Algunos de los fotogramas más complejos de Buscando a Dory tardaron más de 600 horas en renderizarse.
Sin embargo, el equipo de Pixar no solo colorea y anima, y el lado tecnológico busca constantemente nuevas formas de mejorar el trabajo que otros hacen. Eso llevó a Presto, un programa creado para Pixar en cooperación con Maya, así como a una biblioteca de herramientas de modelado y renderizado en tiempo real.
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En la conferencia de tecnología GPU de Nvidia, tres empleados de Pixar: el ingeniero de software gráfico Pol Jeremias, el ingeniero de software principal Jeremy Cowles y el ingeniero de software ingeniero Dirk Van Gelder: explicó cómo la realización de películas condujo a la creación de software, con algunas apariciones de los personajes favoritos de Pixar incluidas para siempre. medida.
Un desafío único
Como puedes imaginar, la animación 3D de vanguardia de Pixar exige un hardware impresionante. Parte del desafío específico de Pixar es que la mayoría de las máquinas están diseñadas para la velocidad, no para la belleza. Es por eso que la empresa construyó sus propios sistemas específicamente diseñados para la realización de películas.
La máquina estándar de Pixar funciona con un procesador Intel de 16 núcleos y 2,3 GHz con 64 GB de RAMy una Nvidia Quadro M6000 de 12 GB. Si el equipo necesita un poco más de empuje, hay una configuración de CPU dual con dos de los chips de 16 núcleos, un par de M6000 y 128 GB de RAM.
E incluso esas máquinas son llevadas al límite durante un día de trabajo activo. Hay más de 100 mil millones de triángulos en una pequeña toma, más que incluso el más rápido. escritorio para juegos podría manejar. Mater, de Cars, está formado por más de 800 mallas y casi todas están deformadas de algún modo. Si a eso le sumamos los bancos de peces de Buscando a Nemo o los enjambres de robots de Wall-E, la necesidad de desarrollar software internamente se vuelve más apremiante.
Presto
En el corazón del paquete de software de Pixar se encuentra el exclusivo Presto. El software de modelado, creado en cooperación con Maya, es responsable de todo, desde el diseño de la escena hasta la animación, el montaje e incluso la simulación de la física y los entornos. Pixar no lo muestra en público con frecuencia. Afortunadamente, durante la presentación en GTC, pudimos disfrutar de una demostración en vivo.
Gran parte de la articulación, animación, efectos y subdivisión de Pixar ocurren en tiempo real.
La interfaz de Presto puede resultarle familiar a cualquiera que haya pasado tiempo en aplicaciones de modelado 3D como Maya o 3DSMax, pero tiene un flujo de trabajo. Innovaciones que ayudan a los artistas en diferentes partes del proceso a mantenerse enfocados en su trabajo y no tener que lidiar con tareas innecesarias. información.
Al mismo tiempo, los animadores y riggers pueden encontrar una gran cantidad de datos relevantes para su función particular y múltiples métodos para articular partes de la malla. Los modelos de personajes no son sólo piezas individuales. Agarrar el pie de Woody y moverlo hacia arriba y hacia abajo también articula sus otras articulaciones y la tela en las áreas circundantes.
Como fanático de Pixar desde hace mucho tiempo, no pude señalar de inmediato ningún artefacto o rareza gráfica en la demostración en vivo. Ayuda que solo estuvieran Woody y Buzz sobre un fondo gris, pero las texturas eran nítidas, la animación era limpia y los reflejos eran precisos y realistas. Incluso un primer plano centrado en la placa de Woody parecía perfecto. Y todo sucedió en tiempo real.
Aprovechar el poder colaborativo
Una de las primeras limitaciones de Presto fue su incapacidad para manejar el trabajo colaborativo, por lo que Pixar se propuso incorporar esta funcionalidad a su flujo de trabajo. El resultado es Descripción de Escena Universal, o USD. Esta interfaz colaborativa permite a muchos artistas de Pixar trabajar en la misma escena o modelo, pero en diferentes capas, sin pisarse unos a otros.
Demostración de Presto en la conferencia GTC de NVIDIA
Al gestionar cada aspecto de la escena individualmente (el fondo, el montaje, el sombreado y más), un animador puede trabajar en una escena mientras un artista retoca la apariencia de los personajes, y esos cambios se reflejarán en los renderizados en todo el junta. En lugar de fotogramas, las escenas se describen en términos de capas y referencias, un enfoque mucho más modular que el modelado 3D tradicional.
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USD se utilizó por primera vez en Pixar en la producción de la próxima película Buscando a Dory y rápidamente se convirtió en una parte integral del flujo de trabajo. Su éxito no se ha limitado a Pixar y programas como Maya y Katana ya están integrando USD. Los activos de estos programas se pueden mover y copiar libremente, pero eso no es todo.
