Některé z nejsložitějších snímků ve Finding Dory trvalo vykreslení přes 600 hodin.
Tým v Pixaru však nejen vybarvuje a animuje, ale technologická stránka neustále hledá nové způsoby, jak zlepšit práci, kterou dělají ostatní. To vedlo k Presto, programu vytvořenému pro Pixar ve spolupráci s Mayou, a také knihovně nástrojů pro vykreslování a modelování v reálném čase.
Související nabídka:Streamujte nyní své oblíbené filmy Pixar na Amazon Video
Na konferenci GPU Technology společnosti Nvidia tři zaměstnanci společnosti Pixar — grafický softwarový inženýr Pol Jeremias, vedoucí softwarový inženýr Jeremy Cowles a software inženýr Dirk Van Gelder – vysvětlil, jak tvorba filmů vedla k vytvoření softwaru, s některými vystoupeními oblíbených postav Pixaru opatření.
Jedinečná výzva
Jak si dokážete představit, špičková 3D animace Pixar vyžaduje působivý hardware. Součástí výzvy specifické pro Pixar je, že většina strojů je postavena pro rychlost, nikoli pro krásu. To je důvod, proč společnost vybudovala své vlastní systémy určené speciálně pro tvorbu filmů.
Standardní stroj u Pixaru je poháněn 2,3 GHz, 16jádrovým procesorem Intel s 64 GB paměti. RAMa 12GB Nvidia Quadro M6000. Pokud tým potřebuje trochu větší šmrnc, je tu konfigurace se dvěma procesory se dvěma ze 16jádrových čipů, dvojicí M6000 a 128 GB RAM.
A dokonce i tyto stroje jsou během aktivního pracovního dne tlačeny na hranici svých možností. V malém záběru je více než 100 miliard trojúhelníků, dokonce více než těch nejrychlejších herní plocha mohl zvládnout. Mater od Cars se skládá z více než 800 ok a téměř všechny jsou nějakým způsobem zdeformované. Přidejte k tomu hejna ryb ve hře Hledá se Nemo nebo roje robotů ve Wall-E a potřeba vyvíjet software interně je stále naléhavější.
rychle
Srdcem softwarové sady Pixar je samotářský, proprietární Presto. Modelovací software, vytvořený ve spolupráci s Mayou, je zodpovědný za vše od rozvržení scény, přes animaci, rigging až po simulaci fyziky a prostředí. Pixar to na veřejnosti neukazuje často. Naštěstí nás během prezentace na GTC čekalo živé demo.
Mnoho artikulací, animací, efektů a dělení Pixaru probíhá v reálném čase.
Rozhraní Presto se může zdát známé každému, kdo strávil čas v aplikacích 3D modelování, jako je Maya nebo 3DSMax, ale má pracovní postup inovace, které pomáhají umělcům v různých částech procesu soustředit se na svou práci a nemuset se zabývat zbytečnostmi informace.
Zároveň mohou animátoři a riggeři najít rozsáhlé množství dat relevantních pro jejich konkrétní roli a různé metody artikulování částí sítě. Modely postav nejsou jen jednotlivé kusy. Uchopením Woodyho nohy a jejím pohybem nahoru a dolů se kloubí i jeho další klouby a látka v okolních oblastech.
Jako dlouholetý fanoušek Pixaru jsem v živém demu nemohl okamžitě poukázat na žádné artefakty nebo grafické zvláštnosti. Pomáhá, že to byl jen Woody a Buzz na šedém pozadí, ale textury byly ostré, animace čisté a odrazy přesné a realistické. Dokonce i detailní záběr zaměřený na Woodyho odznak vypadal na místě. A vše se odehrálo v reálném čase.
Využití kolaborativní síly
Jedním z prvních omezení Presto byla jeho neschopnost zvládnout společnou práci, a tak se Pixar rozhodl zavést funkci do svého pracovního postupu. Výsledkem je Universal Scene Description neboli USD. Toto rozhraní pro spolupráci umožňuje mnoha umělcům Pixar pracovat na stejné scéně nebo modelu, ale na různých vrstvách, aniž by si navzájem šlapali na nohy.
Demonstrace Presto na konferenci GTC společnosti NVIDIA
Díky samostatné správě každého aspektu scény – pozadí, vybavení, stínování a dalších – může animátor pracovat na scéně, když umělec upravuje vzhled postav, a tyto změny se projeví ve vykreslení napříč deska. Místo snímků jsou scény popsány pomocí vrstev a referencí, což je mnohem modulárnější přístup k tradičnímu 3D modelování.
Související nabídka:Proud Univerzita pro příšerky nyní na Amazon Video
USD byl poprvé nasazen v Pixaru při výrobě připravovaného filmu Hledá se Dory a rychle se stal nedílnou součástí pracovního postupu. Jeho úspěch nebyl omezen na Pixar a programy jako Maya a Katana již integrují USD. Aktiva v těchto programech lze volně přesouvat a kopírovat, ale to není vše, co se v příběhu nachází.
Van Gelden ukázal, jak Pixar posouvá USD o krok dále s novým programem s názvem USDView. Je určen pro rychlé ladění a obecné staging, ale i to je stále sofistikovanější. V ukázce USDView otevřel krátkou scénu s 52 miliony polygonů z Finding Dory během několika sekund na mobilní pracovní stanici.
