Renderowanie niektórych z najbardziej skomplikowanych klatek w Finding Dory trwało ponad 600 godzin.
Jednak zespół Pixara nie tylko koloruje i animuje, a dział technologii nieustannie szuka nowych sposobów na ulepszenie pracy wykonywanej przez innych. W ten sposób powstał Presto, program stworzony dla Pixara we współpracy z Mayą, a także biblioteka narzędzi do renderowania i modelowania w czasie rzeczywistym.
Powiązana oferta:Przesyłaj strumieniowo swoje ulubione filmy Pixara na Amazon Video już teraz
Na konferencji Nvidia GPU Technology trzech pracowników Pixara — inżynier oprogramowania graficznego Pol Jeremias, główny inżynier oprogramowania Jeremy Cowles i oprogramowanie inżynier Dirk Van Gelder — wyjaśnił, w jaki sposób tworzenie filmów doprowadziło do powstania oprogramowania, dodając na stałe występy ulubionych postaci Pixara mierzyć.
Wyjątkowe wyzwanie
Jak możesz sobie wyobrazić, najnowocześniejsza animacja 3D firmy Pixar wymaga imponującego sprzętu. Częścią wyzwania charakterystycznego dla Pixara jest to, że większość maszyn buduje się z myślą o szybkości, a nie estetyce. Dlatego firma zbudowała własne systemy przeznaczone specjalnie do tworzenia filmów.
Standardowa maszyna w Pixar jest napędzana 16-rdzeniowym procesorem Intel 2,3 GHz i 64 GB pamięci Barani 12 GB Nvidia Quadro M6000. Jeśli zespół potrzebuje trochę więcej mocy, dostępna jest konfiguracja z dwoma procesorami z dwoma z 16-rdzeniowych układów, parą procesorów M6000 i 128 GB pamięci RAM.
Nawet te maszyny są maksymalnie obciążane podczas aktywnego dnia pracy. W małym ujęciu jest ponad 100 miliardów trójkątów, więcej niż nawet w najszybszym komputer stacjonarny do gier mógłby sobie poradzić. Mater z Cars składa się z ponad 800 oczek i prawie wszystkie z nich są w jakiś sposób zdeformowane. Dodaj do tego ławice ryb w „Gdzie jest Nemo” lub roje robotów w „Wall-E”, a potrzeba tworzenia oprogramowania we własnym zakresie staje się jeszcze bardziej paląca.
Presto
Sercem pakietu oprogramowania Pixar jest ekskluzywne, zastrzeżone oprogramowanie Presto. Oprogramowanie do modelowania, stworzone we współpracy z Mayą, jest odpowiedzialne za wszystko, od układu sceny, przez animację, po rigowanie, a nawet symulację fizyki i środowiska. Pixar nie często pokazuje to publicznie. Na szczęście podczas prezentacji w GTC mogliśmy obejrzeć demo na żywo.
Duża część artykulacji, animacji, efektów i podziału Pixara odbywa się w czasie rzeczywistym.
Interfejs Presto może wyglądać znajomo każdemu, kto spędził czas w aplikacjach do modelowania 3D, takich jak Maya lub 3DSMax, ale ma przepływ pracy innowacje, które pomagają artystom na różnych etapach procesu koncentrować się na swojej pracy i nie muszą zajmować się tym, co niepotrzebne Informacja.
Jednocześnie animatorzy i riggerzy mogą znaleźć obszerną ilość danych istotnych dla ich konkretnej roli oraz wiele metod artykulacji części siatki. Modele postaci to nie tylko pojedyncze elementy. Chwytanie stopy Woody'ego i poruszanie nią w górę i w dół powoduje także ruch innych stawów i otaczających je tkanek.
Jako wieloletni fan Pixara nie mogłem od razu wskazać żadnych artefaktów ani dziwactw graficznych w wersji demonstracyjnej na żywo. Pomaga to, że był to tylko Woody i Buzz na szarym tle, ale tekstury były ostre, animacja czysta, a odbicia dokładne i realistyczne. Nawet zbliżenie skupione na odznace Woody’ego wyglądało celnie. A wszystko to działo się w czasie rzeczywistym.
