„Pixar“ nuima šydą nuo „Presto“ ir kitų vidaus įrankių

Man nėra problemų pripažinti, kad esu didžiulė Pixar vėpla. Nuo „Žaislų istorijos“ iki „Fining Nemo“ – sunku nesižavėti kūrybišku pasakojimu ir patraukliais personažais, o svarbiausia – unikalia „Pixar“ išvaizda.

Tačiau „Pixar“ komanda ne tik spalvina ir animuoja, o techninė pusė nuolat ieško naujų būdų, kaip pagerinti kitų atliekamą darbą. Taip atsirado Presto – programa, sukurta Pixar bendradarbiaujant su Maya, taip pat realiojo laiko atvaizdavimo ir modeliavimo įrankių biblioteka.

Susijęs pasiūlymas:Dabar transliuokite mėgstamus „Pixar“ filmus „Amazon Video“.

„Nvidia“ GPU technologijų konferencijoje trys „Pixar“ darbuotojai – grafikos programinės įrangos inžinierius Polas Jeremiasas, pagrindinis programinės įrangos inžinierius Jeremy Cowlesas ir programinė įranga. inžinierius Dirkas Van Gelderis – paaiškino, kaip filmų kūrimas paskatino kurti programinę įrangą, kai kurie mėgstamų „Pixar“ personažų pasirodymai visam laikui buvo priversti matuoti.

Unikalus iššūkis

Kaip galite įsivaizduoti, pažangiausia „Pixar“ 3D animacija reikalauja įspūdingos aparatinės įrangos. Dalis „Pixar“ iššūkių yra ta, kad dauguma mašinų yra sukurtos greičiui, o ne grožiui. Štai kodėl bendrovė sukūrė savo sistemas, skirtas filmams kurti.

Standartinį Pixar įrenginį maitina 2,3 GHz, 16 branduolių Intel procesorius su 64 GB RAMir 12 GB Nvidia Quadro M6000. Jei komandai reikia šiek tiek daugiau energijos, yra dviejų procesorių konfigūracija su dviem iš 16 branduolių lustų, pora M6000 ir 128 GB RAM.

Ir net tos mašinos per aktyvią darbo dieną išstumiamos iki galo. Mažame kadre yra daugiau nei 100 milijardų trikampių, daugiau nei net greičiausias žaidimų darbalaukis galėtų susitvarkyti. „Mater“ iš „Cars“ sudaro daugiau nei 800 akių ir beveik visos jos yra tam tikru būdu deformuotos. Prie to pridėjus žuvų būrius filme „Finding Nemo“ arba „Wall-E“ robotų būrius, poreikis kurti programinę įrangą įmonėje tampa tik dar aktualesnis.

Presto

„Pixar“ programinės įrangos komplekto esmė yra išskirtinis, patentuotas „Presto“. Modeliavimo programinė įranga, sukurta bendradarbiaujant su Maya, yra atsakinga už viską nuo scenos išdėstymo, animacijos, takelažo ir net fizikos ir aplinkos modeliavimo. „Pixar“ ne dažnai tai demonstruoja viešai. Laimei, pristatymo metu GTC sulaukėme tiesioginės demonstracinės programos.

„Presto“ sąsaja gali atrodyti pažįstama visiems, kurie praleido laiką su 3D modeliavimo programomis, tokiomis kaip „Maya“ ar „3DSMax“, tačiau ji turi darbo eigą naujovės, padedančios menininkams įvairiose proceso dalyse sutelkti dėmesį į savo darbą ir nesusidurti su nereikalingais informacija.

Tuo pačiu metu animatoriai ir riggeriai gali rasti daug duomenų, susijusių su konkrečiu jų vaidmeniu, ir daugybę būdų, kaip sujungti tinklelio dalis. Personažų modeliai nėra tik atskiri kūriniai. Suėmus Vudžio pėdą ir judant aukštyn ir žemyn, taip pat sujungiami kiti jo sąnariai ir audinys aplinkinėse srityse.

Kaip ilgametis „Pixar“ gerbėjas, tiesioginėje demonstracijoje negalėjau iš karto nurodyti jokių artefaktų ar grafinių keistenybių. Padeda, kad pilkame fone buvo tik Woody ir Buzz, tačiau tekstūros buvo ryškios, animacija švari, o atspindžiai tikslūs ir tikroviški. Net iš arti padarytas Vudžio ženklelis atrodė puikiai. Ir viskas įvyko realiu laiku.

