元空间是物理世界的最后疆域,它将导致所有尚未被数字化的事物的虚拟化。微软首席执行官萨蒂亚-纳德拉(Satya Nadella)将元空间定义为 “数字世界和物理世界的结合,在这里创造了一个全新的平台层”。将硬件、数字信息、内容、支付、扩展现实(虚拟现实、增强现实和混合现实的总称)和其他技术结合起来,元空间创造了一个全新的虚拟环境。

元宇宙将需要历史上最大的持续计算需求。整个经济体、游戏引擎、模拟环境、空间计算、全息显示和扩展现实体验都必须同时为数百万到数十亿的用户进行渲染。计算技术的进步已经改变了现有的主要行业,如电影、游戏、医疗、制造和研究,因为一切都已经转向变得越来越虚拟了。渲染,即从二维或三维场景中获取原始信息(多边形、材料和照明)并在计算机上运行模拟以计算出最终结果的过程,是这些行业创造虚拟产品和服务所依赖的基本计算过程之一。它被大量用于动画、游戏、模拟器以及电影和电视的特殊效果。随着对更高的帧率、更高的分辨率和更真实的图像的推动,这些行业所需的渲染量一直在成倍增加。例如,皮克斯公司的《内幕》(Inside Out)仅渲染一帧就花了33小时。

Source: Science Behind Pixar

采用虚拟产品和服务的行业数量正在成倍增加,而可获得的计算资源的供应却仍然有限。考虑到元老们的渲染需求,很明显,需求将继续超过现有集中式基础设施供应商所提供的渲染资源的供应,而且现有的基础设施将无法满足需求的扩展。跟上需求的一个潜在解决方案是创建一个世界性的分布式渲染平台,而Render Network的目标就是创建这样的平台。渲染网络的愿景是建立一个去中心化的、开放的、共享所有权的平台。为了实现这一目标,Render Network旨在为一个完全公开和无许可的渲染网络奠定基础。

渲染的 “埃隆-马斯克”

十多年来一直站在电影渲染领域前沿的公司是OTOY。创始人兼首席执行官Jules Urbach创办OTOY的愿景是:”建立一个开放的系统,使任何人都能像网络对文本和数字媒体那样毫不费力地渲染和重新混合模拟现实”。十多年前,Urbach意识到CPU处理的进展太慢,这促使他开发了OctaneRender,一个使用GPU计算的软件,使渲染速度比传统的基于CPU的渲染过程快40倍以上。OctaneRender是世界上第一个也是最快的由GPU加速的、无偏差的、物理上正确的渲染器。不久之后,OTOY发布了OctaneRender Cloud(ORC),这是一个按需的云渲染服务,使用集中式计算供应商进行云渲染。OTOY成为渲染领域的市场领导者,OctaneRender是该公司的旗舰产品。它为主要的电影和电视剧提供了电影般的真实感,如《西部世界》、《王冠》、《美国队长》和《蚁人》。使用Unity和Unreal Engine等渲染引擎的视频游戏开发者,也一直在他们的产品中利用OctaneRender的优势。

创立OTOY八年后,Urbach意识到,集中式数据中心不会成为公司渲染需求(计算资源)的可行来源。他得出的结论是,网络的计算基础设施根本无法实现元宇宙的愿景,也无法继续支持现有的计算密集型工作的高需求。随着GPU成为每部手机、个人电脑和工作站的标准组件,Urbach开始注意到GPU的利用不足问题。例如,动画工作室、游戏玩家、企业和大学都拥有大量闲置的GPU计算资源,降低了本地GPU基础设施的生产力潜力,造成了大量的低效率。一个分散的GPU云平台可以利用闲置的GPU力量,这个想法最终激发了Urbach对Render Network的想法。

渲染网络

渲染网络是一个点对点的分布式GPU计算平台,使计算和渲染能力民主化。RNDR允许下一代内容创作者轻松获得能够创建高保真数字艺术、3D环境和扩展现实体验的工具–这些都是所需的元空间的关键投入。

