『ファインディング ドリー』の最も複雑なフレームの一部は、レンダリングに 600 時間以上かかりました。
ただし、ピクサーのチームは色を塗ってアニメーションを作成するだけではなく、技術面では他のチームが行っている作業を改善する新しい方法を常に模索しています。 それが、Maya と協力して Pixar 向けに構築されたプログラムである Presto と、リアルタイム レンダリングおよびモデリング ツールのライブラリにつながりました。
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Nvidia の GPU テクノロジ カンファレンスに 3 人のピクサー従業員 (グラフィックス ソフトウェア エンジニアのポル ジェレミアス、リード ソフトウェア エンジニアのジェレミー カウルズ、およびソフトウェア) エンジニアのダーク・ヴァン・ゲルダー — 映画制作がどのようにしてソフトウェア開発につながったかを説明し、お気に入りのピクサーのキャラクターが永久に登場することもいくつかありました 測定。
ユニークな挑戦
ご想像のとおり、Pixar の最先端の 3D アニメーションには優れたハードウェアが必要です。 ピクサー特有の課題の 1 つは、ほとんどのマシンが美しさではなく速度を重視して構築されていることです。 そのため、同社は映画制作専用の独自のシステムを構築しました。
Pixar の標準マシンは、64GB の 2.3GHz、16 コア Intel プロセッサを搭載しています。 ラム、12GB Nvidia Quadro M6000。 チームにもう少し力が必要な場合は、16 コア チップのうち 2 つ、M6000 のペア、および 128 GB の RAM を備えたデュアル CPU 構成があります。
そして、それらのマシンでさえ、一日の活動的な勤務中は限界まで追い込まれます。 小さなショットには 1,000 億以上の三角形があり、最速のショットよりも多くなります。 ゲーミングデスクトップ 対処できた。 『カーズ』のメーターは 800 以上のメッシュで構成されており、そのほぼすべてが何らかの形で変形しています。 これに『ファインディング ニモ』の魚の群れや『ウォーリー』のロボットの群れが加わると、社内でソフトウェアを開発する必要性はますます高まるばかりです。
プレスト
Pixar のソフトウェア スイートの中心となるのは、世捨てられた独自の Presto です。 Maya と連携して構築されたモデリング ソフトウェアは、シーン レイアウトからアニメーション、リギング、さらには物理学や環境のシミュレーションに至るまで、あらゆることを担当します。 ピクサーはそれを公の場であまり披露しません。 幸運なことに、GTC でのプレゼンテーション中に、ライブデモを視聴することができました。
ピクサーのアーティキュレーション、アニメーション、エフェクト、サブディビジョンの多くはリアルタイムで行われます。
Presto のインターフェイスは、Maya や 3DSMax などの 3D モデリング アプリケーションに時間を費やしたことがある人には馴染みがあるかもしれませんが、ワークフローがあります。 プロセスのさまざまな部分でアーティストが自分の作業に集中し、不必要な作業に対処する必要がないように支援するイノベーション 情報。
同時に、アニメーターやリガーは、特定の役割に関連する大量のデータと、メッシュの一部を表現する複数の方法を見つけることができます。 キャラクターのモデルは単体ではありません。 ウッディの足を掴んで上下に動かすと、他の関節や周囲の布地も動きます。
長年のピクサーファンとして、私はライブデモのアーティファクトやグラフィックの奇妙さをすぐには指摘できませんでした。 灰色の背景にウッディとバズだけだったのが救いですが、テクスチャはシャープで、アニメーションはきれいで、反射は正確でリアルでした。 ウッディのバッジに焦点を当てたクローズアップでも、完璧に見えました。 そしてそれはすべてリアルタイムで起こりました。
協力力を活用する
Presto の初期の制限の 1 つは共同作業を処理できないことであったため、Pixar はその機能をワークフローに導入することに着手しました。 その結果がユニバーサル シーン ディスクリプション (USD) です。 この共同インターフェイスにより、多くのピクサー アーティストが、お互いの足を踏むことなく、異なるレイヤー上で同じシーンやモデルに取り組むことができます。
NVIDIA の GTC カンファレンスでの Presto のデモンストレーション
シーンの各側面 (背景、リギング、シェーディングなど) を個別に管理することで、アニメーターは作業を行うことができます。 アーティストがキャラクターの外観を修正している間にシーン上で変更が行われ、その変更が全体のレンダリングに反映されます。 ボード。 フレームの代わりに、シーンはレイヤーと参照の観点から記述され、従来の 3D モデリングに対するよりモジュール的なアプローチとなります。
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USD は、ピクサーで公開予定の映画『ファインディング ドリー』の制作で初めて導入され、すぐにワークフローに不可欠な部分になりました。 その成功はピクサーに限定されず、Maya や Katana などのプログラムはすでに USD を統合しています。 これらのプログラム内のアセットは自由に移動したりコピーしたりできますが、それだけではありません。
