Κάποια από τα πιο περίπλοκα καρέ στο Finding Dory χρειάστηκαν πάνω από 600 ώρες για να αποδοθούν.
Ωστόσο, η ομάδα της Pixar δεν χρωματίζει και εμψυχώνει μόνο, και η τεχνολογική πλευρά αναζητά συνεχώς νέους τρόπους για να βελτιώσει τη δουλειά που κάνουν οι άλλοι. Αυτό οδήγησε στο Presto, ένα πρόγραμμα που δημιουργήθηκε για την Pixar σε συνεργασία με τη Maya, καθώς και μια βιβλιοθήκη εργαλείων απόδοσης και μοντελοποίησης σε πραγματικό χρόνο.
Σχετική προσφορά:Μεταδώστε τις αγαπημένες σας ταινίες Pixar στο Amazon Video τώρα
Στο συνέδριο GPU Technology της Nvidia, τρεις υπάλληλοι της Pixar — μηχανικός λογισμικού γραφικών Pol Jeremias, επικεφαλής μηχανικός λογισμικού Jeremy Cowles και λογισμικό μηχανικός Dirk Van Gelder — εξήγησε πώς η δημιουργία ταινιών οδήγησε στη δημιουργία λογισμικού, με μερικές εμφανίσεις από αγαπημένους χαρακτήρες της Pixar να φέρονται για τα καλά Μετρήστε.
Μια μοναδική πρόκληση
Όπως μπορείτε να φανταστείτε, το πρωτοποριακό 3D animation της Pixar απαιτεί εντυπωσιακό υλικό. Μέρος της πρόκλησης της Pixar είναι ότι τα περισσότερα μηχανήματα είναι κατασκευασμένα για ταχύτητα και όχι για ομορφιά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η εταιρεία κατασκεύασε τα δικά της συστήματα ειδικά σχεδιασμένα για τη δημιουργία ταινιών.
Το τυπικό μηχάνημα της Pixar τροφοδοτείται από επεξεργαστή Intel 16 πυρήνων 2,3 GHz με 64 GB ΕΜΒΟΛΟκαι ένα Nvidia Quadro M6000 12 GB. Εάν η ομάδα χρειάζεται λίγο περισσότερη ώθηση, υπάρχει μια διαμόρφωση διπλής CPU με δύο από τα τσιπ 16 πυρήνων, ένα ζευγάρι M6000 και 128 GB μνήμης RAM.
Και ακόμη και αυτά τα μηχανήματα ωθούνται στα όριά τους κατά τη διάρκεια μιας ενεργής εργάσιμης ημέρας. Υπάρχουν πάνω από 100 δισεκατομμύρια τρίγωνα σε μια μικρή λήψη, περισσότερα από τα πιο γρήγορα επιφάνεια εργασίας παιχνιδιών μπορούσε να χειριστεί. Το Mater, από την Cars, αποτελείται από περισσότερα από 800 μάτια και σχεδόν όλα είναι παραμορφωμένα με κάποιο τρόπο. Προσθέστε σε αυτό τα κοπάδια ψαριών στο Finding Nemo ή τα σμήνη ρομπότ στο Wall-E, και η ανάγκη ανάπτυξης λογισμικού στο εσωτερικό γίνεται πιο επιτακτική.
Γρήγορα
Στην καρδιά της σουίτας λογισμικού της Pixar βρίσκεται το απομονωμένο, ιδιόκτητο Presto. Το λογισμικό μοντελοποίησης, που κατασκευάστηκε σε συνεργασία με τη Maya, είναι υπεύθυνο για τα πάντα, από τη διάταξη σκηνής, έως κινούμενα σχέδια, εξάρτιση, μέχρι και προσομοίωση φυσικής και περιβαλλόντων. Η Pixar δεν το επιδεικνύει συχνά δημόσια. Ευτυχώς, κατά τη διάρκεια της παρουσίασης στο GTC, μας κέρασαν ένα live demo.
Πολλά από την άρθρωση, τα κινούμενα σχέδια, τα εφέ και την υποδιαίρεση της Pixar συμβαίνουν σε πραγματικό χρόνο.
Η διεπαφή του Presto μπορεί να φαίνεται οικεία σε οποιονδήποτε έχει αφιερώσει χρόνο σε εφαρμογές τρισδιάστατης μοντελοποίησης όπως η Maya ή το 3DSMax, αλλά έχει ροή εργασίας καινοτομίες που βοηθούν τους καλλιτέχνες σε διαφορετικά μέρη της διαδικασίας να παραμείνουν συγκεντρωμένοι στη δουλειά τους και να μην χρειάζεται να ασχολούνται με περιττά πληροφορίες.
