影视黑科技系列：单主机多工位影视工作站

非常适合小型公司和工作室，按目前技术水平，单台主机最多可以提供6套4K工位或者12套全高清工位。



记得看过一个曾经在工业光魔工作过的澳洲大神推出的影视特效教程，大神说到现在影视业公司平均雇员人数是10人左右，而且10-20年后由于软件和硬件发展，影视业很可能会步平面设计业后尘，平均雇员人数会降低到1-2人，这是后话。现在大量10多人的影视业小公司可能经常在IT方面遇到这些问题：
1）公司的业务数据需要多人安全保密共享，如果使用制作网系统，软件、硬件以及系统维护成本过高，不是一般小企业创业之初能承受的。
2）如果不采用内部制作网架构，使用多个单机内部简单互联或通过移动存储交换数据的方式，数据的管理太麻烦，而且不安全，全公司的IT软硬件管理工作压力也大。
3）公司为了减少各工位生产瓶颈，往往配备的单机在绝大多数时间性能严重过剩，硬件资源得不到充分利用，而且如果商业软件的授权费用根据单机收取，软件的开支也大。
4）可能还有一些问题欢迎大家吐槽。

有一种黑科技可以解决这些问题，而且经过5年以上我们自己的使用和提供给别的公司使用，事实表明很靠谱。

这种方法建立在WINDOWS操作系统和一些开源的LINUX系统发行版基础上，MACOS暂无成功报道。大概原理是利用操作系统底层功能，把接入主机的显示器，键鼠，耳机等人机交互设备分配给多个工位同时使用，多个工位可以用独立的账户登录（通常可以解决ADOBE等软件多开实例），也可以用同一个账户（可方便本身就支持多开实例的软件，减少账户管理配置工作）。

这样做的好处很明显：
1）公司可以根据最大工作负荷，配置一台超级主机，在关键渲染任务时比多台联机分布渲染可靠性可能更高，硬件总价格很可能更低，占用物理空间更少，包括空调等总能耗更低，管理技术难度也低很多。
2）商业软件授权费用大大降低，所有工位，每种商业软件的授权费用通常只需要一份即可（尤其是单账户登录模式）。
3）这种系统的安装维护难度单独和普通工作站差不多，如果万一系统盘崩溃，镜像恢复一下即可，有硬件更换也很容易，可以大大减少IT管理方面的成本。
4）数据集中在主机中，利用主机内部高速数据通道带宽实现多个工位共享，通常远远高于普通的制作网架构，而且可以很容易利用操作系统和主机主板提供的数据安全加密功能。
5）设计合理的这种系统和工作流程，能充分利用硬件的计算和数据带宽资源，改变很多公司主机大部分时间性能严重过剩，高负荷时又可能不够用的低性价比现状。

这里我们提供一些机器硬件配置实例，分享当时的设计思路，供大家参考（请注意，显示器为了优化国内电视制式的显示效果，都设置为50P）：

案例1：一个省级有线电视频道栏目组日播节目生产用机多套，已安全运行5年左右，其中有套机器第4年由于非正常断电，损坏过系统盘和数据盘，还好客户系统有镜像备份，重要数据也有备份，安全更换新盘。
每套主机有3个工位，操作系统是WINDOWS 7 64位简体中文旗舰版，管理员权限单账户登录，素材主要是BMD采集卡采集的抠像绿背景演播室全高清MJPEG.AVI，HDV格式小高清、AVCHD格式全高清、网络下载高清节目无损改封装得到的X264编码的MP4

【1个编导文字处理、全高清内容粗剪、唱词听记拍打时间轴及成片审片工位】
主要工作软件：微软OFFICE或WPS，SONY VEGAS PRO，VLC开源万能播放器；
人机交互硬件：AOC23寸超薄IPS面板LED背光全高清显示器，支持50P显示，接口使用主板自带的DVI转HDMI，使用I7-2600K CPU核芯GPU，使用主板自带声卡接漫步者入门级5.1声道监听音箱，雷柏2.4G无线键鼠。
【1个全高清精编工位】
主要工作软件：SONY VEGAS PRO，HITFILM抠像插件，一些VEGAS开源插件，微软OFFICE或WPS和一些开源媒体工具
人机交互硬件：AOC23寸超薄IPS面板LED背光全高清显示器，支持50P显示，接口使用独立显卡的DVI转HDMI，USB耳麦，罗技USB有线键鼠。
【1个包装设计和做花式飞字工位】
主要工作软件： ADOBE套件
人机交互硬件：AOC23寸超薄IPS面板LED背光全高清显示器，支持50P显示，接口使用独立显卡的DVI转HDMI，USB耳麦，罗技USB有线键鼠。

