Joidenkin Finding Doryn monimutkaisimmista kehyksistä renderöinti kesti yli 600 tuntia.
Pixarin tiimi ei kuitenkaan vain värjää ja animoi, vaan tekninen puoli etsii jatkuvasti uusia tapoja parantaa muiden tekemää työtä. Tämä on johtanut Presto-ohjelmaan, joka on rakennettu Pixarille yhteistyössä Mayan kanssa, sekä kirjastoon reaaliaikaisia renderöinti- ja mallinnustyökaluja.
Aiheeseen liittyvä tarjous:Suoratoista Pixar-suosikkielokuvasi Amazon Videossa nyt
Nvidian GPU Technology -konferenssissa kolme Pixarin työntekijää – grafiikkaohjelmistoinsinööri Pol Jeremias, johtava ohjelmistoinsinööri Jeremy Cowles ja ohjelmisto insinööri Dirk Van Gelder – selitti, kuinka elokuvien tekeminen johti ohjelmistojen luomiseen, ja joitain Pixar-suosikkihahmojen esiintymisiä tuli mieleen. mitata.
Ainutlaatuinen haaste
Kuten arvata saattaa, Pixarin huippuluokan 3D-animaatio vaatii vaikuttavaa laitteistoa. Osa Pixarille ominaisista haasteista on se, että useimmat koneet on rakennettu nopeutta, ei kauneutta varten. Siksi yritys rakensi omat järjestelmänsä, jotka on suunniteltu elokuvien tekemiseen.
Pixarin vakiokoneessa on 2,3 GHz: n 16-ytiminen Intel-prosessori ja 64 Gt. RAMja 12 Gt: n Nvidia Quadro M6000. Jos joukkue tarvitsee hieman enemmän virtaa, tarjolla on kahden suorittimen kokoonpano, jossa on kaksi 16-ytimistä siruja, pari M6000-piiriä ja 128 Gt RAM-muistia.
Ja nekin koneet työnnetään äärirajoillaan aktiivisen työpäivän aikana. Pienessä kuvassa on yli 100 miljardia kolmiota, enemmän kuin nopeimmat pelin työpöytä voisi käsitellä. Carsin Mater koostuu yli 800 silmästä, ja melkein kaikki ne ovat jollain tavalla epämuodostuneita. Kun tähän lisätään Finding Nemon kalaparvit tai Wall-E: n robottiparvet, tarve kehittää ohjelmistoja talon sisällä tulee vain entistä kiireellisemmäksi.
Presto
Pixarin ohjelmistopaketin ytimessä on yksinäinen, patentoitu Presto. Yhteistyössä Mayan kanssa rakennettu mallinnusohjelmisto vastaa kaikesta kohtausasettelusta animaatioon, takilaukseen, jopa fysiikan ja ympäristöjen simulointiin. Pixar ei esittele sitä usein julkisesti. Onneksi GTC: n esityksen aikana saimme live-demon.
Suuri osa Pixarin artikulaatiosta, animaatioista, tehosteista ja alajaottelusta tapahtuu reaaliajassa.
Preston käyttöliittymä saattaa näyttää tutulta kaikille, jotka ovat viettäneet aikaa 3D-mallinnussovelluksissa, kuten Maya tai 3DSMax, mutta siinä on työnkulku innovaatioita, jotka auttavat taiteilijoita prosessin eri osissa keskittymään työhönsä, eikä heidän tarvitse käsitellä turhaa tiedot.
Samanaikaisesti animaattorit ja riggerit voivat löytää suuren määrän dataa, joka liittyy heidän rooliinsa, ja useita tapoja artikuloida verkon osia. Hahmomallit eivät ole vain yksittäisiä kappaleita. Woodyn jalkaan tarttuminen ja sen liikuttaminen ylös ja alas niveltää myös hänen muita niveliään ja ympäröivien alueiden kangasta.
Pitkäaikaisena Pixarin fanina en pystynyt heti tuomaan esille mitään esineitä tai graafisia omituisuuksia live-demossa. Se auttaa, että se oli vain Woody ja Buzz harmaalla taustalla, mutta tekstuurit olivat teräviä, animaatio oli puhdasta ja heijastukset olivat tarkkoja ja realistisia. Jopa Woodyn rintamerkkiin keskittynyt lähikuva näytti näppärältä. Ja kaikki tapahtui reaaliajassa.
