng chắc chắn sẽ mang lại hiệu suất tối ưu cho việc dựng hình của bạn.

• Bộ nhớ RAM

Trên trang web chính thức của nhà sản xuất, 32GB RAM được coi là đủ tiêu chuẩn để sử dụng Blender hiệu quả. Tuy nhiên, trên thực tế sử dụng, Blender có thể làm được nhiều thứ nhưng lại không chuyên về một tác vụ riêng biệt nào. Đó là lý do nó không được tối ưu hóa cho các điều kiện hiệu suất cụ thể dẫn đến việc cần nhiều RAM hơn các phần mềm thông thường. Nói dễ hiểu hơn, bộ nhớ đệm cache luôn phải liên tục lưu trữ lại các đối tượng cho mỗi công cụ sửa đổi đang hoạt động trên Blender, gây ảnh hưởng đến ngăn xếp công cụ sửa đổi và trình điêu khắc của Blender. Bạn sẽ cần dung lượng bộ nhớ đáng kể để máy tính hoạt động các tác vụ đó ổn định cũng như render mượt mà.

Nếu bạn đang sử dụng Blender , ngay cả để tạo mô hình đa giác thấp và các cảnh đơn giản, bạn vẫn cần ít nhất 32GB RAM để PC của mình hoạt động tốt. Nếu bạn có xu hướng sử dụng đa nhiệm thì tối thiểu 64GB RAM sẽ giúp bạn hạn chế mất dữ liệu và cải thiện độ ổn định khi dùng Blender. Đó cũng là lý do iRender cung cấp cho khách hàng bộ nhớ RAM 128 – 256GB giúp lưu trữ dữ liệu của nhiều chương trình chạy song song, nhờ đó việc xử lý đa nhiệm (chạy nhiều ứng dụng cùng lúc) mượt mà và nhanh chóng hơn. Chúng tôi thấu hiểu nhu cầu thực tế của người họa sỹ, chúng tôi biết rằng một người nghệ sĩ 3D hiện đại luôn muốn khai phá sự sáng tạo hơn nữa chứ không chỉ trong khuôn khổ một phần mềm.

• Dung lượng ổ cứng

Ngoài những yếu tố phần cứng như RAM hay một bộ vi xử lý đủ mạnh, ổ lưu trữ SSD chắc chắn cũng là một trong những yếu tố quan trọng đem lại cho máy tính của bạn tốc độ xử lý nhanh nhất. Đối với SSD, chúng tôi đặc biệt khuyên bạn nên chọn SSD NVMe. Mức chênh lệch giá giữa SSD SATA và NVMe không quá cao, nhưng hiệu suất đạt được là cả một sự khác biệt đáng kể.

Trong khi rất nhiều render farm nổi tiếng khác như Fox Render Farm hiện vẫn đang sử dụng ổ cứng HDD thì chúng tôi – iRender mạnh tay đầu tư SSD NVme cho toàn bộ render farm của mình. Chúng tôi định nghĩa: Render tối ưu phải đi song song với tốc độ nhanh chóng.

Hãy luôn đảm bảo cài đặt trình điều khiển mới nhất từ trang web của nhà sản xuất card đồ họa. Các yêu cầu này dành cho hoạt động cơ bản của Blender, trình render Cycles qua GPU sẽ đòi hỏi yêu cầu cao hơn.

NVIDIA: Tối thiểu từ dòng Nvidia GeForce 400 trở lên, kiến trúc GPU Quadro Tesla hoặc cao hơn, bao gồm các card RTX với trình điều khiển NVIDIA (danh sách tất cả GPU GeForce và Quadro).

AMD: Tối thiểu từ kiến trúc Graphic Core Next GCN thế hệ thứ nhất trở lên hoặc cao hơn. Kể từ Blender 2.91, kiến trúc Terascale 2 đã ngừng được hỗ trợ. Hãy thử sử dụng trên phiên bản 2.90 (danh sách tất cả GPU AMD).

Intel: Tối thiểu kiến trúc Haswell hoặc cao hơn (danh sách tất cả GPU Intel).

Hệ điều hành Mac: Tối thiểu phiên bản 10.13 hoặc cao hơn với phần cứng được hỗ trợ từ Apple.

Khác với những phần mềm thiết kế 3D khác như Maya hay 3DS Max, Blender không yêu cầu người dùng phải mua bản quyền hoặc có tài khoản đăng ký trước đó. Blender là phần mềm hoàn toàn miễn phí, rất dễ dàng download và cài đặt trên máy tính. Một quan niệm sai lầm rất phổ biến là nếu cái gì miễn phí thì đều không tốt. Mặc dù, nó có thể đúng với một số thứ. Tuy nhiên, bạn có thể yên tâm điều này thật sự không đúng đối với trường hợp của phần mềm này. Blender có nhiều ưu điểm, và thậm chí có nhiều tiên phong trong thế mạnh làm đồ họa 3D. Bạn có thể tham khảo ở phần sau của bài viết.