主机硬件配置：
主板：技嘉GA-Z68A-D3H-B3 (rev. 1.3) 当时看好其自带HDMI/DVI接口，能利用CPU里的GPU，而且根据以前经验，好的桌面主板的可靠性比不会比工作站服务器主板差太多。
CPU与散热器：INTEL I7-2600K 当时桌面CPU里性价比很高的型号，其稳定性并不差于同期至强CPU，性能却比同价位至强高很多，内部导热材料不错，全部核心在额外购买的超频三6热管大型风冷散热器条件下，能通过INTELBURNTEST极端烤机，一起稳定工作在4.5GHz以上，浮点运算速度能达到90-100GFLOPS，至今性能仍不过时，对比至强处理器，这款CPU高主频带来的性能优势非常明显，而且内部GPU能对一些制作软件编码加速，性能和编码质量甚至超过NVDIA中端独显的CUDA，这也是至强处理器不具备的。所以我们没有用一般DIY工作站的至强处理器（从专业软件厂家提供了INTEL核显加速就可以看出，这些软件其实是针对主流桌面处理器优化的，我问过一些国内NLE厂商，也是如此）
显卡：影驰GTX-560ti,1GB显存， ADOBE的PR等能开启水银加速引擎，SONY VEGAS PRO主程序和一些插件也能开启加速，不过为了均衡多个软件同时工作时的显卡负荷，我把VEGAS的主程序和编码加速设置为使用CPU核心GPU，第三方插件使用独显加速，最终整体加速性能得到优化。（我问过国内一线NLE厂家，他们的软件显卡加速一般也是针对中端NVDIA游戏卡优化，并不是传说中的专业显卡，所以我原来工作过10年的省级电视台前年购买了一批5万以上的土豪惠普工作站装国产著名NLE，厂家要技术部门拆掉了原装的土豪AMD专业显卡，换上了NVDIA GTX 760屌丝游戏卡）。
内存：16GB DDR3-1600(4X4GB) 当时算多的，但三个工位同时工作，加上有ADOBE性能和操作体验非常依赖内存容量，16GB算是刚刚好，实际应用中，从来没有因为内存不是服务器或工作站的ECC型出过问题。
系统盘：OCZ 64GB SSD 当时性价比较高的一款。固态盘装系统只是开关机和打开软件速度快，用户体验能提高，但通常不会对渲染速度有帮助。
素材盘：希捷 2TB 7200转多块，用户根据需要接在机箱内，随时添加或取下存档，没有组RAID，因为用户素材的码率并不高，单体硬盘速度足够，用普通硬盘组RAID其实不合适，容易使RAID控制器产生误判进入数据重建状态，这时候带宽消耗在内部数据交换，用户体验极其糟糕，所以我们一般不推荐廉价的RAID。重要的用户数据工作人员自行备份到千兆网NAS。
机箱：道和卧式服务器机箱 理由1，散热器比较大，很多机箱装不下，而且塔式机箱常年在重力作用下，散热器和CPU的贴合程度会变差，降低散热效果，我们测试过，同一个主机机箱平放和竖放，跑LINPACK浮点性能甚至就有10GFLOPS以上的差距，所以工作站主机的散热问题不能小视；理由2，硬盘位多，空间大，方便用户自行安装素材盘；理由3，性价比高，加上所有风扇不到400；理由4，外形专业装逼。http://www.daohe.com/productshow.asp?ProID=34&Layer=2
电源：安钛克 650W 功率足够了，还有余量。

案例2：2015年9月份，一个省会城市节目制作公司承包了一档周播20分钟的《国土资源观察》电视栏目。该公司找我们搭建了一套单主机4工位4K制作系统 ，感谢用户发来照片：

操作系统是WINDOWS 10 64位简体中文企业版，多账户登录。
最高画质素材来源主要是：
佳能EOS C500绿背景抠像棚竖拍4K 50P 10BITRAW主持人全身
佳能EOS C500外拍4K 50P 10BITRAW各种外景空镜，采访谈话
松下GH4 H264 MOV 4K 25P航拍
（本人一直疑惑为什么一个这样的栏目要用这种电影风格的土豪摄影机，此栏目山寨了某《经视观察》栏目，原版栏目也只是用5D拍浅景深风格的画面，看来电视栏目在画面风格上也在攀比高大上）
【1个编导文字处理和唱词听记工位】
主要工作软件：微软OFFICE2016，VLC开源万能播放器；
人机交互硬件：AOC23寸IPS面板LED背光全高清显示器，支持50P显示，接口使用主板自带的DVI，使用I7-4790K CPU核芯GPU，硕美科（SOMIC） G938 头戴式USB电脑耳麦，罗技2.4G无线键鼠。
【1个DIT，内容粗剪、唱词拍打时间轴工位】
主要工作软件：佳能 DIT工具CRD (Cinema RAW Development) ，SONY VEGAS PRO 13；
人机交互硬件：AOC23寸IPS面板LED背光全高清显示器，支持50P显示，接口使用主板自带的HDMI，使用I7-4790K CPU核芯GPU，硕美科（SOMIC） G938 头戴式USB电脑耳麦，罗技2.4G无线键鼠。
【1个做三维场景和三维动画 AE特效 工位】
主要工作软件： AUTODESK 2016套件 ADOBE CC2015套件
人机交互硬件：AOC U2870VQE/WW 28英寸4K UHD显示器 支持50P，接口使用GTX980TI独立显卡的DP口，硕美科（SOMIC） G938 头戴式USB电脑耳麦，罗技USB有线键鼠，WACOM绘图板。
【1个精编、调色、合成、终审工位】
主要工作软件：SONY VEGAS PRO 13，DAVINCI RESOLVE 12，微软OFFICE2016和一些开源媒体工具
人机交互硬件：AOC U2870VQE/WW 28英寸4K UHD显示器 支持50P，接口使用GTX980TI独立显卡的DP口，漫步者中端5.1声道音箱，硕美科（SOMIC） G938 头戴式USB电脑耳麦，罗技USB有线键鼠，WACOM绘图板。