Yhteistyövoiman hyödyntäminen
Yksi Preston varhaisista rajoituksista oli sen kyvyttömyys käsitellä yhteistyötä, joten Pixar päätti tuoda toiminnot työnkulkuunsa. Tuloksena on Universal Scene Description eli USD. Tämän yhteiskäyttöliittymän avulla monet Pixar-taiteilijat voivat työskennellä saman kohtauksen tai mallin parissa, mutta eri tasoilla, astumatta toistensa jaloille.
Presto-esittely NVIDIAn GTC-konferenssissa
Animaattori voi työskennellä hallitsemalla kohtauksen jokaista osa-aluetta erikseen – taustaa, takilaa, varjostusta ja paljon muuta. kohtauksessa, kun taiteilija muokkaa hahmojen ulkoasua, ja nämä muutokset näkyvät renderöissä koko hallitus. Kehysten sijaan kohtauksia kuvataan kerroksilla ja viittauksilla, mikä on paljon modulaarisempi lähestymistapa perinteiseen 3D-mallinnukseen.
Aiheeseen liittyvä tarjous:Striimaa Hirviöiden yliopisto Amazon Videossa nyt
USD otettiin ensimmäisen kerran käyttöön Pixarissa tulevan Finding Dory -elokuvan tuotannossa, ja siitä tuli nopeasti olennainen osa työnkulkua. Sen menestys ei ole rajoittunut Pixariin, ja ohjelmat, kuten Maya ja Katana, integroivat jo USD. Näissä ohjelmissa olevia resursseja voidaan siirtää ja kopioida vapaasti, mutta siinä ei ole kaikki.
Van Gelden osoitti, kuinka Pixar vie USD askeleen pidemmälle uudella USDView-ohjelmalla. Se on tarkoitettu nopeaan virheenkorjaukseen ja yleiseen lavastukseen, mutta siitäkin on tulossa yhä kehittyneempää. Demossa USDView avasi lyhyen kohtauksen, jossa oli 52 miljoonaa polygonia Finding Dorysta muutamassa sekunnissa mobiilityöasemalla.
Itse asiassa Van Gelden teki sen useita kertoja vain korostaakseen ohjelmiston näppäryyttä. Se ei myöskään ole vain nopea esikatselu. Toiston ja kameran liikkeen ohjaimia on rajoitettu määrä, mutta se on loistava tapa taiteilijoille saada käsitys kohtauksen estämisestä tai lavastelemisesta ilman, että sitä tarvitsee käynnistää Prestossa.
USD, jossa USDView on sisäänrakennettu, julkaistaan avoimen lähdekoodin ohjelmistona tänä kesänä. Se on alun perin saatavilla Linuxille, mutta Pixar toivoo julkaisevansa sen Windowsille ja Mac OS X: lle myöhemmin.
Monikulmioiden kertominen
Yksi tärkeimmistä 3D-mallien jalostusmenetelmistä on alajako. Jatkuvasti hajottamalla ja uudelleenmäärittelemällä polygoneja, renderöinnin monimutkaisuus kasvaa – mutta samalla myös tarkkuus ja yksityiskohtien taso. Videopeleissä on raja, kuinka pitkälle alajako voi mennä, ennen kuin se heikentää suorituskykyä. Pixarin elokuvissa taivas on kuitenkin rajana.
Jeremias esitti esimerkin yksinkertaisesta 48 monikulmioverkosta tarjotakseen esimerkin siitä, kuinka pitkälle alajako voisi mennä. Seuraavassa kuvassa monikulmio näkyi alajaon jälkeen, paljon puhtaamman näköisenä ja siinä oli 384 polygonia. Toisen kierroksen jälkeen muoto oli tasoittunut kokonaan, mutta hinta oli verkko, jossa oli yli 1,5 miljoonaa polygonia. Jeremias huomautti, että nämä alajaot näkyvät parhaiten kahden mallin kosketuspisteissä ja erityisesti hahmon sormenpäissä.
Pixar luottaa alajakoon niin paljon, että yhtiö rakensi oman alajaostomoottorin, OpenSubDiv. Se perustuu Pixarin alkuperäisiin RenderMan-kirjastoihin, mutta siinä on paljon laajempi API. Se on suunniteltu USD: tä ajatellen, jotta se on helppo integroida työnkulkuun.
