CyArk 利用 HP Z8 工作站的强劲性能实现出色的数字存档能力
在一项对比研究中，该非营利组织发现惠普工作站的性能远超其高负荷计算机。
借助沉浸式体验
保护文化遗产
由于各种自然因素和人为因素，许多世界文化遗产正面临绝迹的危险。CyArk 致力于保存这些建筑物的数字复制品，希望通过这种方式保护文化遗产并提升社会意识。该非营利组织旨在通过打造沉浸式体验，永久记录这些重要的历史古迹。精确度如何？CyArk 提供这些遗址的各种可交付成果，包括 3D 动画模型、工程图纸以及详细地图等，而在此过程中需要处理大量数据。为提高效率并改进工作流程，CyArk 对 HP Z8 G4 工作站进行了测试，并将其与自己的工作站 Titan 进行了比较。测试内容是在两个工作站上处理同一个大型复杂项目（墨西哥城的大都会大教堂）的相关数据。
行业
艺术与文化
目标
对比测试 HP Z8 G4 工作站与 Titan 工作站（CyArk 使用的高性能工作站）的性能
方法
使用复杂的数据集（即墨西哥城大都会大教堂）考核 HP Z8 G4 的计算潜能和出众性能
寻找更快捷的解决方案
创建文化遗址的 1:1 数字复制品，需要收集大量数据。鉴于 CyArk 的目标是保护、恢复和探索，因此其工作重点是为遗址创建记录，包括 3D 模型、建筑图纸等，以满足这些目标。
这个精简的组织成立于 2003 年，拥有一个八人团队，迄今已经记录了七大洲超过 200 处文化遗址。
其中包括悉尼歌剧院、斯卡拉布雷（位于苏格兰的公元 3000 年前的新石器时代聚落遗址），以及南达科他州的拉什莫尔山。
为采集这些结构的准确数据，CyArk 采用 LiDAR 或激光扫描技术（用于测量与物体的距离并绘制位置地图）、摄影测量法以及一系列重叠的照片，以生成 3D 模型。
“Z8 工作站能够一次性处理全部数据，通过随后的目视检查，我们发现它确实为我们带来了更好的结果”
Scott Lee
CyArk 现实捕捉总监
“我们之所以利用这种传感器融合技术，是因为它能提供可靠的照片复制效果，”CyArk 现实捕捉总监 Scott Lee 表示，“通过结合使用 LiDAR 和摄影测量这两种技术，我们可以构建出精确的展示图。”
组织在采集 LiDAR 数据后，会获得数以十亿计的数据点。该团队通过登记或链接扫描数据，然后对航拍照片和地面照片进行色彩校正来对数据进行预处理。然后将其转移至一款名为 RealityCapture 的摄影测量软件中，该软件结合了若干个数据集，最终可重新构建出文化遗址的 3D 网格模型。CyArk 根据项目的可交付成果，利用游戏引擎技术制作动画或 VR 体验。此外，该组织还会制作用于保护遗址的图纸，或简化观测平台的数据以方便公众访问。
由于需要处理庞大的数据，因此需要很多个工时才能完成项目。CyArk 对数据进行分块处理，然后将完成处理的数据串联在一起。
“因为通过手动方式将数据关联在一起，我们无法享受到自动化技术和算法带来的优势，它们可以优化数据并打造一个具有凝聚力的数据集。”Lee 表示，“我们知道我们能够获得更好的结果。”
IT 业务
目标
• 测试 HP Z8 的计算能力
• 处理 13,252 个输入和 796 GB 的数据、295 GB 的点云文件、1,257 张（1 亿像素）中画幅、2,219 张
•（3600 万像素）DSLR 和 6,007 张（2000 万像素）无人机拍摄的照片
• 创建分辨率出众的 3D 纹理模型
• 开发包含 4,000 万个多边形的简单 3D 纹理模型
• 以更少的构件打造更清晰、更精细的最终模型
业务
目标
• 大幅节省处理时间和工时
• 减少手动调整模型的需求
• 提高模型准确度
• 在未来利用高性能工作站完成大型复杂项目
关于 Cyark 与
合作伙伴
CyArk 是一个成立于 2003 年的非营利组织，致力于以数字方式记录、归档和分享世界范围内的重要文化遗产，并确保这些遗址能够在未来数十年继续激发人们的好奇心和探索欲。CyArk 会帮助开展遗址保护工作，创建遗址的记录，并以强有力的方式分享数据，向公众传达这些遗址的重要性。该组织已记录了七大洲超过 200 处遗址。
比较性能
为了解是否能够获得更好的结果，CyArk 选择将 HP Z8 G4 的功能与其性能出众的计算机 Titan 进行比较。
选择用于该项目的 HP Z8 G4 具有以下配置：
• HP Z8 G4 1125W PSU
• 2 个英特尔® 至强® 6240 2.60 GHz 18C CPU
• 搭载 128 个处理核心的双 NVIDIA® RTX 8000 显卡
• 384 GB (12 x 32 GB) DDR4 2933 ECC 带寄存器的内存
