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[周报全文]制作宇宙的奥秘——北京天文馆超高像素天象节目制作系统揭秘

2011年09月22日 16:36:15 | 作者:网界网 李夏艳 | 来源:网界网 | 查看本文手机版

摘要:天文馆里的高清视频是从哪里来的呢?在北京天文馆,记者找到了那些美丽星云、闪亮恒星的出处,以及作为支撑的制作渲染集群网络。

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天文馆超高像素天象节目制作系统

2012年后的三百年——2312年,人类已经在火星和木星附近建立起生活的空间城。这些空间城所需要的资源,都由位于火星和木星之间的小行星带提供。因此,小行星资源的勘探和开采,成为空间城能量的主要来源。于是,一个少年初级飞行师J·戴古跟随飞行英雄Michael进行小行星探矿飞行。这是在北京天文馆上演的动感3D科普节目《2312空间历险》的一段剧情。在整个故事里,有众多宇宙场景的展现,美丽的星云、闪亮的恒星都并不来自实景拍摄,而是来自设计师的生花妙笔。

天文馆网络的特殊需求

“在国内,目前我们是唯一一家自己制作节目的天文馆。”北京天文馆数字工作室宋宇莹主任说到这个“唯一”的时候语气不无骄傲。“引进一个影片的一年播放权大约在16万美元左右,而像北京天文馆这样每年都会有新节目上映的天文馆,如果只依靠外来引进的话,成本很高。”而自己制作节目所需要的环境也要求很高,这是由节目本身决定的。“我们现在的节目都是8000×80000像素的,而这一张图即使是在压缩过后,平均每帧都要达到200M左右,而一般影片每秒有30帧,你算一下这有多大?而在后期制作过程中,很多时候都是好几层叠加的效果。所以,制作环境对计算能力要求很高。相应的,对网络的需求就是带宽,在可靠性上要求并不高。”

北京天文馆数字工作室 宋宇莹主任

带宽的需求在网络架构上得到了非常明确的体现。具体而言,制作渲染集群没有连接到汇聚层交换机,而是与核心交换机用千兆链路直接相连,IP存储子系统和高性能工作站及高清播放系统用万兆链路直连在核心交换机上。这样减少了网络层次结构,提高了整体效率。同时也解决了带宽和延时的问题。但是却带来了新的问题:高密度,以及由此引发的问题。因为改造过后的制作渲染集群是由190台服务器组成的。这显然对核心交换机和网络环境提出了不小的要求。

核心交换机及Mini RJ21布线

高密度的问题

宋宇莹对产品选型记忆犹新:“我们的网络架构决定可以选择的范围非常狭窄,选择极进网络的Black Diamond 8800交换机作为承载平台是因为在2009年网络开始改造的时候,能够提供这么多千兆和万兆端口的交换机并不多。而现在看来,端口剩余的已经不多。”作为核心交换机的BD8810单台提供高达48个万兆和496个千兆端口,并且在每个业务板卡内部,均能实现线速无阻塞转发。每个千兆端口内部时延严格低于5微秒,每个万兆端口的时延控制在2微秒以内。在启动Cut-Through转发模式后,端口时延能够保证在300纳秒左右,为计算节点提供最快速的网络转发能力。

核心交换机的问题解决了,但是新的问题又来了。现在网络中实际已经用到的400多个端口,每一个都意味着一条布线,而数百条线如何接到一台表面积不足2平方米的交换机上呢?如果采用普通的布线形式显然是不能满足要求的。Mini RJ21派上了大用场。这种线缆与普通的线缆不同,是把普通线缆的6条合成一条,也就是细线变粗线,在转换平台上再把粗线转换成细线,每一条连在不同的服务器上,这就解决了服务器直连核心交换机的问题。

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[责任编辑:孙可 sun_ke@cnw.com.cn]