渲染网络允许在平行的GPU节点上进行无限扩展,通过端到端加密实现高速和高效的渲染。该网络将希望执行渲染工作的用户与不使用时拥有可用计算能力的系统连接起来。这使网络能够利用闲置的GPU,并创建一个机制,使GPU计算资源得到更有效的分配。区块链和Render Network的代币RNDR的使用,创造了将GPU节点运营商引入网络所需的激励系统,并轻松协调形成一个全球分布式渲染网络所需的经济活动。这种模式还允许个人创作者或大型渲染农场在不使用他们的GPU时赚取RNDR代币,并应用RNDR赚取他们自己在网络上的渲染作业。

颠覆GPU市场

GPU为媒体、游戏、制造、医疗和扩展现实等行业的关键新技术提供动力。这些行业都在争夺有限的GPU资源,并且通常依赖集中式的云供应商,因为建立本地渲染场太难,成本太高。最终发生的情况往往是大客户会占用云供应商的所有计算能力来进行大量的渲染工作,导致高额的渲染成本和处理延迟。

目前可用的GPU基础设施的可扩展性不足以提供向更多沉浸式虚拟体验转变所需的计算能力。对于高强度的渲染工作,现有的解决方案包括在本地机器上进行渲染,这需要高性能的GPU,或者使用云服务提供商,如亚马逊网络服务,微软Azure,或谷歌云平台。目前的这些模式在某种程度上变得太过困难,无法随着未来十年所需的大量计算能力而扩展。不要忘记,这些传统方法的速度和处理有物理限制。

根据RNDR团队在2017年进行的市场调查,他们发现公共云中的GPU数量只是流通中的GPU数量的一小部分。

Source: RNDR

由于高额的前期资本支出、快速的GPU硬件折旧以及云供应商被禁止购买消费级硬件,公共云供应商无法快速扩张并提供更具竞争力的价格。建立一个大型的GPU数据中心已经是一项艰巨而昂贵的任务,而全球半导体芯片的短缺使得这项任务更加繁重。对这些大型公共云实体来说,使问题更加严重的是,他们被迫购买芯片制造商的企业级硬件(如RTX A6000或Quadro RTX 8000),而不是消费者版本(RTX 3090或RTX 2080)。以Ampere、Tesla或Quadro品牌销售的企业级硬件,通常只提供10-25%的性能提升,但最终可能比消费者的同类产品贵10倍。Nvidia的消费者GPU在特定的计算任务(如3D渲染)中往往比企业GPU的性能还要好。此外,GPU技术的进步速度正在迅速增加。在过去五年中,Nvidia的GPU已经快了25倍,迫使集中式数据中心不断花费更多的钱将其硬件升级到最新版本,以保持竞争力。

 

渲染网络使数百万个GPU在公共云上运行成为可能,而且没有边际资本支出。根据上述研究,如果流通中的可用GPU中仅有1%插入Render网络,那么公共云的容量就会增加5300%。此外,随着以太坊网络从工作证明(Proof-of-Work)向获取证明(Proof-of-Stake)的过渡预计在2022年完成,数以百万计的以太坊采矿GPU将可能寻找新的生活目的。幸运的是,RNDR网络将在那里张开双臂欢迎这些失业的处理单元。

技术栈

渲染网络是使用OctaneRender软件的OTOY技术栈的一部分。因此,RNDR已经支持各行业中所有领先的3D工具。目前,有21个数字内容创作工具的集成,允许这些平台上的任何用户轻松地将他们的内容打包在RNDR上进行渲染。

Source: OTOY

结合Octane,RNDR使用开放标准的ORBX媒体和流媒体框架来支持全分布式渲染。ORBX是一种可互操作的3D开放文件格式,允许任何网站或在线服务利用它。ORBX旨在成为3D内容的行业标准,就像.mp4成为移动图片行业的标准。

RNDR还与Maxon Redshift和Autodesk Arnold这两个相互竞争的GPU渲染引擎合作,将他们的服务添加到RNDR网络中。这些合作关系强调了Urbach为metaverse建立一个开放和分散的计算平台的愿景,用户将能够在一个工具无关的平台上切换渲染引擎。

