Pixar skida veo s Presto, drugi vlastiti alati

Bez problema priznajem da sam veliki Pixar štreber. Od Priče o igračkama do Potrage za Nemom, teško je ne biti očaran kreativnim pripovijedanjem i uvjerljivim likovima, a najviše od svega, jedinstvenim Pixarovim izgledom.

Ipak, tim u Pixaru ne boji samo i animira, a tehnička strana stalno traži nove načine da poboljša posao koji drugi rade. To je dovelo do Presta, programa izgrađenog za Pixar u suradnji s Mayom, kao i biblioteke alata za renderiranje i modeliranje u stvarnom vremenu.

Povezana ponuda:Prenesite svoje omiljene Pixarove filmove na Amazon Video sada

Na Nvidijinoj GPU tehnološkoj konferenciji tri zaposlenika Pixara — grafički softverski inženjer Pol Jeremias, vodeći softverski inženjer Jeremy Cowles i softver inženjer Dirk Van Gelder — objasnio je kako je snimanje filmova dovelo do stvaranja softvera, uz neka pojavljivanja omiljenih Pixarovih likova zauvijek mjera.

Jedinstven izazov

Kao što možete zamisliti, Pixarova vrhunska 3D animacija zahtijeva impresivan hardver. Dio izazova specifičnog za Pixar je da je većina strojeva napravljena za brzinu, a ne za ljepotu. Zato je tvrtka izgradila vlastite sustave namijenjene izradi filmova.

Standardni stroj u Pixaru pokreće Intelov procesor od 2,3 GHz sa 16 jezgri i 64 GB radna memorija, i 12GB Nvidia Quadro M6000. Ako je timu potrebno malo više snage, tu je konfiguracija s dva procesora s dva od 16-jezgrenih čipova, parom M6000 i 128 GB RAM-a.

Čak su i ti strojevi tjerani do krajnjih granica tijekom aktivnog radnog dana. Postoji više od 100 milijardi trokuta u maloj snimci, više čak i od najbržih radna površina za igranje mogao podnijeti. Mater iz Carsa sastoji se od preko 800 mreža, a gotovo sve su na neki način deformirane. Dodajte tome jata riba u Potrazi za Nemom ili rojeve robota u Wall-E-u, a potreba za razvojem softvera u tvrtki samo postaje hitnija.

prijesto

Srce Pixarovog softverskog paketa je povučeni, vlasnički Presto. Softver za modeliranje, izrađen u suradnji s tvrtkom Maya, odgovoran je za sve, od rasporeda scene, animacije, opreme, pa čak i simulacije fizike i okruženja. Pixar ga ne pokazuje često u javnosti. Srećom, tijekom prezentacije u GTC-u, imali smo demo uživo.

Sučelje Presta moglo bi izgledati poznato svima koji su proveli vrijeme u aplikacijama za 3D modeliranje kao što su Maya ili 3DSMax, ali ima tijek rada inovacije koje pomažu umjetnicima u različitim dijelovima procesa da ostanu usredotočeni na svoj rad i da se ne moraju baviti nepotrebnim informacija.

U isto vrijeme, animatori i postavljači mogu pronaći opsežnu količinu podataka koji su relevantni za njihovu ulogu i više metoda artikuliranja dijelova mreže. Modeli za likove nisu samo pojedinačni komadi. Hvatanje Woodyjeva stopala i njegovo pomicanje gore-dolje također artikulira njegove ostale zglobove i tkaninu u okolnim područjima.

Kao dugogodišnji obožavatelj Pixara, nisam mogao odmah istaknuti bilo kakve artefakte ili grafičke neobičnosti u demonstraciji uživo. Pomaže što su to bili samo Woody i Buzz na sivoj pozadini, ali su teksture bile oštre, animacija čista, a odrazi točni i realistični. Čak je i krupni plan fokusiran na Woodyjevu značku izgledao savršeno. I sve se dogodilo u stvarnom vremenu.

Iskorištavanje snage suradnje

Jedno od ranih ograničenja Presta bila je njegova nemogućnost rukovanja suradničkim radom, pa je Pixar odlučio unijeti funkcionalnost u svoj tijek rada. Rezultat je univerzalni opis scene ili USD. Ovo sučelje za suradnju omogućuje mnogim Pixarovim umjetnicima da rade na istoj sceni ili modelu, ali na različitim slojevima, bez da jedni drugima gaze na noge.

Upravljajući svakim aspektom scene zasebno — pozadinom, opremom, sjenčanjem i drugim — animator može raditi na sceni dok umjetnik dotjeruje izgled likova, a te će se promjene odraziti na prikaze diljem odbor. Umjesto okvira, scene su opisane u smislu slojeva i referenci, što je mnogo modularniji pristup tradicionalnom 3D modeliranju.

Povezana ponuda:Stream Sveučilište čudovišta sada na Amazon Video

USD je prvi put korišten u Pixaru u produkciji nadolazećeg filma U potrazi za Dory i ubrzo je postao sastavni dio tijeka rada. Njegov uspjeh nije ograničen na Pixar, a programi poput Maye i Katane već integriraju USD. Sredstva u tim programima mogu se slobodno premještati i kopirati, ali to nije sve u priči.

Van Gelden je pokazao kako Pixar podiže USD korak dalje s novim programom pod nazivom USDView. Namijenjen je brzom otklanjanju pogrešaka i općem postavljanju, ali čak i to postaje sve sofisticiranije. U demonstraciji, USDView je otvorio kratku scenu s 52 milijuna poligona iz Finding Dory u samo nekoliko sekundi na mobilnoj radnoj stanici.