Van Gelden mostró cómo Pixar está llevando el USD un paso más allá con un nuevo programa llamado USDView. Está pensado para una depuración rápida y una puesta en escena general, pero incluso eso se está volviendo cada vez más sofisticado. En una demostración, USDView abrió una breve escena con 52 millones de polígonos de Buscando a Dory en sólo segundos en una estación de trabajo móvil.
De hecho, Van Gelden lo hizo varias veces sólo para resaltar lo ágil que es el software. Tampoco es sólo una vista previa rápida. Hay un conjunto limitado de controles para la reproducción y el movimiento de la cámara, pero es una excelente manera para que los artistas tengan una idea del bloqueo o la puesta en escena de una escena sin necesidad de iniciarla en Presto.
USD, con USDView integrado, se lanzará como software de código abierto este verano. Inicialmente estará disponible para Linux, pero Pixar espera lanzarlo para Windows y Mac OS X más adelante.
Multiplicar polígonos
Uno de los principales métodos para perfeccionar modelos 3D es la subdivisión. Al dividir y redefinir continuamente los polígonos, la complejidad del renderizado aumenta, pero también la precisión y el nivel de detalle. En los videojuegos, existe un límite en cuanto a hasta dónde puede llegar la subdivisión antes de que perjudique el rendimiento. Sin embargo, en las películas de Pixar el cielo es el límite.
Para ofrecer un ejemplo de hasta dónde podría llegar la subdivisión, Jeremias mostró un ejemplo de una malla simple de 48 polígonos. La siguiente imagen mostraba el polígono después de una ronda de subdivisión, luciendo mucho más limpio y luciendo 384 polígonos. Después de otra ronda, la forma se había suavizado por completo, pero el coste era una malla con más de 1,5 millones de polígonos. Jeremias señaló que estas subdivisiones son más notorias en los puntos de contacto entre dos modelos, y especialmente en las yemas de los dedos de un personaje.
Pixar depende tanto de la subdivisión que la empresa construyó su propio motor de subdivisión, OpenSubDiv. Se basa en las bibliotecas RenderMan originales de Pixar, pero presenta una API mucho más amplia. También está diseñado teniendo en cuenta el USD para una fácil integración en el flujo de trabajo.
Invocando a la Hidra
Si quieres ver cómo se suman esos elementos sin tener que renderizar una escena final, Hydra es la respuesta. Es el motor de renderizado en tiempo real de Pixar, construido sobre OpenGL 4.4. Es importante destacar que está diseñado específicamente para la producción de largometrajes y para la velocidad.
Las texturas eran nítidas, la animación limpia y los reflejos precisos y realistas.
No es una solución definitiva para el renderizado final, pero puede ayudar a reunir muchos efectos y detalles para una representación más precisa de cómo se verá una escena que USDView proporcionar. También admite funciones como curvas teseladas de hardware, resaltado y gestión de instancias de hardware.
Incluso otras empresas de efectos y medios han estado trabajando con Pixar para integrar Hydra en su flujo de trabajo. Industrial Light and Magic, la compañía de efectos especiales detrás de las películas de Star Wars, ha creado una versión híbrida de su software basada en la tecnología de Pixar. En el caso del Halcón Milenario, eso significa 14.500 mallas y 140 texturas a 8K cada una, lo que no es poca cosa, incluso para estaciones de trabajo extremas.
Sin embargo, no se trata sólo de crear modelos y animarlos. Una gran parte de crear el ambiente y pulir una película implica efectos de posprocesamiento. Los artistas y desarrolladores de Pixar querían un proceso igualmente intuitivo y simplificado para agregar y administrar efectos.
Y hay bastantes que gestionar. Cowles mostró una lista de efectos de posprocesamiento que no desentonarían en la configuración gráfica de Crysis. Eso incluye oclusión ambiental, profundidad de campo, sombras suaves, desenfoque de movimiento, un puñado de efectos de iluminación y máscaras y filtros en una variedad de estilos. Cuando miras de cerca una representación de una escena submarina con Dory y Nemo, el impacto culminante de estos extras se acumula rápidamente.
Tiempo real, un desarrollo reciente
Hoy en día, gran parte de la articulación, animación, efectos y subdivisión de Pixar ocurren en tiempo real. Ese no fue siempre el caso. Van Gelder demostró esto desactivando las funciones que ahora es posible obtener una vista previa instantánea utilizando el moderno conjunto de herramientas. Las sombras desaparecieron, los detalles importantes como las pupilas y las marcas desaparecieron, y todos los bloques de color, excepto los más básicos, desaparecieron.
Ese ejemplo dejó claro la enorme escala de cada escena de estas películas. La complejidad de tan solo una pequeña escena supera con creces incluso a los videojuegos más avanzados, y la recompensa es inmensa.
Incluso con todo ese impresionante hardware y software especialmente diseñado, algunos de los fotogramas más complejos de Buscando a Dory tardaron más de 600 horas en terminarse. Es un costo que empresas como Pixar deben considerar en el presupuesto de una película, pero el software interno especialmente diseñado ayuda a optimizar las áreas importantes.
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