Van Gelden 氏は、Pixar が USDView と呼ばれる新しいプログラムで USD をさらに一歩進めていることを示しました。 これは迅速なデバッグと一般的なステージングを目的としていますが、それさえもますます洗練されています。 デモでは、USDView がモバイル ワークステーション上でわずか数秒で『ファインディング ドリー』の 5,200 万ポリゴンの短いシーンを開きました。
実際、Van Gelden は、ソフトウェアがいかに機敏であるかを強調するためだけに、これを何度か行いました。 これは単なるクイックプレビューではありません。 再生とカメラの動きのコントロールのセットは限られていますが、アーティストにとって、Presto でシーンを起動することなく、シーンのブロックやステージングについてのアイデアを得るのに最適な方法です。
USDView が組み込まれた USD は、今夏オープンソース ソフトウェアとしてリリースされる予定です。 当初は Linux 向けに提供される予定だが、Pixar は後に Windows と Mac OS X 向けにもリリースしたいと考えている。
ポリゴンの乗算
3D モデルを調整する主な方法の 1 つはサブディビジョンです。 ポリゴンを継続的に分解して再定義することにより、レンダリングの複雑さは増加しますが、精度と詳細レベルも増加します。 ビデオ ゲームでは、パフォーマンスに悪影響を与える前に細分化できる範囲には制限があります。 しかし、ピクサー映画では限界はありません。
細分化がどこまで可能かを示す例として、Jeremias 氏は単純な 48 ポリゴン メッシュの例を示しました。 次の画像は、再分割後のポリゴンを示しています。見た目ははるかにきれいになり、384 個のポリゴンが表示されています。 別のラウンドの後、形状は完全に滑らかになりましたが、代償として 150 万を超えるポリゴンのメッシュが必要になりました。 Jeremias 氏は、これらの細分化は 2 つのモデル間の接触点、特にキャラクターの指先で最も顕著であると指摘しました。
Pixar はサブディビジョンに大きく依存しており、独自のサブディビジョン エンジン OpenSubDiv を構築しました。 これは Pixar のオリジナルの RenderMan ライブラリに基づいていますが、より広範な API を備えています。 USD も念頭に置いて設計されており、ワークフローに簡単に統合できます。
ヒドラの召喚
最終シーンをレンダリングせずに、これらの要素がどのように加算されるかを確認したい場合は、Hydra がその答えです。 これは、OpenGL 4.4 上に構築された Pixar のリアルタイム レンダリング エンジンです。 重要なのは、長編映画制作に特化して構築されており、スピードを重視して構築されているということです。
テクスチャはシャープで、アニメーションはきれいで、反射は正確かつリアルでした。
これは、最終レンダリングのための万能のソリューションではありませんが、多くの機能を統合するのに役立ちます。 USDView よりもシーンがどのように見えるかをより正確に表現するためのエフェクトと詳細 提供する。 また、ハードウェア テッセレーション曲線、強調表示、ハードウェア インスタンス管理などの機能もサポートしています。
他のエフェクト会社やメディア会社もピクサーと協力して、Hydra を自社のワークフローに統合しています。 映画『スター・ウォーズ』の特殊効果会社であるインダストリアル・ライト・アンド・マジックは、ピクサーのテクノロジーをベースにしたハイブリッド バージョンのソフトウェアを構築しました。 ミレニアム ファルコンの場合、これはそれぞれ 8K で 14,500 のメッシュと 140 のテクスチャを意味します。これは、極端なワークステーションであっても、簡単な作業ではありません。
ただし、モデルを作成してアニメーション化するだけではありません。 雰囲気を設定し、フィルムを磨き上げる作業の大部分には、後処理エフェクトが関係します。 ピクサーのアーティストと開発者は、同様に直感的で合理化されたエフェクトの追加と管理のプロセスを望んでいました。
そして、管理すべきものはかなりの数あります。 カウルズ氏は、Crysis のグラフィック設定に違和感のない後処理効果のリストを披露しました。 これには、アンビエント オクルージョン、被写界深度、ソフト シャドウ、モーション ブラー、いくつかの照明効果、さまざまなフレーバーのマスクとフィルターが含まれます。 ドリーとニモの水中シーンのレンダリングをよく見ると、これらの追加要素の最高のインパクトがすぐに加わります。
リアルタイム、最近の開発
現在、ピクサーのアーティキュレーション、アニメーション、エフェクト、サブディビジョンの多くはリアルタイムで行われています。 いつもそうだったわけではありません。 Van Gelder 氏は、最新のツール セットを使用して即座にプレビューできる機能をオフにすることで、これを示しました。 影が消え、瞳孔や模様などの主要な詳細が消え、最も基本的な色のブロックを除いてすべてが消えました。
その例は、これらの映画の各シーンの巨大なスケールを痛感させました。 ほんの小さなシーンの複雑さは最先端のビデオ ゲームをはるかに上回り、その見返りは計り知れません。
そうした優れたハードウェアと専用ソフトウェアを備えたにもかかわらず、『ファインディング ドリー』の最も複雑なフレームのいくつかは完成するまでに 600 時間以上かかりました。 ピクサーのような企業は映画の予算の中でこのコストを考慮する必要がありますが、社内の専用ソフトウェアは重要な領域の合理化に役立ちます。
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