Hydran kutsuminen
Jos haluat nähdä, kuinka nämä elementit kasvavat ilman viimeistä kohtausta, Hydra on vastaus. Se on Pixarin reaaliaikainen renderöintimoottori, joka on rakennettu OpenGL 4.4:n päälle. Tärkeää on, että se on rakennettu erityisesti pitkien elokuvien tuotantoa varten ja se on rakennettu nopeutta varten.
Tekstuurit olivat teräviä, animaatio puhdasta ja heijastukset tarkkoja ja realistisia.
Se ei ole lopullinen ratkaisu lopulliseen renderöintiin, mutta se voi auttaa yhdistämään monia asioita tehosteita ja yksityiskohtia saadaksesi tarkemman esityksen siitä, miltä kohtaus näyttää kuin USDView pystyy tarjota. Se tukee myös ominaisuuksia, kuten laitteistopohjaiset käyrät, korostus ja laitteisto-ilmentymien hallinta.
Jopa muut tehosteet ja mediayritykset ovat työskennelleet Pixarin kanssa integroidakseen Hydran työnkulkuunsa. Industrial Light and Magic, Star Wars -elokuvien takana oleva erikoistehosteyhtiö, on rakentanut ohjelmistostaan hybridiversion, joka on rakennettu Pixarin teknologian ympärille. Millennium Falconin tapauksessa tämä tarkoittaa 14 500 silmää ja 140 pintakuviota 8K: n tarkkuudella - ei pieni saavutus, jopa äärimmäisissä työasemissa.
Kyse ei kuitenkaan ole vain mallien luomisesta ja niiden animoinnista. Valtava osa tunnelman asettamisesta ja elokuvan hiomisesta sisältää jälkikäsittelytehosteita. Pixarin taiteilijat ja kehittäjät halusivat yhtä intuitiivisen ja virtaviivaisen prosessin tehosteiden lisäämiseen ja hallintaan.
Ja hallittavia on melkoisesti. Cowles esitteli luettelon jälkikäsittelytehosteista, jotka eivät näyttäisi sopimattomilta Crysisin grafiikka-asetuksissa. Se sisältää ympäristön okkluusiota, syväterävyyttä, pehmeät varjot, liike-epäterävyyttä, kourallinen valotehosteita sekä naamioita ja suodattimia eri makuissa. Kun tarkastellaan tarkasti vedenalaista kohtausta Doryn ja Nemon kanssa, näiden lisäominaisuuksien kulmitiiviset vaikutukset kasvavat nopeasti.
Reaaliaikainen, viimeaikainen kehitys
Nykyään suuri osa Pixarin artikulaatiosta, animaatioista, tehosteista ja osa-alueista tapahtuu reaaliajassa. Näin ei aina ollut. Van Gelder osoitti tämän poistamalla käytöstä ominaisuudet, joita on nyt mahdollista esikatsella välittömästi nykyaikaisella työkalusarjalla. Varjot olivat poissa, tärkeimmät yksityiskohdat, kuten pupillit ja merkinnät, katosivat, ja kaikki paitsi kaikkein alkeellisimmat värisuojat katosivat.
Tämä esimerkki toi kotiin näiden elokuvien jokaisen kohtauksen massiivisen mittakaavan. Pienen kohtauksen monimutkaisuus on paljon suurempi kuin edistyneimmätkin videopelit, ja voitto on valtava.
Jopa kaikista tuosta vaikuttavasta laitteistosta ja tarkoitukseen rakennetusta ohjelmistosta, joidenkin Finding Doryn monimutkaisimpien kehysten valmistuminen kesti yli 600 tuntia. Se on kustannus, joka Pixarin kaltaisten yritysten on otettava huomioon elokuvan budjetissa, mutta talon sisäinen, tarkoitukseen rakennettu ohjelmisto auttaa virtaviivaistamaan tärkeitä alueita.
Toimittajien suositukset
- Kolme erittäin harvinaista RTX 4090 GPU: ta on piilotettu Cyberpunk 2077:ään
- Nvidia GTC 2022: RTX 4090, DLSS 3 ja kaikki muu julkistettu
- Nvidia GPU: t hallitsevat Neweggin myyntiä korkeammista hinnoista huolimatta
- Nvidia ottaa käyttöön ARM: n uusissa Grace-supertietokoneprosessoreissaan
- Haastattelu: Kuinka Pixar’s Soulin ohjaajat animoivat taitavasti kuolemanjälkeistä elämää