Wykorzystanie siły współpracy
Jednym z wczesnych ograniczeń Presto była niezdolność do pracy zespołowej, dlatego Pixar postanowił wprowadzić tę funkcjonalność do swojego przepływu pracy. Rezultatem jest uniwersalny opis sceny, czyli USD. Ten interfejs współpracy umożliwia wielu artystom Pixar pracę nad tą samą sceną lub modelem, ale na różnych warstwach, bez deptania sobie nawzajem nóg.
Demonstracja Presto na konferencji NVIDIA GTC
Zarządzając indywidualnie każdym aspektem sceny — tłem, osprzętem, cieniowaniem i nie tylko — animator może pracować na scenie, podczas gdy artysta poprawia wygląd postaci, a zmiany te zostaną odzwierciedlone w renderach tablica. Zamiast klatek, sceny są opisywane w kategoriach warstw i odniesień, co stanowi znacznie bardziej modułowe podejście do tradycyjnego modelowania 3D.
Powiązana oferta:Strumień Uniwersytet Potworny teraz w Amazon Video
USD został po raz pierwszy zastosowany w firmie Pixar przy produkcji nadchodzącego filmu Finding Dory i szybko stał się integralną częścią przepływu pracy. Jego sukces nie ograniczył się do Pixara, a programy takie jak Maya i Katana już integrują USD. Zasoby w tych programach można dowolnie przenosić i kopiować, ale to nie wszystko, co dotyczy tej historii.
Van Gelden pokazał, jak Pixar idzie o krok dalej z USD dzięki nowemu programowi o nazwie USDView. Jest przeznaczony do szybkiego debugowania i ogólnego testowania, ale nawet to staje się coraz bardziej wyrafinowane. W wersji demonstracyjnej USDView otworzył krótką scenę z 52 milionami wielokątów z Finding Dory w ciągu kilku sekund na mobilnej stacji roboczej.
W rzeczywistości Van Gelden zrobił to kilka razy, aby podkreślić, jak szybkie jest oprogramowanie. To nie tylko szybki podgląd. Dostępny jest ograniczony zestaw elementów sterujących odtwarzaniem i ruchem kamery, ale dla artystów jest to świetny sposób na zorientowanie się w blokowaniu lub inscenizacji sceny bez konieczności uruchamiania jej w Presto.
USD z wbudowanym USDView zostanie wprowadzony na rynek latem tego roku jako oprogramowanie typu open source. Początkowo będzie dostępna dla systemu Linux, ale Pixar ma nadzieję później udostępnić ją dla systemów Windows i Mac OS X.
Mnożenie wielokątów
Jedną z głównych metod udoskonalania modeli 3D jest podział. Ciągłe rozkładanie i ponowne definiowanie wielokątów zwiększa złożoność renderowania, ale także dokładność i poziom szczegółowości. W grach wideo istnieje ograniczenie co do tego, jak daleko może dojść podział, zanim wpłynie to negatywnie na wydajność. Jednak w filmach Pixara niebo jest granicą.
Aby dać przykład tego, jak daleko może sięgać podział, Jeremias pokazał przykład prostej siatki składającej się z 48 wielokątów. Następne zdjęcie pokazało wielokąt po rundzie podziału, wyglądający znacznie czyściej i zawierający 384 wielokąty. Po kolejnej rundzie kształt całkowicie się wygładził, ale kosztem była siatka z ponad 1,5 miliona wielokątów. Jeremias zauważył, że te podziały są najbardziej widoczne w punktach styku dwóch modeli, a zwłaszcza na palcach postaci.
Pixar tak bardzo opiera się na podziałach, że firma zbudowała własny silnik podziału, OpenSubDiv. Opiera się na oryginalnych bibliotekach RenderMan firmy Pixar, ale zawiera znacznie szersze API. Został zaprojektowany również z myślą o USD, aby ułatwić integrację z przepływem pracy.
