3sNews訊 為期兩天的2012地理信息開發(fā)者大會(簡稱：WGDC)在北京國家會議中心舉行，本次大會以“新技術、新模式、新商業(yè)”為主題，是地理信息領域最具影響力的技術性盛會，其宗旨是不斷引領和促進地理信息技術的創(chuàng)新與變革。在第二天的“三維可視化與虛擬現(xiàn)實”分會場，中國惠普信息產(chǎn)品集團工作站業(yè)務部產(chǎn)品總經(jīng)理陳立發(fā)表了題為《高性能圖形工作站，構建三維地理信息系統(tǒng)的完美基石》的演講。

　　以下為文字實錄：

　　大家上午好，很感謝主辦方邀請我們參加今天的會議。

　　今天大會的主題主要是GIS地理信息系統(tǒng)，可能在座的很多朋友會問跟工作站有什么關系?我本人使惠普工作站的負責人。很多人說在GIS的工作領域當中更多使用的是PC、服務器，很少有人用工作站，甚至很少人聽說過工作站這樣一個名詞或者產(chǎn)品，我簡單大概回顧一下工作站的起源。從產(chǎn)品的時間上來講，工作站的產(chǎn)品出現(xiàn)與我們現(xiàn)在大家所常用的PC早很多，從這個名字上來講，最早的是相對于我們之前大家年輕一點的朋友不太熟悉的，就是之前的主機或者是小型機，或者是大型機，或者是中型機等等，這是在二三十年前的情況?；诋敃rUNIX的系統(tǒng)出現(xiàn)的工作站，惠普第一臺有現(xiàn)代外觀或者感覺的工作站最早是1978年出現(xiàn)的。我們市面上很多領域最早第一臺PC是80年代初的時候，所以說工作站的出現(xiàn)早于以前的PC。工作站從起源上，也集成了很多服務器的一些特性，特別是它在一些技術的使用上，都跟服務器也很相似。

　　既然說是工作站，在地理信息系統(tǒng)來講，主要是什么樣的人會在什么情況下可能會使用工作站呢?這是一個非常典型的地理信息系統(tǒng)GIS的系統(tǒng)劃分，在座很多媒體都很熟悉。在這樣一個市場劃分領域，具體的我們主要是面臨這樣兩種類型的用戶。第一就是商業(yè)型的階級用戶，第二就是專業(yè)型的或者技術型的用戶。商業(yè)型的用戶這里面就是一個典型他們主要做的事情，包括數(shù)據(jù)的采集或者是捕捉，無論是通過航空、衛(wèi)星或者是遙感等等獲得數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行加工處理，變成一些我們所需要的信息。最終你是要把它變成一個應用或者服務，也就是我們在最右邊，在這樣一個領域里面。比如我們可能熟悉的比如像氣象、地質勘探，還有我們現(xiàn)在可能一般的人最了解的谷歌，提供這種地圖服務的企業(yè)。它在這種數(shù)據(jù)的采集、處理以及最后生成的解析過程當中有很多情況下都是作為一個工作站來提高速度和效率的。在這里面對于技術型的用戶來講，可能更多的是來自于一些公用部門，比如說政府或者是提供公共服務的技術專家型的，比如氣象，他們要分析一些云圖，比如地質災害的生成或者形成過程造成災害情況的分析，這是相對來講比較技術型的用戶。他們主要是利用工作站提高速度，使得他們在最短的時間內基于這些分析或者處理以后，得出一個結論，為政府的決策人提供決策上的支持。

