Noen av de mest komplekse rammene i Finding Dory tok over 600 timer å gjengi.
Teamet hos Pixar farger og animerer imidlertid ikke bare, og den tekniske siden leter stadig etter nye måter å forbedre arbeidet andre gjør. Det har ført til Presto, et program bygget for Pixar i samarbeid med Maya, samt et bibliotek med sanntidsgjengivelse og modelleringsverktøy.
Relatert tilbud:Strøm dine favoritt Pixar-filmer på Amazon Video nå
På Nvidias GPU Technology-konferanse tre Pixar-ansatte - grafikkprogramvareingeniør Pol Jeremias, ledende programvareingeniør Jeremy Cowles og programvare ingeniør Dirk Van Gelder - forklarte hvordan filmskaping førte til programvareskaping, med noen opptredener fra favoritt Pixar-karakterer kastet inn for godt måle.
En unik utfordring
Som du kanskje forestiller deg, krever Pixars banebrytende 3D-animasjon imponerende maskinvare. En del av utfordringen som er spesifikk for Pixar er at de fleste maskiner er bygget for hastighet, ikke skjønnhet. Det er derfor selskapet bygde sine egne systemer spesialbygd for filmproduksjon.
Standardmaskinen hos Pixar drives av en 2,3 GHz, 16-kjerners Intel-prosessor med 64 GB RAM, og en 12 GB Nvidia Quadro M6000. Hvis teamet trenger litt mer kraft, er det en dual-CPU-konfigurasjon med to av 16-kjernebrikkene, et par M6000-er og 128 GB RAM.
Og selv disse maskinene presses til det ytterste i løpet av en aktiv arbeidsdag. Det er over 100 milliarder trekanter i et lite skudd, mer enn selv de raskeste gaming desktop kunne håndtere. Mater, fra Cars, består av over 800 masker, og nesten alle er deformert på en eller annen måte. Legg til det fiskestimene i Finding Nemo, eller svermene av roboter i Wall-E, og behovet for å utvikle programvare internt blir bare mer presserende.
Presto
I hjertet av Pixars programvarepakke er den tilbaketrukne, proprietære Presto. Modelleringsprogramvaren, bygget i samarbeid med Maya, er ansvarlig for alt fra scenelayout, til animasjon, til rigging, til og med simulering av fysikk og miljøer. Pixar viser det ikke frem offentlig ofte. Heldigvis, under presentasjonen på GTC, ble vi behandlet på en live demo.
Mye av Pixars artikulasjon, animasjon, effekter og underinndeling skjer i sanntid.
Prestos grensesnitt kan se kjent ut for alle som har brukt tid i 3D-modelleringsapplikasjoner som Maya eller 3DSMax, men det har arbeidsflyt innovasjoner som hjelper kunstnere i ulike deler av prosessen med å holde fokus på arbeidet sitt, og ikke må håndtere unødvendige informasjon.
Samtidig kan animatører og riggere finne en omfattende mengde data som er relevant for deres spesielle rolle, og flere metoder for å artikulere deler av nettet. Modellene for karakterer er ikke bare individuelle stykker. Å ta tak i foten til Woody og bevege den opp og ned artikulerer også de andre leddene hans, og stoffet i omkringliggende områder.
Som en langvarig Pixar-fan kunne jeg ikke umiddelbart peke ut noen artefakter eller grafiske rariteter i live-demoen. Det hjelper at det bare var Woody og Buzz på en grå bakgrunn, men teksturene var skarpe, animasjonen var ren og refleksjonene var nøyaktige og realistiske. Selv et nærbilde fokusert på Woodys merke så perfekt ut. Og alt skjedde i sanntid.
Utnytte samarbeidskraft
En av Prestos tidlige begrensninger var dens manglende evne til å håndtere samarbeidsarbeid, så Pixar satte seg fore å bringe funksjonaliteten inn i arbeidsflyten. Resultatet er Universal Scene Description, eller USD. Dette samarbeidsgrensesnittet lar mange Pixar-artister jobbe med samme scene eller modell, men på forskjellige lag, uten å tråkke hverandres føtter.
Presto-demonstrasjon på NVIDIAs GTC-konferanse
Ved å administrere hvert aspekt av scenen individuelt – bakgrunnen, riggingen, skyggeleggingen og mer – kan en animatør jobbe på en scene mens en artist pusser opp karakterenes utseende, og disse endringene vil gjenspeiles i gjengivelser på tvers av borde. I stedet for rammer, beskrives scener i form av lag og referanser, en mye mer modulær tilnærming til tradisjonell 3D-modellering.
Relatert tilbud:Strøm Monster Universitetet på Amazon Video nå
USD ble først utplassert hos Pixar i produksjonen av den kommende filmen Finding Dory, og ble raskt en integrert del av arbeidsflyten. Suksessen har ikke vært begrenset til Pixar, og programmer som Maya og Katana integrerer allerede USD. Eiendeler i disse programmene kan flyttes og kopieres fritt, men det er ikke alt som er i historien.
Van Gelden viste hvordan Pixar tar USD et skritt videre med et nytt program kalt USDView. Det er ment for rask feilsøking og generell iscenesettelse, men selv det blir stadig mer sofistikert. I en demo åpnet USDView en kort scene med 52 millioner polygoner fra Finding Dory på bare sekunder på en mobil arbeidsstasjon.