网络属性

RNDR网络于2020年4月公开启动,并从那时起成功地处理了渲染作业。该网络目前只能在以太坊和Polygon上访问,但该项目有计划扩展到其他区块链上(见下文生态系统更新部分)。利用区块链技术进行RNDR的好处之一是能够在链上存储、验证和时间戳信息。这允许建立一个有效的数字版权管理系统,可以保护创作者的知识产权。

Source: RNDR

以下是利用网络的高水平的过程。

1. 创作者首先使用OctaneRender或支持的插件/集成将他们的内容导出为一个ORBX文件。接下来,作业通过Render的门户网站上传,创作者在那里配置渲染作业设置,指定输出的格式,并根据作业的优先级选择运行的网络层。

2. 渲染的估计成本被生成,创建者能够使用Metamask将RNDR代币加载到他们的RNDR账户。然后,一个包含付款和工作要求的智能合约将在RNDR网络中广播。

3. 接下来,RNDR协议会根据创建者的工作规格和选择的网络层级,自动将渲染工作与节点操作员匹配。在作业与节点操作员匹配后,作业被分割成单独的加密文件并分发到各节点。

4. 渲染完成后,创建者能够审查渲染的框架。这使得创建者能够确保渲染的正确执行,并对任何不符合最初规定的质量标准的帧进行重新渲染。

5.在所有框架被批准后,RNDR代币从智能合约中释放给节点运营商,创作者能够下载他们的渲染结果。

渲染证明

RNDR依赖于一个名为Proof-of-Render(PoR)的治理系统,它类似于流行的Proof-of-Work(PoW)共识,其中计算资源专门用于向用户提供渲染服务。PoR为网络用户和节点操作者建立信誉分数,以建立一个由可信节点组成的点对点网络。声誉分数考虑了许多变量,包括节点操作员成功处理的作业数量、用户对节点操作员提供的渲染的接受率,以及网络参与者的任何不良行为。RNDR使用一个多层次的定价模型,将信誉评分纳入其中,以确定作业分配和需要何种水平的服务质量。

有三个网络层级可供用户选择。

◉ 第1层(可信的合作伙伴)
◉ 第2级(优先级)
◉ 第3级(经济)

第1层是RNDR的企业层,在微软Azure和谷歌的GPU云网络上运行,符合电影和电视行业使用的最高安全标准。2级和3级利用分散的节点网络,2级提供队列优先权,对硬件和节点信誉要求更高。Urbach表示,云上97%的工作将在公共层上运行,那里的安全性是 “足够好”。

RNDR代币

RNDR是一种ERC-20实用代币,用于促进用户和节点运营商之间在网络上渲染作业的点对点交易。RNDR于2017年10月通过公开代币销售推出,最大代币供应量为5.36亿,目前有近2亿在流通。

该代币的分配包括。

◉ 25%分配给公共和私人代币销售
◉ 10%分配给RNDR储备金
◉ 65%储存在第三方托管账户中

托管的代币将用于通过用户获取促销活动、节点运营商的奖金、空投以及其他未来的代币分配方式来调节网络的供需动态。

除了使用RNDR代币支付工作外,用户还可以通过RNDR网络平台直接使用Paypal或Stripe临时购买RNDR信用点。RNDR信用币由RNDR团队在交易所购买的RNDR代币支持,然后用于支付节点操作员。这种用户获取策略是为了提供一种更友好的方式,鼓励不熟悉加密货币的创作者利用网络,并类似于开发者在亚马逊网络服务上支付服务的方式(使用AWS积分)。为了资助运行和维护网络的成本,对每项工作收取0.5-5%不等的交易费,根据GPU供应和用户需求进行调整。

生态系统和网络更新

RNDR一直处于NFT运动的最前沿,经历了使用网络渲染NFT的艺术家的爆炸性增长,包括Beeple等知名艺术家。仅在2021年春季和夏季,NFT就有了显著的增长,RNDR艺术家创造的NFT销售额超过5亿美元,处理的工作总量近25万件。RNDR目前有超过10,000名活跃用户,每月有超过100万个代币被用于工作。Urbach指出,他预计到2022年底,用于工作的代币数量将增加10倍。