　　我們在工作站應用的領域里面，從下往上來講是繪圖部分，制圖基本上有差不多將近一半左右的用戶來看。再往上就是遙感，在遙感領域，數(shù)據(jù)的采集處理以及在解析的過程當中，基本上差不多有超過一半的在使用這種工作站級別的。再往上就是攝影，像剛才四維的街景采集的方式，很多情況下是用工作站的形式。這邊是典型的GIS的數(shù)據(jù)采集以及分析整理的過程，在座各位很熟悉了，我也不細講這個過程了。在這樣一個過程當中，比如在數(shù)據(jù)的處理以及分析過程當中，特別比如像剛才四維介紹的街景，那是最原始的數(shù)據(jù)，要把這些數(shù)據(jù)轉化成計算機能夠處理，以及最后你想生成的信息的模式，或者往這個方向去準備，還有數(shù)據(jù)來源是多種形式的，可能也有照片、視頻，還有地理位置等等，最終要把它整合到一起去。在這種過程中，就可以由工作站來做這樣的事情。工作站在存儲能力上，比一般的PC機要大很多，甚至基本上現(xiàn)在可以達到中小型服務器的規(guī)模。到了解析這個過程當中，可以說工作站的應用是最多的，剛才騰訊的朋友也來介紹了，現(xiàn)在叫直觀化，也就是要用你的第一視角，你最開始習慣的方式來去理解和看待這些數(shù)據(jù)。GIS也是這樣，無論是通過什么樣的方式采集的這些數(shù)據(jù)，最終的表現(xiàn)形式都是我們人眼能夠看到的情況表現(xiàn)出來。在這個時候，中間就有一個過程，以前是從另外一個角度，比如從高空航拍也好，或者衛(wèi)星也好拍的照片，最終要變成一個人站在面前的平視或者是俯視的角度。從高度來講，可能把一些位置關系，因為往往不是立體的，可能是平面的圖片，但是要通過計算機的處理，把它變成三維立體的，有距離感、前后感、明暗感，甚至還有顏色光的變化，這個過程當中也是需要大量的工作站。我們在后面有一個非常好的顯示。

　　對于整個工作站來講，系統(tǒng)比較強大，速度很快，效率很高。同時由于工作站上我們集成了很多一些特殊的，或者是針對工作站的專用軟件或者工具，可以使得這些使用者彼此之間可以有些協(xié)同工作。下面給大家舉兩個例子，工作站和PC到底能快到什么程度，這是泰國，面積是51萬平方公里，是通過70多張衛(wèi)星拍的照片，5個波段的光譜拍攝下來的。這是盧森堡，是歐洲一個很小的小國，那個國家是鋼鐵多、是2千多平方公里，比北京還小，北京的核心城區(qū)大概是1千多平方公里，行政區(qū)域大概1萬多平方公里。是通過4千多張航拍，可以看一下數(shù)據(jù)量，這個航拍是1.2TB。大家可以看一下我們這邊的測試結果，這是泰國的情況，上面那個圖是用普通的PC機做整個數(shù)據(jù)的儲備和整理，最后所用的時間，480個小時，也就是20天。在下面分別是用我們惠普的入門級，就是最低端的工作站和最高端的工作站處理所用的時間，大家可以看到，這兩個時間完全不在一個數(shù)量級上，最下面是8小時，最上面是11小時，用一個白天就做完了，這邊是連續(xù)工作20天，下面是把這個圖拉大以后可以看一下，這個時間，在800的時候是惠普最頂級的，也是整個市場當中最頂級的工作站了，可以看到時間速度非?？臁Ｈ绻且粋€商業(yè)型的用戶來講，做同樣一件事情，你用一個白天的時間和用20整天的時間，對于企業(yè)的效率是不可比的。哪怕我是一個企業(yè)，我是做公共服務的話，在最短的時間內做這樣的事情，可以給出我的意見或者結論給這些行政部門做一個決策性的支持。下面是盧森堡，因為它的數(shù)量大，時間上差別更大，用普通PC機是3600個小時，差不多150天，也就是5個月的時間處理完這么一個圖。用工作站來講，只有76個小時多，也就是三天多的時間，這個差別更大了，這就是工作站在做地理信息準備過程當中所花費的時間。

　　剛才說了，為什么工作站有這么高的速度?剛才也談到了，工作站的起源最早是來自于服務器，主要面向的應用類型就是圖形圖像的處理，還有高性能的計算，對于可靠性要求比較高的用戶來講，一般都選擇工作站。同時在硬件上工作站還有很大的特點就是圖卡，也被叫做圖形工作站。一般的工作站來講，會配專業(yè)的顯卡或者是圖卡，這個是與PC機上或者是家用辦公上圖形顯示設備的圖卡是完全不一樣的。