Faktisk gjorde Van Gelden det flere ganger bare for å understreke hvor smart programvaren er. Det er ikke bare en rask forhåndsvisning heller. Det er et begrenset sett med kontroller for avspilling og kamerabevegelse, men det er en fin måte for artister å få en ide om blokkering eller iscenesettelse av en scene uten å måtte starte den i Presto.
USD, med USDView innebygd, vil lanseres som åpen kildekode-programvare denne sommeren. Den vil i utgangspunktet være tilgjengelig for Linux, men Pixar håper å gi den ut for Windows og Mac OS X senere.
Multiplisere polygoner
En av hovedmetodene for å raffinere 3D-modeller er underinndeling. Ved å kontinuerlig bryte ned og redefinere polygoner, øker kompleksiteten til gjengivelsen – men det samme gjør nøyaktigheten og detaljnivået. I videospill er det en grense for hvor langt inndeling kan gå før det skader ytelsen. I Pixars filmer er himmelen grensen.
For å gi et eksempel på hvor langt underinndeling kunne gå, viste Jeremias et eksempel på et enkelt 48-polygonnett. Det neste bildet viste polygonen etter en runde med underinndeling, som så mye renere ut og hadde 384 polygoner. Etter en ny runde hadde formen jevnet seg helt ut, men kostnaden var en maske med over 1,5 millioner polygoner. Jeremias bemerket at disse underavdelingene er mest merkbare ved kontaktpunkter mellom to modeller, og spesielt på fingertuppene til en karakter.
Pixar er så avhengig av underavdeling at selskapet bygde sin egen underavdelingsmotor, OpenSubDiv. Den er basert på Pixars originale RenderMan-biblioteker, men har et mye bredere API. Den er også designet med USD i tankene, for enkel integrering i arbeidsflyten.
Tilkalling av Hydra
Hvis du vil se hvordan disse elementene legger seg uten å måtte gjengi en siste scene, er Hydra svaret. Det er Pixars sanntidsgjengivelsesmotor, bygget på toppen av OpenGL 4.4. Viktigere, den er bygget spesielt for langfilmproduksjon, og den er bygget for hastighet.
Teksturene var skarpe, animasjonen var ren, og refleksjonene var nøyaktige og realistiske.
Det er ikke en fullstendig løsning for endelig gjengivelse, men det kan bidra til å samle mange effekter og detaljer for en mer nøyaktig representasjon av hvordan en scene vil se ut enn USDView kan gi. Den støtter også funksjoner som maskinvare-tesselerte kurver, fremheving og maskinvareforekomstadministrasjon.
Til og med andre effekt- og medieselskaper har jobbet med Pixar for å integrere Hydra i arbeidsflyten deres. Industrial Light and Magic, spesialeffektselskapet bak Star Wars-filmene, har bygget en hybridversjon av programvaren som er bygget rundt Pixars teknologi. I tilfellet med Millennium Falcon betyr det 14 500 mesh og 140 teksturer på 8K hver - ingen liten prestasjon, selv for ekstreme arbeidsstasjoner.
Det handler imidlertid ikke bare om å lage modellene og animere dem. En stor del av å sette stemningen og polere en film involverer etterbehandlingseffekter. Kunstnerne og utviklerne hos Pixar ønsket en like intuitiv og strømlinjeformet prosess for å legge til og administrere effekter.
Og det er ganske mange å administrere. Cowles viste frem en liste over etterbehandlingseffekter som ikke ville se malplassert ut i Crysis' grafikkinnstillinger. Dette inkluderer okklusjon i omgivelsene, dybdeskarphet, myke skygger, bevegelsesuskarphet, en håndfull lyseffekter og masker og filtre i en rekke smaker. Når du ser nøye på en gjengivelse av en undervannsscene med Dory og Nemo, øker den kulmiative effekten av disse statistene raskt.
Sanntid, en nylig utvikling
I dag skjer mye av Pixars artikulasjon, animasjon, effekter og underinndeling i sanntid. Det var ikke alltid tilfelle. Van Gelder viste dette ved å slå av funksjonene som nå er mulig å forhåndsvise umiddelbart ved hjelp av det moderne verktøysettet. Skygger var borte, store detaljer som pupiller og markeringer forsvant, og alle unntatt den mest grunnleggende fargeblokkeringen forsvant.
Dette eksemplet førte til den enorme skalaen til hver scene i disse filmene. Kompleksiteten til bare en liten scene oppveier langt selv de mest avanserte videospillene, og gevinsten er enorm.
Selv med all den imponerende maskinvaren og spesialbygde programvaren, tok noen av de mest komplekse rammene i Finding Dory over 600 timer å fullføre. Det er en kostnad som selskaper som Pixar må vurdere i budsjettet for en film, men egen spesialbygd programvare bidrar til å strømlinjeforme de viktige områdene.
Redaktørenes anbefalinger
- Tre ultrasjeldne RTX 4090 GPUer er skjult i Cyberpunk 2077
- Nvidia GTC 2022: RTX 4090, DLSS 3 og alt annet annonsert
- Nvidia GPUer dominerer Newegg-salget, til tross for høyere priser
- Nvidia omfavner ARM med sine nye Grace-superdataprosessorer
- Intervju: Hvordan regissørene av Pixar's Soul kunstferdig animerte livet etter døden