Tiếp theo, tôi sẽ làm rõ các khái niệm: Freeware và Open-source. Những phần mềm, ứng dụng miễn phí mà chúng ta vẫn hay dùng (không tính đến việc crack) thường sẽ có thời hạn sử dụng hoặc giới hạn chức năng nhất định. Đó gọi là Freeware. Open-source là dạng phần mềm mở mã nguồn tức là công khai các mã nguồn lập trình bên trong nó, có nghĩa là bạn có thể sử dụng nó miễn phí vô thời hạn vì tất cả mọi người đều có thể lấy mã nguồn đó nghiên cứu, thay đổi và cải tiến phần mềm, và phân phối phần mềm ở dạng chưa thay đổi hoặc đã thay đổi. Hiện nay phần mềm mã nguồn mở được phát triển rộng rãi và thay thế hầu hết các phần mềm thương mại với tính năng tương đương, thậm chí tốt hơn, có thể kể đến như WordPress, Opencart… 

Việc phần mềm Blender miễn phí và có mã nguồn mở dẫn đến việc hình thành cộng động người sử dụng trở nên đông đảo hơn, các tài nguyên, tài liệu cũng được chia sẻ chi tiết.

Blender có mọi thứ các phần mềm đồ họa khác đang có: từ Global Illumination, real time viewport, sử dụng vật liệu dạng node base, vẽ texture 3D, smoke/fire/fluid simulation, khả năng UV nhanh với set UV magic, tracking được footage làm VFX cho motion tracking, animation được với nhiều công cụ hỗ trợ animation không thua gì Maya, Cinema 4D, hỗ trợ Python scripting mạnh mẽ, có cả trình biên tập video và dàn dựng hậu kỳ, hoạt động nhuần nhuyễn với cả âm thanh.

Không chỉ vậy, Blender sở hữu nhiều yếu tố tiên phong trong các chức năng về thế mạnh 3D:

• Mở file trong Blender tương thích ngược mọi phiên bản, điều này là không thể với các sản phẩm của Autodesk.
• Tốc độ load siêu nhanh, không cần cài đặt hay chạy bất cứ nền tảng nào, với dung lượng chỉ khoảng 250MB so với các phần mềm khác thường vào khoảng vài Gigabyte.
• Là mã nguồn mở được tài trợ bởi NVIDIA, AMD, Epic Games, Ubisoft và được cộng đồng mạng hỗ trợ đông đảo, từ group trên mạng xã hội đến các forum.

Trong suốt lịch sử phát triển của mình, các công cụ render đã được Blender cải tiến và tối ưu hóa để phù hợp với tất cả tiêu chuẩn sản xuất trong ngành, bao gồm phim ảnh, truyền hình, quy trình VFX, v.v. Các công cụ render có sẵn bao gồm: Workbench, Cycles và Eevee đều đạt tiêu chuẩn về các thông số và tùy chọn có sẵn cho các nhà sáng tạo. 

Blender cũng được biết đến với tính linh hoạt trong quá trình hậu kỳ, người dùng có thể sử dụng bộ xử lý trung tâm (CPU) hoặc card đồ họa (GPU) của máy tính, hoặc thậm chí cả hai để thực hiện render. Thậm chí, Blender không giới hạn số lượng GPU render và tỷ lệ hiệu suất gần như tuyến tính. Để đáp ứng tính linh hoạt của Blender nói riêng và nhiều phần mềm khác nói chung, iRender cung cấp 3 server chính để người dùng Blender hoàn toàn có thể chủ động lựa chọn máy chủ muốn sử dụng theo nhu cầu render của mình: (1) CPU Server , (2) Sing-GPU Server và (3) Multi-GPUs Server.

Trong trường hợp bạn thường xuyên render qua CPU, quá trình hậu kỳ sẽ tối ưu nhất khi sử dụng CPU đa luồng. iRender cung cấp dàn render farm trang bị CPU Dual Xeon E5-2670 v2, 20 nhân 40 luồng, cùng với mức giá thuê cạnh tranh chỉ $1/ giờ chắc chắn sẽ là  một lựa chọn xứng đáng để cân nhắc. Thậm chí, khi bạn có nhu cầu dùng máy cho những dự án lớn trong một thời gian dài, bạn có thể tiết kiệm tới 40% chi phí với các gói thuê cố định theo ngày, tuần, tháng của chúng tôi. iRender – kết xuất hiệu quả – chi phí cạnh tranh.