　　我們惠普來講工作站的產(chǎn)品是業(yè)界來說最全的，中間這一個是我們的Z系列的臺式工作站，我們有大概4個型號5款。最左邊的是我們的移動工作站，也就是筆記本。剛才四維的朋友介紹他們野外的數(shù)據(jù)采集車，我知道石油勘探行業(yè)也有野外數(shù)據(jù)采集車，他們用的基本上內部是帶一個臺式工作站，若干個移動工作站，數(shù)據(jù)量很大，一小時都是幾十個GB的數(shù)據(jù)量。移動工作站來講，他們可以實時不斷的處理數(shù)據(jù)。同時所有移動工作站的設計上，是按照美國的軍用標準來設計的，抗震、防塵、防水，還有防霧這種野外環(huán)境來講，要求是達到軍用的標準。另外還有一個圖形顯示，相對于GIS，里面可能只是針對的圖形的真實性，色彩的準確度和豐富程度可能要求不高。我們惠普有一個特點就是Dreamcolour，這是技術在數(shù)字娛樂傳媒行業(yè)，就是電影或者動畫片，或者是廣告印刷這個行業(yè)來講是非常有名的專利技術。通過名字來講大家可能聽著很像，有一家非常有名的動畫片的制作公司是Dreamworks，夢工廠，我們最早是為了滿足夢工廠的要求而設計的，主要是色彩的真實，可以超過11種顏色的顯示。如果你用多個電腦看數(shù)碼相機拍的照片肯定有這種感覺，同樣一張照片，在不同的計算機上或者在不同的屏上可以看到色彩或者顏色是有偏差的，這是計算機上色彩不一致，Dreamcolor是在這個時期。

　　今年3月份的時候，我們又出了一個業(yè)界第一款一體機，這是一體式的工作站，是一個工作站，但是是一體機，是27寸的，可以顯示11種顏色。針對GIS來講，我們是有些推薦的，根據(jù)您不同的應用，我們可以根據(jù)應用的情況不一樣，選擇不同的平臺。這個我們以Esri這個軟件來舉例，這邊的用戶可能用普通PC就夠了，再往上，不同用戶的應用軟件可能需要配置升高，基本上就進入工作站這個領域。實際上在國外來講，Esri很多用戶也都是惠普的用戶。

　　剛才說了，工作站領域很重要的硬件產(chǎn)品就是圖卡，根據(jù)應用不一樣，要選擇不同類型的圖卡，這樣的話才能達到這個圖形顯示的效果，這個也是一樣，根據(jù)不同的應用要選擇不同的類型。其實很多用戶在使用過程當中也許沒有注意這樣一個細節(jié)或者是忽略這樣的過程，這樣的話，使得它的使用效果會很差。但是往往會產(chǎn)生到底是軟件的問題還是水平的問題?其實往往就是說，你的硬件配置和你的軟件沒有匹配上，就是你用得很好，這個軟件有很好的功能，但是你的硬件選擇不合適，導致軟件的功能沒有得到充分的發(fā)揮。這是我們一些推薦，在制圖方面來講，我們第一個工作站就足夠了，在遙感方面來講，相對來講肯定檔次要升一下，因為遙感的數(shù)量相對來講比較大，數(shù)據(jù)處理起來比較復雜。在測量方面來講，基本上用戶在國外全部都是用工作站來做數(shù)據(jù)處理。因為處理完以后還有仿真的問題，基本上都在中高端以上，這種硬件平臺是兩顆處理器，不是單處理器。在工作站上，在GIS方面，相對來講在氣象部門我們看到了很多，比如像中央電視臺，大家可以看到他們是多頻的。大家知道，我們現(xiàn)在面前這個大的屏幕，我估計是150-200寸以上，它的分辨率是多少?實際上跟那邊筆記本的分辨率是多少的，這個大的屏幕別看尺寸可能是200寸，那邊只是14或者是15寸，但是它的分辨率和像素點同樣是一樣的。如何做到這么大的顯示面積像素點上去呢?對于PC機來講解決不了問題，這個就可以交給工作站，這邊是1920-1080，這邊是5760-1080的像素，這種顯示的時候，只有工作站上的圖卡才能支持這種輸出，才可以用這么多顯示器拼成一個大圖過來。如果看地圖幾千、上萬平方公里的話，如果很小的尺寸，就不一定看得很全。特別是我們的筆記本，移動工作站，我們一個移動工作站加上外掛的顯示器，再加上自己的，總共有五個顯示器，數(shù)量是非常大的。