Przywołanie Hydry
Jeśli chcesz zobaczyć, jak te elementy się sumują, bez konieczności renderowania końcowej sceny, rozwiązaniem jest Hydra. To silnik renderujący Pixar w czasie rzeczywistym, zbudowany na bazie OpenGL 4.4. Co ważne, został on stworzony specjalnie do produkcji filmów pełnometrażowych i stworzony z myślą o szybkości.
Tekstury były ostre, animacja czysta, a odbicia dokładne i realistyczne.
Nie jest to kompleksowe rozwiązanie do końcowego renderowania, ale może pomóc w połączeniu wielu elementów efekty i szczegóły, aby uzyskać dokładniejsze odwzorowanie wyglądu sceny niż USDView dostarczać. Obsługuje także funkcje, takie jak krzywe mozaikowe sprzętowo, podświetlanie i zarządzanie instancjami sprzętowymi.
Nawet inne firmy zajmujące się efektami i mediami współpracują z Pixarem, aby zintegrować Hydra z ich przepływem pracy. Industrial Light and Magic, firma zajmująca się efektami specjalnymi w filmach Gwiezdne Wojny, stworzyła hybrydową wersję swojego oprogramowania zbudowaną w oparciu o technologię Pixar. W przypadku Sokoła Millennium oznacza to 14 500 oczek i 140 tekstur przy 8K każda – to nie lada wyczyn, nawet dla ekstremalnych stacji roboczych.
Nie chodzi jednak tylko o tworzenie modeli i ich animację. Ogromną część tworzenia nastroju i dopracowania filmu stanowią efekty postprocessingowe. Artyści i programiści w Pixar chcieli równie intuicyjnego i usprawnionego procesu dodawania efektów i zarządzania nimi.
A jest ich całkiem sporo i trzeba nimi zarządzać. Cowles pokazał listę efektów przetwarzania końcowego, które nie będą wyglądać nie na miejscu w ustawieniach graficznych Crysisa. Obejmuje to okluzję otoczenia, głębię ostrości, miękkie cienie, rozmycie ruchu, kilka efektów świetlnych oraz maski i filtry w różnych smakach. Kiedy przyjrzysz się uważnie renderingowi podwodnej sceny z Dory i Nemo, efekt końcowy tych dodatków szybko się sumuje.
W czasie rzeczywistym, najnowsze osiągnięcie
Obecnie duża część artykulacji, animacji, efektów i podziału Pixara odbywa się w czasie rzeczywistym. Nie zawsze tak było. Van Gelder pokazał to, wyłączając funkcje, które można teraz natychmiast przeglądać za pomocą nowoczesnego zestawu narzędzi. Cienie zniknęły, główne szczegóły, takie jak źrenice i znaczenia, zniknęły, a także zniknęły wszystkie elementy blokujące kolory oprócz najbardziej podstawowego.
Ten przykład pokazał ogromną skalę każdej sceny w tych filmach. Złożoność małej sceny znacznie przewyższa nawet najbardziej zaawansowane gry wideo, a nagroda jest ogromna.
Nawet przy tak imponującym sprzęcie i specjalnie zaprojektowanym oprogramowaniu ukończenie niektórych najbardziej skomplikowanych klatek w Finding Dory zajęło ponad 600 godzin. Jest to koszt, który firmy takie jak Pixar muszą uwzględnić w budżecie filmu, ale własne, specjalnie zaprojektowane oprogramowanie pomaga usprawnić ważne obszary.
Zalecenia redaktorów
- W Cyberpunk 2077 ukryte są trzy ultrarzadkie procesory graficzne RTX 4090
- Nvidia GTC 2022: RTX 4090, DLSS 3 i wszystko inne ogłoszone
- Pomimo wyższych cen, w sprzedaży Newegg dominują procesory graficzne Nvidia
- Nvidia wykorzystuje technologię ARM w swoich nowych procesorach superkomputerowych Grace
- Wywiad: Jak reżyserzy Duszy Pixara pomysłowo animowali życie pozagrobowe