工作流程与主机硬件需求：
1）每期栏目或系列节目由国土资源厅先提供选题方向、有关资料文字和历史音视频及图片资料交给编导汇总，然后编导根据这些撰写第一稿节目脚本。需要一个工位进行文字处理，资料数据整理归档，这些数据后期也要使用，通常码率不会很高，这部分工作对硬件资源的需求不高。
2）摄影师和编导根据国土资源厅审定后的脚本外出采访拍摄，回来后，摄影师要兼任DIT，把原始数据整理一遍，舍弃一些明显不要的，然后把用得上的素材通过DIT工具转码成后期制作能用的DPX通用格式和PRORES代理素材，DPX格式码率仍然很高，DIT工作对主机的数据传输带宽和运算速度有较高需求，记录仪的使用的512GBSSD通过USB3.0适配器接在主机后的USB3.0接口上保障带宽，转码后的DPX格式为了保障足够的带宽，存放到主机内部的2块到2块512GB SSD上，PRORES代理格式码率不太高，可存放在机械盘。编导同时也可能要查看PRORES代理素材，根据采访拍摄回来的内容进行第二稿脚本的撰写。
3）助理剪辑师根据编导第二稿对内容进行粗剪，可以使用VEGAS或RESOLVE直接跑DPX
由于最高画质素材是佳能EOS C500的4K50P10bit RAW 码率相当高（此土豪机是国土资源厅指定机型，所以全套消耗了此公司太多资金，留给后期设备的资金就不多了）。
4）精编师对粗剪后的DPX素材用VEGAS PRO或RESOLVE进行抠像（口播部分）、调色等技术处理，输出为4K50P带通道的动画无损压缩编码MOV或LAGARITH无损压缩编码的AVI（口播素材），4K50P GRASS VALLY HQX AVI或PRORES编码MOV格式（非口播素材）到4TB单体7200转高速机械盘的外圈分区，这些分区就可以达到带宽需求。
5）动画师把抠好的口播丢进虚拟演播室场景根据脚本内容设计虚拟摄影机调度，制作场景里的3D虚拟道具图表等，还有一些镜头根据脚本要求制作所需的AE特效……渲染为PNG序列，渲染完成后可转码为HQX编码AVI格式到4TB单体7200转高速机械盘的外圈分区。制作工作对CPU和带宽需求不高，白天进行，渲染时CPU负荷大，可在晚上进行，可以通过安全的远程操作和监控。
6）精编师根据脚本，利用VEGAS PRO把制作好的特效片段，口播片段，实拍片段等进行精细编辑、合成常规包装元素、加音乐、音效、口播解说同期声调音、声音缩混等精细处理。这部分工作CPU负荷和硬盘带宽需求中等。
7）剪辑助理打开基本定稿的精编工程，关闭特效预览和不需要的视频轨道，拍打唱词，并加载到工程中，这个工序对硬件资源需求很低。
8）精编师把加载了唱词的版本输出一个供审片的H264.MP4文件，发给上级审片，硬件性能需求中等。
9）各工种根据审片反馈意见进行修改定稿。
10）精编师输出一个4K50P HQX AVI编码的存档版，然后再输出全高清50i PRORES422 MOV的电视播出版，还有用MEGUI压缩一个全高清25P 4M码率 X264 MP4网络传播版，硬件需求中等。

