コンピュータグラフィックスの過去10年を振り返ると、GPUレンダリングは、Mayaを含むほとんどすべての3Dパイプラインの一般的なツールになりました。しかし、GPUレンダリングは本当に時間とお金を投資する価値があるのでしょうか？この記事では、MayaのワークフローでGPUレンダリングを使用することの長所と短所を探り、他のツールと比較し、最終的にアーティストのツールキットに追加する価値があるかどうかを評価します。
この記事では、ローカルマシンでの日常的なGPU レンダリングに焦点を当てていますが、ここで説明する考慮事項の多くは、サードパーティのクラウドレンダリング サービスで GPU ノードの使用についても触れていきます。オンラインでのレンダーファーム サービスをお探しの場合、または比較したい場合は、Mayaレンダーファームからサインアップしてください。新規ユーザーの方は、50ドルのレンダリングクレジットを獲得でき、サービスを無料でテストできます。月額登録などが必要ありません。
では、コンピュータグラフィックスの世界でGPUレンダリングがこれほど普及したのはなぜでしょうか。 まずは、スピード。GPUは複雑なレイトレース環境のレンダリングにうまく最適化されているため、CPUに比べてレイトレースの速度が格段に速いのです。つまり、高速なレンダリング時間を優先するユーザーにとっては、同じ価格帯のハイエンドCPUよりもハイエンドGPUの方が、より高い費用対効果を得ることができることを意味します。
さらに、過去5年間で、GPUレンダリングはCPUベースのレンダリングの機能開発を上回りました。最新のGPUは、NvidiaがRTXシリーズGPUにもたらしたレイトレーシング最適化のような、新しいツールを利用することができます。 GPUレンダリングはもはや後退ではなく、レンダリングの進歩の最前線にいます。また、GPU レンダーファームの速度と可用性により、レンダリング時間を大きく短縮して、厳しい締め切りに間に合わせることができるようになりました。
最近では、X-GenやNvidiaのOptiX Denoiserのようなビューポートレンダリングやその他のツールは、GPUアクセラレーションを活用することでレンダリング時間だけでなく制作プロセス自体も高速化できます。NvidiaやAMDといった企業の最新のGPUカードには現在、AIによるノイズ除去、テクスチャ作成、物理シミュレーションなどのツールが含まれ、クリエイター向けのMayaに徐々に統合されている多くのAIフレームワークをサポートしています。 これらの進歩により、GPUアクセラレーションの利点が増え続け、GPUレンダリングがMayaのCPU駆動のワークフローを永久に置き換える可能性を無視できなくなりました。
3Dアーティストの間で懸念されているGPU レンダリングの持続可能性は、メモリの制限が原因です。 CPU レンダリングとは異なり、VRAM はほとんどすべての GPU カードに直接組み込まれているため、必要に応じて VRAM を追加購入することはできません。 かつて、消費者やプロシューマー向けのGPUは、VRAMの容量が4～8GBと限られており、より多くのメモリを必要とする大きなシーンのレンダリングは困難でした。しかしGPU技術の進歩により、この問題は徐々に小さくなっています。 RTX 3090 などの最新の GPU には最大 24 GB の VRAM が搭載されており、サーバーグレードの製品では、複数のGPUでVRAMをプールすることができ、事実上、ほぼ無制限にVRAMを使用することができます。
MayaでレンダリングするためのGPUを選ぶ際、多数の大きなテクスチャマップを持つ複雑なシーンを定期的にレンダリングする場合は、少なくとも12～24GBのVRAMを持つGPUを探す必要があります。 しかし、ハイエンドのVFXやスタジオ級のショットでは、さらに多くのVRAMが必要になる場合があり、多くの場合、32～64GBの範囲になりますが、これは通常、サーバーグレードのGPUにしか搭載されていません。サーバーグレードのGPUは非常に高価であるため、レンダーサーバーを構築するよりも、GPUアクセラレーションによるレンダーファームサービスを利用する方が費用対効果が高くなる場合があります。
3DアーティストがGPUを選択する際に最も考慮すること、それは通常スピードです。 では、GPU は CPU と比べてどうなのでしょうか？ 実際、GPUとCPUの比較は数値化するのが難しいですが、スタンドアローンの CPU レンダリングとスタンドアローンの GPU レンダリングのベンチマークテストで、見積もりの概算は得ることができます。Pudget SystemsがV-rayで行った、Nvidia Titan GPUとAMD Threadripper CPUを比較するベンチマークテストによると、最高のGPUは、最高のCPUに比べてレンダリング時間を20～40％短縮できるそうです。これを最新の GPU が提供する新機能と組み合わせると、CPUのみのレンダリングがプロの3Dの領域に長く留まれるとは考えにくいでしょう。
