در حال حاضر بسیاری از فیلم های سینمایی، دارای جلوه های بصری کامپیوتری هستند و کمپانی های بزرگ و کوچکی در سرتاسر دنیا وجود دارند که فیلم های کوتاه و بلند انیمیشن و تیزرهای  تبلیغاتی و موزیک ویدئو ها و کلیپ های ویژه شبکه های اجتماعی  تولید می کنند. چه بسا خود شما یکی از  کسانی هستید که در حوزه جلوه های ویژه یا انیمیشن و یا موشن گرافیک فعالیت می کنید و یا  علاقمند به این  حوزه هستید.   از این  جهت  امیدواریم  این مطلب برای شما  مفید واقع شود.

تعاریف مختلف رندرفارم  
یک مجموعه رندر فارم معمولا از یک سیستم مادر یا Master به همراه تعداد بسیار زیادی سیستم های دیگر به عنوان Node و یا Slave (یا Client) تشکیل شده است. وظیفه سیستم Master مدیریت و کنترل سیستم های Slave یا Node های رندر و همچنین محول کردن وظیفه رندر به آن سیستم ها میباشد. عموما در سیستم های Slave به دلیل اینکه آنها تنها وظیفه رندر کردن را برعهده دارند از CPU و RAM مناسب استفاده میکنند ، در این سیستمها نیازی به کارت گرافیک قدرتمند و یا حتی مانیتور و کیبورد نیست ، تمام تنظیمات از طریق سیستم مادر انجام شده و از طریق شبکه به Node های رندر منتقل میشوند. به سادگی میتوان از طریق سیستم Desktop Monitoring وارد تک تک سیستم های Node شد و در صورت لزوم تنظیمات مربوطه را انجام داد. بنابراین درکل میتوان گفت که شبکه بندی سیستم های رندر فارم را معمولا با یکی از دو روش زیر انجام میدهند.

رندر فارم یا مزرعه رندرگیری به شبکه‌ای از کامپیوترها گفته می‌شود که برای رندر کردن «تصاویر خلق شده به وسیله کامپیوتر» (Computer-Generated Imagery) یا CGI طراحی شده‌است. رندر فارم بیشتر برای جلوه‌های ویژه فیلم‌ها، انیمیشن و پردازشات دسته‌ای افلاین و غیر بی‌درنگ (غیر ریل تایم) استفاده می‌شود و با «رندر وال» یا «دیوار رندرگیری» که برای رندرینگ ریل تایم استفاده می‌شود، متفاوت است. به‌طور معمول رندر تصاویر سه بعدی و انیمیشن‌های با کیفیت بالا برای یک کامپیوتر بسیار زمان بر است و برای این کار از شبکه‌ای از کامپیوترها که به «رندر فارم» معروف است استفاده می‌شود. یک رندر فارم را می‌توان ابر کامپیوتری در نظر گرفت که از اتصال چندین کامپیوتر به هم ایجاد شده‌است و بیشتر در زمینهٔ پردازشات دسته‌ای و موازی قدرتمند است.

رندر تصاویر یک فعالیت «قابل موازی کاری است» است، چنان‌که هر فریم به‌طور معمول می‌تواند به‌طور مستقل از دیگر فریم‌ها رندر شود (یا حتی یک فریم به وسیله چند پردازنده). در طول سال‌ها، پیشرفت در قدرت محاسبه اجازه داده‌است که زمان رندر را کاهش دهیم؛ هرچند که افزایش قدرت کامپیوترها همواره با افزایش انتظار از کیفیت تصاویر همراه بوده‌است. افزایش کیفیت و وضوح تصاویر باعث می‌شود که پروسه رندرینگ نیز به نسبت طولانی‌تر و سنگین تر شود و به همین دلیل باید سخت‌افزار خود به نسبت برای آن قدرتمند تر کنیم. در رندر فارم‌های بزرگ باید از متدهایی استفاده کنیم که پروسهها را به‌طور خودکار بین پردازنده‌ها تقسیم کند. به این گونه نرم‌افزارها «مدیر صف» یا queue manager می‌گویند.

در پروژه های بزرگ رندرینگ تصاویر رایانه ای به صورت انیمیشن و یا فیلم، و یا پردازش و محاسبات بسیار سنگین ریاضی، فیزیک، مکانیک ، هواشناسی و …  تنها راه کار موجود در دنیا استفاده از قدرت چندین سیستم به صورت همزمان است. رندرفارم، عنوانی است که در سالهای اخیر به کرات نام آن را شنیده اید و وقتی صحبت از یک render farm می شود، مجموعه ای عظیم از نظر پردازشی را تداعی خواهد کرد.

رندر فارم یا مزرعه رندرگیری به شبکه‌ای از کامپیوترها گفته می‌شود که برای عملیات رندرینگ “تصاویر خلق شده به وسیله کامپیوتر (Computer-Generated Imagery) که به آن CGI نیز گفته می شود در نرم افزارهای سه بعدی و پردازش تصویر مورد استفاده قرار میگیرد.