主机硬件配置：
主板：技嘉（GIGABYTE）Z97X-Gaming 5主板 Intel Z97/LGA1150 ，看好其自带HDMI/DVI接口，能利用CPU里的GPU，同理根据以前经验，好的桌面主板的可靠性比不会比工作站服务器主板差太多。
CPU与散热器：INTEL I7-4790K 当时桌面CPU里性价比很高的型号，其稳定性并不差于同期至强CPU，性能却比同价位至强高很多，内部导热材料虽然不是很好，但整体散热和高频性能要比3770K 4770K好很多，默认主频就高达4GHz，全部核心在安装很好的九州风神阿萨辛二代CPU散热器8热管散热条件下，能通过INTELBURNTEST极端烤机，多核稳定工作在4.5GHz以上，浮点运算速度能达到110GFLOPS，对比至强处理器，这款CPU高主频带来的性能优势非常明显，而且内部GPU能对一些制作软件编码加速，性能和编码质量甚至超过同期NVDIA中高端独显的CUDA，不能浪费，这也是至强处理器不具备的。所以我们没有用一般DIY工作站的至强处理器（从专业软件厂家提供了INTEL核显加速就可以看出，这些软件其实是针对主流桌面处理器优化的，我问过一些国内NLE厂商，也是如此）
显卡：GTX-980ti,6GB显存，这块卡跑DAVINCI RESOLVE性能很好， ADOBE的PR等水银加速引擎性能明显提升，对AUTODESK软件的支持也不错，SONY VEGAS PRO主程序和一些插件也能开启加速，不过为了均衡多个软件同时工作时的显卡负荷，我把VEGAS的主程序和编码加速设置为使用CPU核心GPU，第三方插件使用这块独显加速，最终整体加速性能得到优化。。
内存：金士顿(Kingston)骇客神条 Savage系列32GB DDR3-2133(4X8GB) 主板只支持这么多，插满，4个工位同时工作，加上是4K项目，还有ADOBE，AUTODESK等内存大户32GB算是刚刚好，实际应用中，从来没有因为内存不是服务器或工作站的ECC型出过问题，另外软件配置中要对内存需求优化设置一下。
系统盘：创见(Transcend)MTS400 256G NGFF 固态硬盘，M.2接口，不占用主板其他宝贵的SATA口，当时性价比较高的一款。固态盘装系统只是开关机和打开软件速度快，用户体验能提高，但通常不会对渲染速度有帮助。
4KRAW素材盘：创见(Transcend) 370系列 512G SATA3 固态硬盘2块，速度正好匹配，不要组RAID，组RAID不能启用SSD的trim功能。
素材盘：希捷（Seagate）4TB 7200转128M SATA3 企业级硬盘2-4块，因为调色后输出的4K素材的码率并不高，单体硬盘尤其是外圈分区速度足够，所以我们对这些硬盘都按内圈外圈分了区，卷标提示使用者放哪些数据。用普通硬盘和主板自带控制器组RAID其实不合适，容易产生误判进入数据重建状态，这时候带宽消耗在内部数据交换，用户体验极其糟糕，所以我们一般不推荐廉价的RAID。重要的用户数据工作人员自行用微软同步软件备份到本机另一块物理硬盘，还有些重要不涉密的数据同步到互联网云盘。
机箱：当时客户说办公空间有限，希望机箱小一点，我们选用了乔思伯（JONSBO） W2 ATX机箱 外铝内钢 银色（发货搞错了，发成了黑色，忍了） 分仓结构 支持8PCI槽位XL-ATX主板，后来才发现被坑了，仍然逃不脱神奇的散热器平放竖放性能不一样效应，这款机箱内部空间设计确实够大，能装下我们选购的那款庞大的风冷，然而后来却发现正常竖放机箱，浮点性能只有105GFLOPS左右，而且跑INTELBURNTEST时候CPU有过热保护缩缸，尼玛看来还是道和卧式服务器机箱靠谱啊，这款机箱平放完全不适合，电源开关没法开了，后悔莫及，但好在机器还能正常使用，以后吸取教训吧。
电源：安钛克 650W 功率足够了，还有余量。

另外，这个方案的4K显示器完全是因为客户预算不够了，降级为非专业的型号，不过调色有了经验，显示器颜色不太准问题也不大，有关技巧我日后和大家聊。
总结：
1）工作流程优化有利于我们这种屌丝方案的用户体验。
2）根据应用软件官网的硬件推荐清单选配，不要盲目崇拜服务器和工作站级别的架构和配件，软件厂商也在向屌丝妥协，他们的软件其实是针对屌丝级别的中高端硬件优化的。
3）操作系统和应用软件的安装调试很重要，这些我日后再开贴聊。
4）如果公司现有很多主机，需要增加工位，那么只需要添置显示器，键鼠和USB耳麦（如果显卡端口不够，可能还需要显卡），我们将现有主机硬件资源根据工作流程和负荷优化配置一下，安装调试好操作系统，应用软件和多工位软件即可。
5）如果公司主机也不够了，那么可以提交使用的软件清单，工作流程和负荷，我们可提供优化的硬件配置清单（用户可自行采购）和系统安装调试服务。
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