Zapravo, Van Gelden je to učinio nekoliko puta samo kako bi naglasio koliko je softver brz. Nije to ni samo brzi pregled. Postoji ograničen skup kontrola za reprodukciju i kretanje kamere, ali to je izvrstan način za umjetnike da steknu ideju o blokiranju ili postavljanju scene bez potrebe da je pokreću u Prestu.

USD, s ugrađenim USDViewom, lansirat će se kao softver otvorenog koda ovog ljeta. U početku će biti dostupan za Linux, ali Pixar se nada da će ga kasnije objaviti za Windows i Mac OS X.

Množenje poligona

Jedna od glavnih metoda pročišćavanja 3D modela je podjela. Kontinuiranim rastavljanjem i redefiniranjem poligona, povećava se složenost iscrtavanja — ali i točnost i razina detalja. U video igrama postoji ograničenje koliko daleko podjela može ići prije nego što naškodi izvedbi. Međutim, u Pixarovim filmovima nebo je granica.

Da bi ponudio primjer koliko daleko bi podjela mogla ići, Jeremias je pokazao primjer jednostavne mreže od 48 poligona. Sljedeća slika je prikazala poligon nakon kruga podjele, izgledajući mnogo čistije i sa 384 poligona. Nakon drugog kruga, oblik se potpuno izgladio, ali cijena je bila mreža s više od 1,5 milijuna poligona. Jeremias je primijetio da su ove podpodele najuočljivije na kontaktnim točkama između dva modela, a posebno na vrhovima prstiju lika.

Pixar se toliko oslanja na podjelu da je tvrtka izgradila vlastiti mehanizam za podjelu, OpenSubDiv. Temelji se na izvornim Pixarovim RenderMan bibliotekama, ali ima mnogo širi API. Dizajniran je imajući na umu i USD, za laku integraciju u tijek rada.

Prizivanje Hidre

Ako želite vidjeti kako se ti elementi zbrajaju bez potrebe za renderiranjem završne scene, Hydra je odgovor. To je Pixarov mehanizam za renderiranje u stvarnom vremenu, izgrađen na temelju OpenGL 4.4. Ono što je važno, napravljen je posebno za produkciju dugometražnih filmova i napravljen je za brzinu.

To nije sveobuhvatno rješenje za konačno iscrtavanje, ali može pomoći u spajanju puno efekte i detalje za točniji prikaz izgleda scene nego što to može USDView pružiti. Također podržava značajke poput hardverskih teseliranih krivulja, isticanja i upravljanja hardverskim instancama.

Čak su i druge tvrtke za efekte i medije surađivale s Pixarom na integraciji Hydre u svoj tijek rada. Industrial Light and Magic, tvrtka za specijalne efekte koja stoji iza filmova Ratovi zvijezda, napravila je hibridnu verziju svog softvera koja je izgrađena oko Pixarove tehnologije. U slučaju Millennium Falcona, to znači 14 500 mreža i 140 tekstura pri 8K svaka — nije mali podvig, čak ni za ekstremne radne stanice.

Međutim, ne radi se samo o stvaranju modela i njihovom animiranju. Velik dio postavljanja ugođaja i dotjerivanja filma uključuje efekte naknadne obrade. Umjetnici i programeri u Pixaru željeli su jednako intuitivan i pojednostavljen proces za dodavanje efekata i upravljanje njima.

A ima ih dosta za upravljati. Cowles je pokazao popis efekata naknadne obrade koji ne bi izgledali neprikladno u Crysisovim grafičkim postavkama. To uključuje ambijentalnu okluziju, dubinsku oštrinu, meke sjene, zamućenje kretanja, pregršt svjetlosnih efekata te maske i filtre u raznim okusima. Kada pomno pogledate renderiranje podvodne scene s Dory i Nemom, kulmativni učinak ovih dodataka brzo se zbraja.

U stvarnom vremenu, nedavni razvoj

Danas se puno Pixarove artikulacije, animacije, efekata i podjela događa u stvarnom vremenu. To nije uvijek bio slučaj. Van Gelder je to pokazao isključivanjem značajki koje je sada moguće trenutno pregledati pomoću modernog skupa alata. Sjene su nestale, glavni detalji poput zjenica i oznaka su nestali, a sve osim najosnovnijeg blokiranja boja je nestalo.

Taj je primjer pokazao golemost svake scene u ovim filmovima. Složenost samo male scene daleko nadmašuje čak i najnaprednije video igre, a dobit je ogromna.

Čak i sa svim tim impresivnim hardverom i namjenskim softverom, za izradu nekih od najsloženijih okvira u Finding Dory bilo je potrebno više od 600 sati. To je trošak koji tvrtke poput Pixara moraju uzeti u obzir u proračunu za film, ali interni, namjenski izrađeni softver pomaže pojednostaviti važna područja.

Preporuke urednika

• Tri ultrarijetka RTX 4090 GPU-a skrivena su u Cyberpunku 2077
• Nvidia GTC 2022: RTX 4090, DLSS 3 i sve ostalo najavljeno
• Nvidia GPU dominiraju prodajom Newegga, unatoč višim cijenama
• Nvidia prihvaća ARM na svojim novim procesorima za superračunala Grace
• Intervju: Kako su redatelji Pixarove duše vješto animirali zagrobni život