Ταυτόχρονα, οι εμψυχωτές και οι riggers μπορούν να βρουν έναν εκτεταμένο όγκο δεδομένων που σχετίζονται με τον ιδιαίτερο ρόλο τους και πολλαπλές μεθόδους άρθρωσης τμημάτων του πλέγματος. Τα μοντέλα για χαρακτήρες δεν είναι απλά μεμονωμένα κομμάτια. Πιάνοντας το πόδι του Woody και μετακινώντας το πάνω-κάτω, αρθρώνονται επίσης οι άλλες αρθρώσεις του και το ύφασμα στις γύρω περιοχές.
Ως μακροχρόνιος θαυμαστής της Pixar, δεν μπορούσα να επισημάνω αμέσως κανένα τεχνούργημα ή γραφικό περίεργο στη ζωντανή επίδειξη. Βοηθά το γεγονός ότι ήταν απλώς Woody και Buzz σε γκρι φόντο, αλλά οι υφές ήταν ευκρινείς, η κινούμενη εικόνα ήταν καθαρή και οι αντανακλάσεις ήταν ακριβείς και ρεαλιστικές. Ακόμη και ένα κοντινό πλάνο εστιασμένο στο σήμα του Γούντι φαινόταν ευδιάκριτο. Και όλα έγιναν σε πραγματικό χρόνο.
Αξιοποίηση συνεργατικής δύναμης
Ένας από τους πρώιμους περιορισμούς του Presto ήταν η αδυναμία του να χειριστεί τη συλλογική εργασία, έτσι η Pixar ξεκίνησε να φέρει τη λειτουργικότητα στη ροή εργασίας της. Το αποτέλεσμα είναι Universal Scene Description ή USD. Αυτή η συλλογική διεπαφή επιτρέπει σε πολλούς καλλιτέχνες της Pixar να εργάζονται στην ίδια σκηνή ή μοντέλο, αλλά σε διαφορετικά επίπεδα, χωρίς να πατούν ο ένας στα πόδια του άλλου.
Επίδειξη Presto στο συνέδριο GTC της NVIDIA
Διαχειριζόμενος κάθε πτυχή της σκηνής ξεχωριστά — το φόντο, η αρματωσιά, η σκίαση και πολλά άλλα — ένας εμψυχωτής μπορεί να λειτουργήσει σε μια σκηνή ενώ ένας καλλιτέχνης αγγίζει την εμφάνιση των χαρακτήρων, και αυτές οι αλλαγές θα αντικατοπτρίζονται στις αποδόσεις σε όλο το σανίδα. Αντί για καρέ, οι σκηνές περιγράφονται με όρους επιπέδων και παραπομπών, μια πολύ πιο σπονδυλωτή προσέγγιση στην παραδοσιακή τρισδιάστατη μοντελοποίηση.
Σχετική Προσφορά:Ρεύμα Πανεπιστήμιο τεράτων στο Amazon Video τώρα
Το USD χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στην Pixar στην παραγωγή της επερχόμενης ταινίας Finding Dory και γρήγορα έγινε αναπόσπαστο μέρος της ροής εργασίας. Η επιτυχία του δεν περιορίστηκε στην Pixar και προγράμματα όπως το Maya και το Katana ενσωματώνουν ήδη το USD. Τα στοιχεία σε αυτά τα προγράμματα μπορούν να μετακινηθούν και να αντιγραφούν ελεύθερα, αλλά δεν είναι μόνο αυτό στην ιστορία.
Ο Van Gelden έδειξε πώς η Pixar πηγαίνει το USD ένα βήμα παραπέρα με ένα νέο πρόγραμμα που ονομάζεται USDView. Προορίζεται για γρήγορο εντοπισμό σφαλμάτων και γενική σταδιοποίηση, αλλά ακόμα και αυτό γίνεται όλο και πιο περίπλοκο. Σε μια επίδειξη, το USDView άνοιξε μια σύντομη σκηνή με 52 εκατομμύρια πολύγωνα από το Finding Dory σε λίγα δευτερόλεπτα σε έναν φορητό σταθμό εργασίας.