Đối với những nghệ sĩ yêu thích sự chân thực của Cycles nhưng tốc độ xử lý hình ảnh chậm hơn Eevee thì việc sử dụng thêm GPU chắc chắn sẽ giúp bạn tăng tốc độ render của mình. iRender cung cấp hai GPU server chính: gói cấu hình 1 card + gói cấu hình 6 cards để bạn lựa chọn cùng với nhiều dòng GPU mới nhất từ ​​NVIDIA: RTX 2080 Ti, RTX 3080, RTX 3090 – chắc chắn vượt xa yêu cầu về card đồ họa đề xuất. Với iRender: công nghệ phải là xu hướng mới nhất. Không chỉ vậy, những cấu hình này còn được tích hợp công nghệ NVlink mới nhất giúp băng thông dữ liệu giữa GPU và CPU nhanh hơn từ 5-12 lần so với cổng PCI Express. NVLink có thể được sử dụng như một memory pool lớn cho GPU để hiển thị các cảnh phức tạp. Khách quan mà nói, cấu hình Multi-GPUs của iRender thực sự mang lại tốc độ, chất lượng hình ảnh và hiệu suất vượt ngoài mong đợi của tất cả những họa sĩ 3D muốn trải nghiệm sức mạnh mới cho ngành công nghiệp đồ họa. Ngoài ra, chúng tôi còn cung cấp tính năng “Clone” giúp bạn sao chép toàn bộ dữ liệu của một máy chủ và tạo hàng loạt bản sao y hệt. Đây là một chức năng cực kỳ hữu ích khi người dùng có số lượng frame lớn cần render cho Blender đồng thời trên nhiều máy chủ với cùng một phần mềm, cài đặt và cấu hình.

Phần tiếp theo của bài viết này sẽ giới thiệu sơ qua về các công cụ kết xuất nội bộ của Blender, giúp bạn có một cái nhìn tổng quan hơn về sự khác biệt giữa chúng.

•  Workbench

Workbench được coi là công cụ render cho Blender đầu tiên, được tối ưu hóa để mang lại một quá trình render nhanh nhất và đơn giản nhất để mô hình hóa và thử nghiệm animation. Chúng tôi khuyến khích bạn sử dụng trình render này để hiển thị hình ảnh khi dựng hình trong khung 3D viewport. Khi bạn cần gửi cho khách hàng một báo cáo tiến độ hoàn thành cơ bản về vị trí thiết lập cảnh, animation hoặc điều khiển mô hình nhân vật, Workbench sẽ là một lựa chọn phù hợp.

Tương tự các chương trình điêu khắc 3D như Zbrush, Workbench cung cấp một tùy chọn để phân bổ ngẫu nhiên hoặc riêng lẻ màu sắc và ảnh chụp vật liệu cơ bản (MatCap) cho các đối tượng cụ thể, giúp mô hình của bạn trở nên sống động trong khi thử nghiệm animation hoặc bố cục cảnh. Ngoài ra, Workbench cũng cung cấp một vài tùy chọn thú vị khác cho bản xem trước Viewport, chẳng hạn như xuyên thấu, đổ bóng tia x-quang, lỗ trống hoặc đổ bóng đơn giản.

•       Cycles

Cycles là một giải pháp render vật lý, có khả năng path tracing (dò đường dẫn) của Blender. Đây là một công cụ linh hoạt khi có thể hậu kỳ trên cả CPU hoặc GPU của bạn để tạo ra những cảnh và animation vô cùng chân thực. Render trong Cycles sử dụng các Samples (Mẫu) – là một tia sáng duy nhất được gửi từ một điểm ảnh đến máy ảnh để tạo ra hoạt động trong một cảnh duy nhất. Bạn càng có nhiều mẫu, chất lượng cảnh của bạn càng cao. Tuy nhiên, điều đó cũng có nghĩa là thời gian render cho Blender sẽ càng lâu và CPU/ GPU của bạn sẽ phát xử lý nhiều hơn.

Đặc điểm chính của Cycles là khả năng dò đường dẫn của nó. Tương tự như dò tia, dò đường dẫn là một quy trình thuật toán hiển thị hình ảnh bằng cách mô phỏng cách ánh sáng phản chiếu trên một vật thể. Thuật toán này dò các đường dẫn ánh sáng của nó từ máy ảnh chứ không phải từ nguồn sáng, làm cho Cycles trở thành một loại công cụ dò tìm đường “ngược”.