Ve skutečnosti to Van Gelden udělal několikrát, jen aby zdůraznil, jak pohotový je software. Není to jen rychlý náhled. K dispozici je omezená sada ovládacích prvků pro přehrávání a pohyb kamery, ale pro umělce je to skvělý způsob, jak získat představu o blokování nebo inscenaci scény, aniž by ji museli spouštět v aplikaci Presto.
USD, se zabudovaným USDView, bude spuštěn jako open-source software letos v létě. Zpočátku bude dostupný pro Linux, ale Pixar doufá, že jej později vydá i pro Windows a Mac OS X.
Násobení polygonů
Jednou z hlavních metod zdokonalování 3D modelů je dělení. Neustálým rozdělováním a předefinováním polygonů se zvyšuje složitost vykreslování – ale také přesnost a úroveň detailů. Ve videohrách existuje limit toho, jak daleko může dělení zajít, než to poškodí výkon. Ve filmech Pixaru je však limitem nebe.
Aby nabídl příklad toho, jak daleko může dělení zajít, Jeremias ukázal příklad jednoduché 48-polygonové sítě. Další obrázek ukázal polygon po kole dělení, vypadal mnohem čistěji a měl 384 polygonů. Po dalším kole se tvar úplně vyhladil, ale cena byla síť s více než 1,5 miliony polygonů. Jeremias poznamenal, že tyto dělení jsou nejvíce patrné na kontaktních místech mezi dvěma modely, a to zejména na konečcích prstů postavy.
Pixar spoléhá na dělení natolik, že společnost postavila svůj vlastní rozdělovací engine OpenSubDiv. Vychází z původních knihoven Pixar RenderMan, ale obsahuje mnohem širší API. Je také navržen s ohledem na USD pro snadnou integraci do pracovního postupu.
Vyvolání Hydry
Pokud chcete vidět, jak se tyto prvky sčítají, aniž byste museli vykreslovat finální scénu, Hydra je odpovědí. Je to renderovací engine Pixar v reálném čase, postavený na OpenGL 4.4. Důležité je, že je vytvořen speciálně pro produkci celovečerních filmů a je postaven pro rychlost.
Textury byly ostré, animace čisté a odrazy přesné a realistické.
Není to úplné řešení pro finální vykreslování, ale může pomoci spojit mnoho efekty a detaily pro přesnější znázornění toho, jak bude scéna vypadat, než dokáže USDView poskytnout. Podporuje také funkce, jako jsou hardwarově mozaikové křivky, zvýrazňování a správa instancí hardwaru.
Dokonce i další efektové a mediální společnosti spolupracují se společností Pixar na integraci Hydry do jejich pracovního postupu. Industrial Light and Magic, společnost se speciálními efekty, která stojí za filmy Star Wars, vytvořila hybridní verzi svého softwaru, který je postaven na technologii Pixar. V případě Millennium Falcon to znamená 14 500 ok a 140 textur v rozlišení 8K – žádná maličkost, dokonce i pro extrémní pracovní stanice.
Nejde však jen o vytváření modelů a jejich animaci. Velká část nastavení nálady a vyleštění filmu zahrnuje efekty následného zpracování. Umělci a vývojáři z Pixaru chtěli stejně intuitivní a efektivní proces přidávání a správy efektů.
A je jich docela dost ke správě. Cowles předvedl seznam efektů následného zpracování, které by v grafickém nastavení Crysis nevypadaly nepatřičně. To zahrnuje okolní okluzi, hloubku ostrosti, měkké stíny, rozostření pohybu, několik světelných efektů a masky a filtry v různých příchutích. Když se pozorně podíváte na vykreslení podvodní scény s Dory a Nemo, kulmiativní účinek těchto doplňků se rychle sčítá.
Reálný čas, nedávný vývoj
Dnes se mnoho artikulací, animací, efektů a dělení v Pixaru odehrává v reálném čase. Nebylo tomu tak vždy. Van Gelder to ukázal vypnutím funkcí, které je nyní možné okamžitě zobrazit pomocí moderní sady nástrojů. Stíny zmizely, hlavní detaily, jako jsou zornice a znaky, zmizely a všechny kromě toho nejzákladnějšího barevného blokování zmizely.
Tento příklad přinesl masivní rozsah každé scény v těchto filmech. Složitost jen malé scény daleko převyšuje i ty nejpokročilejší videohry a přínos je obrovský.
I přes veškerý ten působivý hardware a účelový software trvalo dokončení některých nejsložitějších snímků ve Finding Dory přes 600 hodin. Jsou to náklady, které musí společnosti jako Pixar zohlednit v rozpočtu na film, ale vlastní, účelově vytvořený software pomáhá zjednodušit důležité oblasti.
Doporučení redakce
- V Cyberpunk 2077 se skrývají tři ultravzácné GPU RTX 4090
- Nvidia GTC 2022: RTX 4090, DLSS 3 a vše ostatní oznámeno
- GPU Nvidia dominují prodejům Neweggu i přes vyšší ceny
- Nvidia u svých nových superpočítačových procesorů Grace využívá ARM
- Rozhovor: Jak režiséři Pixar’s Soul umně animovali posmrtný život