これは、ローカルマシンにおいてだけでなく、レンダーファームにおいても言えます。レンダーファームではCPUレンダリングがまだ一般的ですが、GPUアクセラレーションによるファームでは、より高速なレンダリングスピードを実現できます。GarageFarmの以前の記事でもご紹介したように、GPUレンダーノードによって、アニメーションの1フレームのレンダリング時間を大幅に短縮できます。大規模なアニメーションの重いシーンでは、数時間、あるいは数日単位で削減できる時間が増えます。
GPUレンダリングの未来は明るいことを納得いただけたでしょうか。では次はどうすればいいのでしょう。GPUにはさまざまな選択肢があり、それぞれに独自の機能と制約があります。 Intel などの新しいプレーヤーが GPU 市場に参入したり、サプライチェーンの問題で供給が不足したりと市場は常に変化しており、正しいGPUを選択することがさらに困難になっています。
3Dレンダリングで大規模かつ複雑なシーンを扱う場合、GPUレンダーファームを使用することが最良の選択肢です。 CPUベースのレンダリングで処理を遅くすることなく、大規模なシーンのレンダリングの要件を満たすには、通常、ハイエンドのエンタープライズグレードのGPUが必要です。 アーティストにとってレンダーファームは、ハイエンドの Nvidia Quadro カードや AMD PRO シリーズ カードを購入するよりもはるかに費用対効果の高いソリューションです。 テストレンダリングと制作プロセスでは、GPUを使用する必要がありますが、GPUの重い作業負荷とメモリの必要性をクラウドレンダリングサービスが処理するので、ハイエンドGPUに投資するよりも手頃な価格で利用することができます。
また、それほど要求の厳しくないプロジェクトであっても、納期を守るためにレンダー ファームの速度は不可欠です。 レンダーファームはより多くのリソースを持っているので、速度に関しては最高の GPUでさえレンダーファームには勝てません。
性能と価格のバランスを見ると、Nvidia の Aシリーズグラフィックスカードは、最大48GBのVRAMを搭載し、市場の他のGPUと比較してほぼ無敵の高速性能を提供します。 これらのカードは高価ですが、サーバーグレードのカードとは別に最高のパフォーマンスを提供します。
もしあなたの仕事が、24GB 未満の多くのVRAMを必要としない小さなプロジェクトや抽象的なシーンの作成や小規模なプロジェクトが主なら、最新の Nvidia 4000 シリーズまたは AMD RX 6000 シリーズが最適です。 Nvidiaのカードは、AI作成ツールをサポートし、レイトレーシング機能を加速していることで知られており、これらの機能を活用したい方には最適な選択肢となります。一方、AMDのカードはRDNA 2アーキテクチャを採用し、ハードウェアアクセラレーションによるレイトレーシングやその他の最適化を提供します。ただし、レンダリングエンジンによっては互換性がない場合があるため、常用するレンダリングエンジンによってAMDカードを選ぶ際には注意が必要です。
多くのレンダリング エンジンは、AMD ブランドのカードを使用した GPU レンダリングに対応していません。 たとえば、Maya用のV-rayやArnoldなど、一部の一般的なレンダーエンジンはAMD GPUに対応しておらず、NvidiaのCUDAテクノロジーでのみ動作します。 Maya用Redshiftレンダーのような他のレンダーエンジンは、一部のAMD GPUをサポートしていますが、特定のオペレーティングシステム上でのみ動作します。したがって、選択したレンダリングエンジンの要件を確認し、選択した GPU がサポートされていることを確認することが重要です。ワークフローを頻繁に変更したり、異なるレンダーエンジンを切り替える場合は、最新のレンダーエンジンのほとんどが RTX および A シリーズカードをサポートしているため、Nvidia GPU を選択することが最善かもしれません。
現代の 3D グラフィックスがますます一般的になるにつれて、3Dグラフィックスレンダリングにおける将来の技術進歩を予測することはますます難しくなります。 従って、日々の作業にはバランスの良いGPUを使い、大きなプロジェクトではレンダーファームを使用することをお勧めする理由です。安価なGPUを購入すると、制作プロセスでボトルネックが発生する可能性がありますが、技術が急速に変化するため、最高級のカードに多額の投資をすることは賢明な選択とは言えません。最終的には、GPU の選択は個人のニーズと Maya のワークフローに依存しますが、とにかく、この記事で Maya の GPU レンダリングを最大限に活用するために必要なツールの知識をご提供できたなら幸いです。