Στην πραγματικότητα, ο Van Gelden το έκανε αρκετές φορές για να τονίσει πόσο εύχρηστο είναι το λογισμικό. Δεν είναι απλώς μια γρήγορη προεπισκόπηση. Υπάρχει ένα περιορισμένο σύνολο στοιχείων ελέγχου για την αναπαραγωγή και την κίνηση της κάμερας, αλλά είναι ένας πολύ καλός τρόπος για τους καλλιτέχνες να πάρουν μια ιδέα για το μπλοκάρισμα ή τη σκηνοθεσία μιας σκηνής χωρίς να χρειάζεται να την εκκινήσουν στο Presto.
USD, με ενσωματωμένο USDView, θα κυκλοφορήσει ως λογισμικό ανοιχτού κώδικα αυτό το καλοκαίρι. Αρχικά θα είναι διαθέσιμο για Linux, αλλά η Pixar ελπίζει να το κυκλοφορήσει για Windows και Mac OS X αργότερα.
Πολλαπλασιασμός πολυγώνων
Μία από τις κύριες μεθόδους τελειοποίησης τρισδιάστατων μοντέλων είναι η υποδιαίρεση. Με τη συνεχή διάσπαση και επαναπροσδιορισμό των πολυγώνων, η πολυπλοκότητα της απόδοσης αυξάνεται — αλλά και η ακρίβεια και το επίπεδο λεπτομέρειας. Στα βιντεοπαιχνίδια, υπάρχει ένα όριο στο πόσο μακριά μπορεί να φτάσει η υποδιαίρεση πριν βλάψει την απόδοση. Στις ταινίες της Pixar, όμως, ο ουρανός είναι το όριο.
Για να προσφέρει ένα παράδειγμα για το πόσο μακριά θα μπορούσε να φτάσει η υποδιαίρεση, ο Jeremias έδειξε ένα παράδειγμα απλού πλέγματος 48 πολυγώνων. Η επόμενη εικόνα έδειξε το πολύγωνο μετά από έναν γύρο υποδιαίρεσης, να φαίνεται πολύ πιο καθαρό και να έχει 384 πολύγωνα. Μετά από έναν άλλο γύρο, το σχήμα είχε εξομαλυνθεί εντελώς, αλλά το κόστος ήταν ένα πλέγμα με πάνω από 1,5 εκατομμύριο πολύγωνα. Ο Jeremias σημείωσε ότι αυτές οι υποδιαιρέσεις είναι πιο αισθητές στα σημεία επαφής μεταξύ δύο μοντέλων, και ειδικά στα δάχτυλα ενός χαρακτήρα.
Η Pixar βασίζεται τόσο πολύ στην υποδιαίρεση που η εταιρεία δημιούργησε τη δική της μηχανή υποδιαίρεσης, OpenSubDiv. Βασίζεται στις αρχικές βιβλιοθήκες RenderMan της Pixar, αλλά διαθέτει ένα πολύ ευρύτερο API. Έχει σχεδιαστεί με γνώμονα το USD, επίσης, για εύκολη ενσωμάτωση στη ροή εργασίας.
Κάλεσμα της Ύδρας
Αν θέλετε να δείτε πώς αυτά τα στοιχεία αθροίζονται χωρίς να χρειάζεται να αποδώσετε μια τελική σκηνή, η Hydra είναι η απάντηση. Είναι η μηχανή απόδοσης σε πραγματικό χρόνο της Pixar, χτισμένη πάνω στο OpenGL 4.4. Είναι σημαντικό ότι έχει κατασκευαστεί ειδικά για παραγωγή ταινιών μεγάλου μήκους και έχει κατασκευαστεί για ταχύτητα.
Οι υφές ήταν ευκρινείς, τα κινούμενα σχέδια ήταν καθαρά και οι αντανακλάσεις ήταν ακριβείς και ρεαλιστικές.
Δεν είναι μια ολοκληρωμένη λύση για την τελική απόδοση, αλλά μπορεί να βοηθήσει στη συγκέντρωση πολλών εφέ και λεπτομέρειες για πιο ακριβή αναπαράσταση του πώς θα μοιάζει μια σκηνή από ό, τι μπορεί το USDView προμηθεύω. Υποστηρίζει επίσης λειτουργίες όπως καμπύλες τεμαχίων υλικού, επισήμανση και διαχείριση παρουσιών υλικού.