Bendradarbiavimo galios panaudojimas

Vienas iš ankstyvųjų Presto apribojimų buvo nesugebėjimas dirbti bendradarbiaujant, todėl Pixar nusprendė įtraukti šias funkcijas į savo darbo eigą. Rezultatas yra universalus scenos aprašymas arba USD. Ši bendradarbiavimo sąsaja leidžia daugeliui „Pixar“ menininkų dirbti su ta pačia scena ar modeliu, bet skirtingais sluoksniais, nelipant vienas kitam ant kojų.

Atskirai tvarkydamas kiekvieną scenos aspektą – foną, takelą, šešėlį ir dar daugiau – animatorius gali dirbti. scenoje, kai menininkas paliečia veikėjų išvaizdą, ir šie pokyčiai atsispindės atvaizduose visame lenta. Vietoj kadrų, scenos aprašomos sluoksniais ir nuorodomis – tai daug labiau modulinis požiūris į tradicinį 3D modeliavimą.

Susijęs pasiūlymas:Srautas Monstrų universitetas „Amazon Video“ dabar

USD pirmą kartą buvo panaudota „Pixar“ kuriant būsimą filmą „Finding Dory“ ir greitai tapo neatsiejama darbo eigos dalimi. Jos sėkmė neapsiribojo „Pixar“, o tokiose programose kaip Maya ir Katana jau integruojami USD. Šiose programose esančius išteklius galima laisvai perkelti ir kopijuoti, tačiau tai dar ne viskas.

Van Geldenas parodė, kaip „Pixar“ žengia USD žingsnį į priekį su nauja programa „USDView“. Jis skirtas greitam derinimui ir bendram pastatymui, tačiau net ir tai darosi vis sudėtingesnė. Demonstracinėje versijoje USDView atidarė trumpą sceną su 52 milijonais daugiakampių iš Finding Dory per kelias sekundes mobiliojoje darbo vietoje.

Tiesą sakant, Van Geldenas tai padarė keletą kartų, kad pabrėžtų, kokia sudėtinga yra programinė įranga. Tai ne tik greita peržiūra. Yra ribotas atkūrimo ir fotoaparato judėjimo valdiklių rinkinys, tačiau tai puikus būdas menininkams susidaryti idėją apie scenos blokavimą ar pastatymą, nepaleidžiant jos naudojant Presto.

USD, su integruotu USDView, šią vasarą bus paleista kaip atvirojo kodo programinė įranga. Iš pradžių jis bus prieinamas „Linux“, tačiau „Pixar“ tikisi vėliau jį išleisti „Windows“ ir „Mac OS X“.

Daugiakampių dauginimas

Vienas iš pagrindinių 3D modelių tobulinimo būdų yra padalijimas. Nuolat skaidant ir iš naujo apibrėžiant daugiakampius, atvaizdavimo sudėtingumas didėja, tačiau taip pat didėja tikslumas ir detalumo lygis. Vaizdo žaidimuose yra riba, kiek toli gali nueiti padalijimas, kol tai nepakenks našumui. Tačiau Pixar filmuose dangus yra riba.

Norėdamas pateikti pavyzdį, kaip toli gali nueiti padalijimas, Jeremijas parodė paprasto 48 daugiakampio tinklelio pavyzdį. Kitame paveikslėlyje buvo pavaizduotas daugiakampis po padalijimo raundo, atrodo daug švaresnis ir su 384 daugiakampiais. Po kito raundo forma buvo visiškai išlyginta, tačiau kaina buvo tinklelis su daugiau nei 1,5 milijono daugiakampių. Jeremias pažymėjo, kad šie poskyriai labiausiai pastebimi dviejų modelių sąlyčio taškuose ir ypač veikėjo pirštų galiukuose.

„Pixar“ tiek priklauso nuo padalinio, kad bendrovė sukūrė savo padalinio variklį „OpenSubDiv“. Jis pagrįstas originaliomis Pixar RenderMan bibliotekomis, tačiau turi daug platesnę API. Jis taip pat sukurtas atsižvelgiant į USD, kad būtų lengva integruoti į darbo eigą.