　　我知道今天在座的有很多GIS的開發(fā)者，所以我特別加了一個，目前來講在CAD領域和在數(shù)字娛樂傳媒領域非常熱的，也是在學校里面非常熱的技術叫做GPU的計算，或者叫GPU的加速等等，各種各樣的叫法。基本做法就是，一般的計算機處理單元是靠我們的處理器，叫CPU。另外還有一個很強的處理器在你的圖卡里頭，這個圖卡是叫GPU，是圖形處理器。CPU來講是處理一些復雜指令，GPU的計算能力很強，但是只能處理一些簡單指令集。比如從核上來講，現(xiàn)在我們用的顯卡內核有448個，但是一顆CPU有多少?我們的工作站上一顆CPU的話現(xiàn)在到六核，很快到八核，兩顆CPU最多也就是16核。從CPU的核來講，遠遠少于GPU的核。但是對于一些圖形計算或者是圖形數(shù)來講，其實計算并不復雜，只不過計算量非常大，可以說是海量的處理，但是它的計算并不復雜。這個時候，人們就想我可不可以把我有些程序或者是有些計算，我不讓CPU去運行，而是把這段程序拿出來編譯一下送到圖卡的處理器里頭，讓GPU幫我去計算，算出這個結果。這邊就是基于CPU+GPU+GPU的實時渲染，這是非常熱的。第一個CPU是計算機里面的CPU，第二個GPU是圖卡的，第三個GPU是基于GPU的計算法。簡單來講就是一個圖卡，把圖卡的顯示輸出的部分切掉，或者說拿掉，只剩下這個圖形處理的部分。在這底下有一個計算量，有一個計算尺度大家可以看到，如果我用8個CPU核，2個四核CPU做一件事情，如果熏染的話，比如速度是1的話，隨著圖卡的升高，可以到2倍以上。但是如果你一個圖卡加上計算卡的話，速度可以達到6倍以上的速度。右邊是一個實景圖，大家看一下這個車的反光鏡，里面有對另外一個車的反光，這個反光是計算機做出來的。隨著你這個車運動過程中的反光，也實時改變著反射的場景。以前在做這樣事情的時候，是調整這臺車的位置，這個里面計算機的指數(shù)在模型建模的部分做調整。但是你要想顯示出這樣的效果，這個時候馬上去做渲染，你可能要等很長時間，少則可能幾十分鐘，多的話要幾天。我記得前兩天我們去一個公司，他們最早最大的一個渲染是20個小時，用Z800只有3個小時。如果這邊的部分一旦做了更改以后，可能大概幾十秒鐘這個渲染就完成了，這個時候在這個過程中，它的渲染不是在CPU圖卡里面做的，而是拿到專門的GPU計算卡去做。這個編程的開發(fā)實際上很簡單，也不復雜。在座各位如果感興趣的話，有這樣專門的課程和培訓，有教科書，很簡單。

　　我們的工作站還有一些專門的工具軟件，這些工具軟件只是針對工作站用戶的，我們叫Acrobat X Pro，對于企業(yè)來講，比如說我是一個設計單位，我給用戶設計一個建筑。用戶肯定想看，你設計完了以后它的外觀是什么樣的感受，你最好讓我看一下?？墒俏矣植环奖悖蛘哒f我又不能把我設計的數(shù)據(jù)給你，我只能讓你看到這個結果，但是我又不能把我的數(shù)據(jù)給你，給了你數(shù)據(jù)以后，對于我來講，我的數(shù)據(jù)安全就是一個很大的問題，也許用戶拿到我的數(shù)據(jù)以后不跟我機遇合作了，他找別人去，在這個數(shù)據(jù)上繼續(xù)做下去，跟我沒什么關系了。這個時候，我們就可以用Adobe的Acrobat軟件，你把你設計的圖形圖案，各種各樣類型的數(shù)據(jù)，不單純是文字、圖表，還可以有聲音、影像，還有CAD的三維設計，全部嵌入到一個PDF格式的文件里去。然后你把這個文件發(fā)給你的用戶。你的用戶只需要到Adobe的網(wǎng)上下載Acrobat read就可以閱讀，這個是三維，可以是交互的，可以自己設計，打包進去。這個時候我既可以讓我的用戶看到我給他設計什么樣的，同時我也可以把原始我最初的數(shù)據(jù)給他，保證了我數(shù)據(jù)的安全性，保證了我的知識產(chǎn)權安全。對于企業(yè)來講，這個軟件是非常有吸引力的，因為它可以把多種格式的數(shù)據(jù)嵌入進去。哪怕你是學校老師，你可以把你教學的PPT放在里面，或者教學的聲音、錄音放在里面，甚至一些實驗的演示都放在里面。但是沒關系，別人拿不走，因為他只能看到你的PPT，或者是只能看到PDF文件，原始數(shù)據(jù)都在里面。

　　我今天要講的內容就是這些，謝謝大家!

　　(以上內容根據(jù)速記整理，未經(jīng)本人審核)