رندر فارم بیشتر برای رندرینگ فریم های سنگین جلوه‌های ویژه فیلم‌ها، انیمیشن و پردازشات دسته‌ای افلاین به صورت RealTime و Non–Realtime استفاده. به طور معمول رندر تصاویر سه بعدی و انیمیشن‌های با کیفیت بالا برای یک کامپیوتر بسیار زمان بر است و برای این کار از شبکه‌ای از کامپیوتر‌ها که به “رندر فارم” معروف است استفاده می‌شود.. یک RenderFarm ، یک مجموعه بزرگ از سی پی یو ها و گرافیک های پردازشی و رندرینگ می باشد.

یک رندر فارم (Render Farm) را می‌توان ابر کامپیوتری در نظر گرفت که از اتصال چندین کامپیوتر ویژه به هم ایجاد شده‌ است و بیشتر در زمینه ی پردازشات دسته‌ای و موازی کاربرد دار

رندر  در  فرآیند تولید تصاویر بوسیله کامپیوتر  (جلوه ویژه بصری، انیمیشن، بازی های رایانه ای، واقعیت مجازی و …) به معنای  خروجی نهایی از آخرین تصویر تولید شده می باشد. امروزه با توجه به پیشرفت تکنولوژی در زمینه موتورهای رندر و سخت افزارهای موجود می­توان رندرینگ را به دو شاخه مبتنی بر CPU و GPU تقسیم بندی کرد که مقایسه آن در این مقاله نمیگنجد و و در مطلبی متفاوت این موضوع را دنبال خواهیم کرد .  هم اکنون رندر فارم سیمرغ  به عنوان قدرتمند ترین مرکز ارائه خدمات رندرینگ در دو بخش سی پی یو فارم و  جی پی یو فارم  در حال خدمت رسانی به مشتریان عزیز میباشد  

رندرینگ را می توان محاسبه رفتار اشعه های نور و به تبع آن  سایه  ها و بازتاب ها  در فضای سه بعدی تعریف نمود که محاسبه ای پیچیده و زمانبر میباشد. به منظور تبیین زمانبر بودن این فرآیند یک انیمیشن سینمایی را در نظر بگیرید. برای ساخت چنین انیمیشنی باید برای هر ثانیه ۲۵ الی ۳۰ فریم و هر دقیقه حدود ۱۵۰۰ فریم و نهایتا  ۱۳۰ الی ۱۵۰ هزار تصویر(فریم) کنار یکدیگر قرار بگیرد. اگر متوسط زمان رندر هر تصویر را ۲ ساعت در نظر بگیریم (ممکن است برای رسیدن به کیفیت بالا این زمان تا ۴۰ ساعت یا بیشتر هم افزایش یابد)، رندر شدن این انیمیشن با یک کامپیوتر حدود ۳۰ الی ۳۵ سال طول می کشد!!!

به منظور کاهش زمان رندرینگ پروژه های کلان از رندر فارم استفاده می شود. در واقع رندر فارم یک صف چند ده ساله از محاسبات رندرینگ را به تعداد زیادی صف کوچکتر تقسیم نموده و بصورت موازی با تعداد زیادی پردازشگر به انجام می رساند، به نحوی که میتوان به راحتی زمان رندرینگ هر پروژه را به یک هزارم تقلیل داد.
به صورت کلی  در رندر فارم ها چون بقیه سیستم ها قرار است از طریق شبکه ، به فایلهای مربوطه دسترسی داشته باشند ، بنابراین لازم که از لحاظ Permission ، دسترسی لازم به این اطلاعات را برایشان در نظر گرفت.  

 استفاده های دیگر رندر فارم  

اگرچه عموما از Render Farm برای عملیات رندرینگ استفاده میکنند ، ولی این تنها مورد استفاده از رندر فارم نیست ، همانطور که گفته شده سیستم رندر فارم متشکل از چندین سیستم کامپیوتر است ، بنابراین میتوان از این سیستم ها برای پردازش موازی برخی از شبیه سازی های داینامیکی نظیر پردازش مایعات یا Flip Simulations استفاده کرد. چراکه محاسبات داینامیکی و فیزیکی نیز مانند عملیات رندرینگ یکی از سنگین ترین مراحل پردازشی در انیمیشن و به خصوص جلوه های ویژه می باشد ، در بین عناصر داینامیکی مختلف مانند Particle Systems ، Rigid/Soft Bodies ، شبیه سازیهای سیالات (گازی و مایع) یکی از سنگینترین و پیچیده ترین محاسبات محسوب میشود. مثلا فرض کنید که با سیستم Flip قرار است حرکت یک آبشار را که متشکل از میلیونها Particle است را شبیه سازی کنید ، در این صورت هم به Ram بسیار زیادی نیاز دارید و هم به CPU بسیار قدرتمند ، اما با کمک سیستم تقسیم پردازش موازی یا Distribution میتوانید محاسبات شبیه سازی را همزمان روی چندین سیستم انجام دهید . البته تقسیم محاسبات داینامیکی برای همه عناصر داینامیکی و همچنین در همه نرم افزارهای سه بعدی امکان پذیر نیست. یکی از نرم افزارهایی که از این امکان بهترین بهره را میبرد و پیشرو در این تکنولوژی است ، نرم افزار Houdini میباشد ، در فیلم زیر یک نمونه پروژه را میبینید که حدود ۱ بیلیون Particle را در برنامه Houdini به صورت Flip Simulation پردازش کرده اند ، با اینکه تعداد ذرات بسیار زیاد است ، ولی با کمک سیستم Distribution توانسته اند این پردازش را تنها در طی ۳ روز انجام دهند !