• HP Z Turbo Drive M.2 1 TB TLC 固态硬盘
• 2 个 4 TB 7200 SATA 企业级 3.5 英寸硬盘
• 高端正面 I/O（2 个 USB 3.1 Type C 端口、2 个 USB 3 Type A 端口）同样配备了英特尔至强处理器的 Titan 采用搭载 44 个处理核心的 NVIDIA Quadro P600 GPU。
CyArk 选择使用一个大型复杂数据集（即大都会大教堂）来运行对比研究。作为世界文化遗址，该大教堂位于墨西哥城的历史街区。
“它是理想的测试项目，”Lee 表示，“我们设定了各种指标并且知道数据集之前使用了哪些内容，因为我们一直在记录各个步骤。”
我们在两台计算机上都加载了该数据集，并对它们执行了相同的操作，CyArk 在日常工作中会使用这些操作来生成 3D 模型。两台计算机处理了 13,252 个输入和 796 GB 的数据、295 GB 的点云文件、1,257 张（1 亿像素）中画幅、2,219 张（3600 万像素）DSLR 和 6,007 张（2000 万像素）无人机拍摄的照片。
该团队发现可以将全部数据放进 HP Z8 工作站，并且基于该工作站的预期性能，它可以轻松地完成该操作。
“我们的假设完全正确，”Lee 表示，“Z8 工作站能够一次性处理全部数据，通过随后的目视检查，我们发现它确实为我们带来了更好的结果。”检查工作包括检查数据中不一致的部分。HP Z8 花了 5 小时来导入和调整输入数据，而 Titan 花了 16 小时，前者速度快 70% 以上。
客户概览
应用
通过收集航拍数据和地面数据来渲染建筑物的 3D 动画模型，并借此保护文化遗产。
硬件
HP Z8 G4 工作站
“每当 Titan 上的结果不理想时，我们就需要进行耗时的优化工作。”Lee 表示，“使用 Z8 只需 5 小时便可获得理想结果，这令人震惊不已。”
在生成数字复制品所需执行的每个步骤中，HP Z8 的性能均优于 Titan。
HP Z8 只需 1 天 21 个小时便完成了重构工作，而 Titan 花了 16 天 20 个小时。总体上，该团队节省了 14 天 33 个小时的计算时间。
“每当 Titan 上的结果不理想时，我们就需要进行耗时的优化工作。使用 Z8 只需 5 小时便可获得理想结果，这令人震惊不已。”
Scott Lee
CyArk 现实捕捉总监
总的来说，该团队获得了更清晰、更精细的大教堂模型，而且所用构件更少，这意味着，如果需要将该模型转换为其他可视化格式（比如虚拟现实），同样可以节省大量人员时间。
完成项目任务（比如准备数据集、设定纹理设置和创建正射影像）所花的时间大幅缩减。HP Z8 花了 13 小时，而 Titan 花了 220 小时，节省了超过 5 周的人员时间。
“对于像我们一样的小规模机构，时间是非常宝贵的资源。”Lee 表示，“这很有趣，你听说过 Staples 的‘轻松’按钮吗？那就是我们希望达到的效果。”项目成果：建筑物的外部、外部到内部以及直通式通道的交互式 3D 模型和 3D 动画。
奠定坚实基础
该对比研究帮助 Lee 认识到了他的团队能够轻松处理数据。如今，CyArk 每年平均可完成 12 个项目。在 HP Z8 的助力下，该组织有效改进了工作流程。
“通常，我们的工作流程是：一名工作人员选用三台性能较好计算机中的一台（Titan 便是其中一台）来处理数据，”Lee 解释道，“工作人员在 RealityCapture 中重新构建模型，然后生成图纸或简化数据，接着使用 Unity 引擎或某个其他游戏引擎打造虚拟现实体验。”
现在，团队会使用其他计算机执行预处理、内容创建，并完成图纸等其他可交付成果。而 HP Z8 用于实际的重新构建和模型制作。
“这样做的效率高了很多，因为我们可以让 3 个或 4 个工作人员处理需要花很多人工计算时间的其他步骤，”Lee 表示，“然后，我们可以将结果输入到 Z8 中，从而更迅速、更准确地获得模型。接下来我们可以将其返回不同团队成员，并获得完成其他可交付成果所需的结果。”
他说，HP Z8 的强大性能让 CyArk 对将来能够实现的成就充满信心。
“由于后期处理时间较长，我们过去通常只会在遗址现场捕捉一定规模的数据量，”Lee 表示，“Z8 有效地消除了该问题，让我们可以捕捉更多数据。”
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4AA7-8734ENW，2020 年 12 月
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