Ακόμη και άλλες εταιρείες εφέ και πολυμέσων συνεργάζονται με την Pixar για να ενσωματώσουν το Hydra στη ροή εργασίας τους. Η Industrial Light and Magic, η εταιρεία ειδικών εφέ πίσω από τις ταινίες Star Wars, έχει δημιουργήσει μια υβριδική έκδοση του λογισμικού της που βασίζεται στην τεχνολογία της Pixar. Στην περίπτωση του Millennium Falcon, αυτό σημαίνει 14.500 meshes και 140 textures στα 8K το καθένα — καθόλου μικρό κατόρθωμα, ακόμη και για ακραίους σταθμούς εργασίας.
Ωστόσο, δεν πρόκειται μόνο για τη δημιουργία μοντέλων και την εμψύχωσή τους. Ένα τεράστιο μέρος της δημιουργίας της διάθεσης και της στίλβωσης μιας ταινίας περιλαμβάνει εφέ μετα-επεξεργασίας. Οι καλλιτέχνες και οι προγραμματιστές της Pixar ήθελαν μια εξίσου διαισθητική και βελτιωμένη διαδικασία για την προσθήκη και τη διαχείριση εφέ.
Και υπάρχουν αρκετά για να διαχειριστείτε. Ο Cowles παρουσίασε μια λίστα με εφέ μετα-επεξεργασίας που δεν θα έμοιαζαν παράταιρα στις ρυθμίσεις γραφικών του Crysis. Αυτό περιλαμβάνει απόφραξη περιβάλλοντος, βάθος πεδίου, απαλές σκιές, θόλωση κίνησης, μια χούφτα εφέ φωτισμού και μάσκες και φίλτρα σε διάφορες γεύσεις. Όταν κοιτάζετε προσεκτικά μια απόδοση μιας υποβρύχιας σκηνής με την Dory και τον Nemo, η τελική επίδραση αυτών των πρόσθετων στοιχείων αυξάνεται γρήγορα.
Σε πραγματικό χρόνο, μια πρόσφατη εξέλιξη
Σήμερα, πολλά από την άρθρωση, τα κινούμενα σχέδια, τα εφέ και την υποδιαίρεση της Pixar συμβαίνουν σε πραγματικό χρόνο. Αυτό δεν συνέβαινε πάντα. Ο Van Gelder το έδειξε αυτό απενεργοποιώντας τις δυνατότητες που είναι πλέον δυνατή η άμεση προεπισκόπηση χρησιμοποιώντας το σύγχρονο σύνολο εργαλείων. Οι σκιές εξαφανίστηκαν, οι κύριες λεπτομέρειες όπως οι κόρες και τα σημάδια εξαφανίστηκαν και όλα εκτός από το πιο βασικό χρωματικό μπλοκ εξαφανίστηκαν.
Αυτό το παράδειγμα οδήγησε στο σπίτι την τεράστια κλίμακα κάθε σκηνής σε αυτές τις ταινίες. Η πολυπλοκότητα μιας μικρής σκηνής ξεπερνά κατά πολύ ακόμη και τα πιο προηγμένα βιντεοπαιχνίδια και η ανταμοιβή είναι τεράστια.
Ακόμη και με όλο αυτό το εντυπωσιακό υλικό και ειδικά κατασκευασμένο λογισμικό, μερικά από τα πιο περίπλοκα καρέ στο Finding Dory χρειάστηκαν πάνω από 600 ώρες για να ολοκληρωθούν. Είναι ένα κόστος που πρέπει να λάβουν υπόψη εταιρείες όπως η Pixar στον προϋπολογισμό μιας ταινίας, αλλά το εσωτερικό, ειδικά κατασκευασμένο λογισμικό βοηθά στον εξορθολογισμό των σημαντικών τομέων.
Συστάσεις των συντακτών
- Τρεις εξαιρετικά σπάνιες μονάδες GPU RTX 4090 είναι κρυμμένες στο Cyberpunk 2077
- Nvidia GTC 2022: RTX 4090, DLSS 3 και οτιδήποτε άλλο ανακοινώθηκε
- Οι GPU της Nvidia κυριαρχούν στις πωλήσεις του Newegg, παρά τις υψηλότερες τιμές
- Η Nvidia αγκαλιάζει την ARM στους νέους επεξεργαστές υπερυπολογιστών Grace
- Συνέντευξη: Πώς οι σκηνοθέτες του Pixar’s Soul ζωγράφισαν έντεχνα τη μετά θάνατον ζωή