Hidros iškvietimas

Jei norite pamatyti, kaip šie elementai sujungiami ir nereikia atkurti paskutinės scenos, „Hydra“ yra atsakymas. Tai „Pixar“ realaus laiko atvaizdavimo variklis, sukurtas naudojant „OpenGL 4.4“. Svarbu tai, kad jis sukurtas specialiai pilnametražių filmų gamybai ir sukurtas siekiant greitumo.

Tai nėra galutinis sprendimas galutiniam atvaizdavimui, tačiau jis gali padėti sujungti daugybę dalykų efektai ir detalės, kad būtų galima tiksliau parodyti, kaip atrodys scena, nei gali USDView teikti. Ji taip pat palaiko tokias funkcijas kaip aparatinės įrangos tesliuotos kreivės, paryškinimas ir aparatinės įrangos egzempliorių valdymas.

Netgi kiti efektai ir žiniasklaidos įmonės bendradarbiauja su „Pixar“, siekdamos integruoti „Hydra“ į savo darbo eigą. „Industrial Light and Magic“, specialiųjų efektų kompanija, kurianti „Žvaigždžių karų“ filmus, sukūrė hibridinę programinės įrangos versiją, sukurtą pagal „Pixar“ technologiją. „Millennium Falcon“ atveju tai reiškia 14 500 akių ir 140 tekstūrų, kurių kiekvienas yra 8K – tai nėra maža, net ir ekstremaliose darbo vietose.

Tačiau tai ne tik modelių kūrimas ir jų pagyvinimas. Didelė dalis nuotaikos nustatymo ir filmo šlifavimo apima apdorojimo efektus. „Pixar“ menininkai ir kūrėjai norėjo vienodai intuityvaus ir supaprastinto efektų pridėjimo ir valdymo proceso.

O tvarkyti yra nemažai. Cowlesas parodė papildomo apdorojimo efektų, kurie „Crysis“ grafikos nustatymuose neatrodytų netinkami, sąrašą. Tai apima aplinkos okliuziją, lauko gylį, švelnius šešėlius, judesio suliejimą, keletą apšvietimo efektų ir įvairių skonių kaukes bei filtrus. Atidžiai pažvelgus į povandeninės scenos su Dory ir Nemo atvaizdą, šių priedų bendras poveikis greitai padidėja.

Realus laikas, naujausias įvykis

Šiandien daugelis „Pixar“ artikuliacijos, animacijos, efektų ir suskirstymo vyksta realiuoju laiku. Taip buvo ne visada. Van Gelderis tai parodė išjungdamas funkcijas, kurias dabar galima akimirksniu peržiūrėti naudojant šiuolaikinį įrankių rinkinį. Dingo šešėliai, dingo pagrindinės detalės, tokios kaip vyzdžiai ir žymės, o visi, išskyrus paprasčiausią spalvų blokavimą, išnyko.

Šis pavyzdys paskatino didžiulį kiekvienos šių filmų scenos mastą. Tik nedidelės scenos sudėtingumas gerokai pranoksta net pažangiausius vaizdo žaidimus, o nauda yra didžiulė.

Net ir naudojant visą tą įspūdingą aparatinę įrangą ir specialiai sukurtą programinę įrangą, kai kurie sudėtingiausi Finding Dory kadrai užbaigti užtruko daugiau nei 600 valandų. Tai išlaidos, į kurias tokios įmonės kaip „Pixar“ turi atsižvelgti kurdamos filmo biudžetą, tačiau įmonėje sukurta specialiai sukurta programinė įranga padeda supaprastinti svarbias sritis.

Redaktorių rekomendacijos

• Trys itin reti RTX 4090 GPU yra paslėpti Cyberpunk 2077
• Nvidia GTC 2022: RTX 4090, DLSS 3 ir visa kita paskelbta
• „Nvidia“ GPU dominuoja „Newegg“ pardavimuose, nepaisant aukštesnių kainų
• „Nvidia“ savo naujuose „Grace“ superkompiuterių procesoriuose naudoja ARM
• Interviu: kaip Pixar’s Soul režisieriai meistriškai animavo pomirtinį gyvenimą