商业项目已经开始利用Render网络,包括国际足联FIFPRO的世界11强球员揭幕,Deadmau5的音乐视频,Robinhood的加密货币广告,以及苹果公司为M1举办的活动,由Jules Urbach主演。

Source: deadmau5

Solana和Metaplex整合

在2021年11月的Solana Breakpoint会议上,Urbach宣布Render计划在2022年第一季度或第二季度将其网络迁移到Solana。此外,Render发起了与Metaplex的合作,Metaplex是一个市场即服务的平台,使创作者能够在Solana上建立可铸币的NFTs。有了这些变化,Render网络可以成为一个平台,艺术家可以立即创造有价值的IP和艺术,只需点击一下就可以直接通过Metaplex分发和赚钱。

新的代币学与定投

2021年12月,RNDR在Multicoin Capital的带领下筹集了3000万美元,以推进下一代网络的发展。新的资金将支持升级RNDR的代币组学和治理规范,并在网络中引入一个新的赌注功能。这些升级的重点是为代币持有人创造一个新的激励层,并完善网络的代币结构。Multicoin Capital在设计Helium的代币结构和在网络上实施赌注方面发挥了类似作用。这些新功能估计将在2022年第一季度完成,但可能需要更长时间。

渲染元空间

元空间可以被分解成一个七层的概念框架,描述了元空间的价值链,从用户寻求的体验到使其成为可能的技术。基于拉多夫的框架,渲染网络分为三类–基础设施、去中心化和空间计算。

Source: Jon Radoff

空间计算通常与虚拟现实、增强现实和三维引擎有关,它涉及到你周围的物理三维空间,并将其变成一个数字界面。更简单地说,空间计算使用户界面可以在元宇宙中用眼睛控制,而不是用传统的电脑鼠标。当然,空间计算背后的技术和为元空间中数百万用户提供的人机接口设备将需要比目前可获得的更多GPU计算能力。

英特尔高级副总裁兼加速计算系统和图形学总经理Raja Koduri似乎同意,他在最近一篇关于元空间的博文中写道。
“考虑一下在一个完全虚拟的环境中把两个人放在一个社交场合所需要的东西:令人信服和详细的化身,具有逼真的服装、头发和肤色–所有这些都是实时渲染的,并基于捕捉现实世界的三维物体、手势、音频和更多的传感器数据;以超高的带宽和极低的延迟进行数据传输;以及一个持久的环境模型,其中可能包含真实和模拟元素。现在,想象一下大规模地解决这个问题–同时为数以亿计的用户服务–你会很快意识到,我们今天的计算、存储和网络基础设施根本不足以实现这个愿景。”

Koduri发现了Urbach经历的同样问题–没有集中的GPU渲染源可以提供下一代媒体所需的计算能力。

Urbach预见,在未来,类似于《星际迷航》中的Holodeck的全息显示器将在下一代媒体中发挥重要作用。全息显示器提供了让物理和数字艺术重获新生的能力,并能为元世界提供沉浸式全息体验。与传统的电影相比,利用光的衍射生成全息内容以创建3D图像需要每帧1000倍的计算能力来渲染。Urbach预测全息媒体和体验将是下一个数字文艺复兴。

最后

向新的沉浸式技术的转变将需要新的网络基础设施,以满足下一代数字媒体所需的计算能力的需求。分布式计算可以帮助迎接元宇宙的到来,同时也为争夺计算能力的现有行业提供更好、更实惠的服务。

RNDR提供了一个独特的解决方案,它创建了一个去中心化的网络,在全球范围内利用闲置的GPU,将可用于渲染的GPU数量增加了几个数量级。通过货币化和利用闲置的GPU,RNDR能够增加公共云上的GPU数量,并提供与集中式云供应商相比更具竞争力的价格。Jules Urbach旨在通过提供货币化工具、数字版权管理系统以及对内容创作和渲染工具的无权限访问来创新渲染生态系统–所有这些都通过渲染网络实现。未来对渲染的需求是巨大的,RNDR代币是押注这种需求的一种方式。

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