Juni 2026
Die Berechnung der Beleuchtung
Ich habe an der Uni ein Projekt, wofür ich Beleuchtung berechnen will und die Beleuchtung dann in Bilder (Texturen) schreiben möchte. Das hatte ich bis November 2025 noch auf meinem PC gemacht, allerdings sind die Szenen immer größer geworden und die Zeit ist immer länger geworden, die ich zum Ausrechnen gebraucht habe. Dafür habe ich mir dann ein Skript mit einem Kommilitonen zusammen geschrieben, was es uns erlaubt hat, von meinem Laptop einen Auftrag an mehrere Computer der Uni in den Laboren zu verteilen. Das war super, weil es aus knapp vier Stunden Berechnungen etwa eine halbe Stunde gemacht hat.
Das Problem mit den PCs an der Uni war, dass ich in die Labore musste, weil ich manuell auf jedem Computer ein Stück Software starten musste, was wegen einem automatischen Neustart alle 24h gestoppt wurde. Deswegen habe ich mich dann online auf den Hinweis von meinem Mitbewohner angefangen umzuschauen. Dabei bin ich dann auf Vast.ai gekommen, was eigentlich ein Dienstleister für Hardware von KI-Training ist.
Mit Large Language Models und deren Training sind einige neue Dienstleister im Internet aufgetaucht, die es möglich machen, on demand Rechenleistung zu mieten. Das ist interessant, weil die bisherigen Anbieter wie zum Beispiel AWS (Amazon Web Services) eine groteske Benutzeroberfläche haben. Man verbringt meistens mehr Zeit damit herauszufinden, wo man eigentlich hin will, statt tatsächlich das Problem zu lösen, wofür man die Hardware gemietet hat.
Das hat sich mit den neuen Plattformen deutlich geändert. Manchmal sind sie noch etwas kryptisch zu bedienen, aber wenigstens sind die Preisstrukturen mittlerweile wirklich eindeutig. Man zahlt pro Maschine pro Nutzungssekunde für verwendete Bandbreite und verwendeten Speicher. Die letzten zwei Kategorien machen dabei allerdings nur einen kleinen Teil vom tatsächlichen Preis aus.
Für mein Projekt an der Uni ist das interessant, weil ich Beleuchtungsinformationen ausrechne. Das mache ich mit der Software Blender, die diese Aufgabe auf einer Grafikkarte verhältnismäßig sehr schnell ausrechnen kann. Wenn ich meine mittelgroße Testszene berechnen will dann sind das etwa 1200 Lightmaps, die berechnet und komprimiert werden müssen und 5000 spherical harmonics die nur berechnet werden müssen. Auf meinem Workstation Computer dauert das etwa 12 Stunden, in denen der Computer vollständig ausgelastet ist. Heißt, man kann ihn effektiv 12 Stunden nicht verwenden. Die Grafikkarte zieht dabei etwa 350 Watt Strom. Bei 12 h Laufzeit sind das 4.2 kWh, bei 33 ct pro kWh sind das immerhin 1,39 € in Stromkosten und Hitze, die ich meinen Mitbewohnern aufdrücke. Wenn man zu normalen Raten bei dem Hostingdienst mietet, kann man für etwa 10 ct die Stunde pro Computer rechnen. Wenn man Glück hat und die Rechenzentren gerade eine Auftragsflaute haben, dann kann man die Maschinen auch für etwa 1 ct die Stunde mieten. Die Preise sind dabei allerdings dynamisch und nicht jede Maschine kostet gleich viel. Je nach Grafikkarte, Standort und aktueller Auslastung schwankt der Preis pro Computer deutlich. Wenn man das Glück einer Auftragsflaute hat, kann man die Szene in etwa zum Strompreis ausrechnen, also für etwa 1,40 €.
Als ich das Ganze aufgesetzt habe, bin ich auf einige interessante Probleme gestoßen. Das Hauptproblem war, dass ich die Szene von meinem Computer auf ganz viele andere Computer verteilen muss die auf der ganzen Welt verteilt stehen. Das heißt, dass die Kommunikation zwischen meinem Computer und dem gemieteten Gerät potentiell mehrere Sekunden dauert, um hin und zurück zu gehen. Nachdem ich für jede Sekunde zahle, die die Maschinen laufen, will ich natürlich, dass diese so schnell wie möglich ihren Auftrag erhalten. Anfangs hatte ich die Szene die ich berechnen wollte, einfach direkt von meinem Computer hochgeladen. Das hat allerdings ewig gedauert, weil der Hausanschluss nur 50 Mbit upload sind und weil ich am Anfang Websockets verwendet habe, um die Szene unkomprimiert zu übertragen. Das geht mit zwei oder drei Maschinen gerade noch so, mit mehr wartet man ewig auf den Upload der Szene.
Ich hatte mir für ein Bastelprojekt einen dedizierten Server bei Hetzner gemietet wo ich einen 1 Gbit Anschluss im Download und Upload habe. Also war die Idee erstens, die Szene zu komprimieren und sie dann auf den Server zu laden, damit ich dann die Datei von dort aus mit viel höherer Bandbreite in alle Welt verteilen kann. Sobald der Server die Szene erhalten hat und sich eine Maschine bei ihm meldet und bereit für Aufträge ist verteilt der Server Arbeitsaufträge. Sobald ein Arbeitsauftrag abgeschlossen ist, wird er komprimiert und wieder zurück an den Server geschickt, der dann darauf wartet, dass alle Aufträge abgeschlossen werden. Wenn eine Maschine, die arbeitet, sich länger als 60 Sekunden nicht meldet und sagt, dass sie noch am Leben ist, dann wird sie als abgestürzt behandelt und der an die Maschine vergebene Auftrag wird wieder eingereiht und dann einer anderen Maschine zugewiesen.
Wenn alle Aufträge bearbeitet sind, werden sie in ein Archiv zusammengefasst, auf den Laptop heruntergeladen und auf die Szene angewandt.
Jetzt, im Juni 2026, kann ich mit meinem Laptop die gesamte Szene über den Planeten verteilen. Der Laptop selbst hat nicht die Leistung, auch nur eine dieser Beleuchtungsinformationen in sinnvoller Zeit zu berechnen. Mit etwa 41 Computern über den Planeten verteilt und 7,65 € Kosten ist die Szene komplett berechnet und auf meinem Laptop heruntergeladen. Statt 12 Stunden dauert es 50 Minuten.
(Konstantin Passig)