Cycles có thể làm tốt tất cả các hiệu ứng xử lý hậu kỳ bao gồm độ sâu trường ảnh (DOF), Bloom (Độ nở), Motion Blur (Độ mờ chuyển động) và Screen-space Reflections (Phản xạ màn hình). Công cụ render ban đầu của Pixar Renderman thực sự hoạt động khá giống với Cycles, nhưng điều khiến Renderman yếu thế hơn đó là giao diện chưa thân thiện với người dùng, đây lại là điều mà Cycles làm rất tốt.

Trên hết, Cycles cũng là một công cụ plug-in có thể sử dụng với các phần mềm khác như Cinema 4D và Maya, khiến nó trở thành một trong những công cụ render cho Blender linh hoạt nhất được sử dụng trong những phần mềm 3D hiện đại. Cycles hoàn toàn miễn phí và đã được tích hợp sẵn vào Blender. Tất cả điều này làm cho Cycles trở thành một công cụ render tuyệt vời cho bất kỳ nhà thiết kế mô hình 3D đang có một ngân sách còn hạn chế.

•         Eevee

Có những trường hợp, người dùng sẽ cần một tốc độ render cho Blender nhanh chóng hơn là độ chính xác và công cụ Eevee của Blender sinh ra để đáp ứng nhu cầu đó. Eevee (viết tắt của Extra Easy Virtual Environment Engine) là công cụ render tích hợp gần đây nhất của Blender, được cung cấp bởi bộ code tương tự sử dụng cho Unreal Engine do Epic Games phát triển. Mặc dù nó không thể cạnh tranh với Cycles về mặt chất lượng hình ảnh, nhưng nó vẫn hoàn toàn độc đáo và nổi bật với tốc độ vô song của mình.

Công cụ render vật lý này không chỉ được sử dụng như một trình render mà còn được dùng để render vật lý (PBR) cùng với một kho tàng thư viện khổng lồ chắc chắn sẽ đem đến cho bạn kết quả ấn tượng và tức thì trong khung xem trước Viewport. Trong khi Unreal Engine chủ yếu được sử dụng để chơi game, Eevee sẽ tận dụng được tối ưu nhất khi sử dụng cho animation và VFX.

Eevee chia sẻ cùng một hệ thống vật liệu có sẵn dựa trên các nút (đáng chú ý nhất là vật liệu BSDF) có trong công cụ Cycles và đồng thời nó có thể hoạt động với các cảnh đã có từ trước được thực hiện trên Blender. Tuy nhiên, các vật liệu cao cấp hơn như vật liệu phân tán dưới bề mặt và vật liệu phủ trong thường có xu hướng hiển thị không chân thực bằng các vật liệu hình sao (mặc dù chúng vẫn khá ấn tượng) khi chạy trên Eevee.

Khi render, hãy tận dụng khả năng của Eevee để xử lý các tính năng trong quá trình hậu kỳ bao gồm DOF, Ambient Occlusion (đổ bóng môi trường) và Screen-space Reflections (Phản xạ màn hình) một cách dễ dàng.

Blender ngày càng phát triển với nhiều tùy biến mạnh mẽ, dần khẳng định vị thế của mình trong ngành công nghiệp đồ họa, được dùng nhiều hơn trong sản xuất thực tế, bao gồm không chỉ phim hoạt hình Next Gen trên Netflix được đầu tư rất lớn mà còn nhiều sản phẩm game bom tấn như Homeworld 3 (2022) đang được phát triển, chưa kể đâu đó trong các mảng thiết kế sản xuất về môi trường, kiến trúc, về mô hình, animation, look dev và render.

Blender vốn đã rất tuyệt vời, hãy nâng cấp quá trình render cho Blender của bạn tối ưu hơn nữa bằng cách trải nghiệm siêu cấu hình của chúng tôi tại đây. Những gì bạn nhận được không chỉ dừng lại ở một bản render chất lượng, đó còn là một dịch vụ tốt, sự bảo mật thông tin cao đi cùng với các tiện ích thông minh giúp bạn tiết kiệm chi phí, thời gian và giảm căng thẳng khi làm việc . Trở thành thành viên của cộng đồng iRender ngay từ hôm nay để ngừng lãng phí hàng chục giờ đồng hồ chỉ để chờ đợi việc render vô nghĩa. Luôn tiên phong trong từng công nghệ tiên tiến nhất, chúng tôi làm công việc kết xuất, việc sáng tạo là của bạn!

Vậy cấu hình nào sẽ phù hợp cho từng loại công cụ render nội bộ? Hãy theo dõi bài viết tiếp theo của tôi trên blog để có câu trả lời cho bạn

Thanks & Happy Rendering!