Niektoré z najzložitejších snímok v Hľadá sa Dory trvalo vykreslenie viac ako 600 hodín.
Tím v Pixare však nielen farbí a animuje, ale aj technologická stránka neustále hľadá nové spôsoby, ako zlepšiť prácu, ktorú robia ostatní. To viedlo k Presto, programu vytvorenému pre Pixar v spolupráci s Maya, ako aj knižnici nástrojov na vykresľovanie a modelovanie v reálnom čase.
Súvisiaca ponuka:Streamujte teraz svoje obľúbené filmy Pixar na Amazon Video
Na konferencii GPU Technology spoločnosti Nvidia traja zamestnanci Pixar — inžinier grafického softvéru Pol Jeremias, vedúci softvérový inžinier Jeremy Cowles a softvér inžinier Dirk Van Gelder – vysvetlil, ako tvorba filmov viedla k vytvoreniu softvéru, pričom sa natrvalo pridali niektoré postavy obľúbených postáv Pixaru opatrenie.
Jedinečná výzva
Ako si viete predstaviť, špičková 3D animácia Pixar si vyžaduje pôsobivý hardvér. Súčasťou výzvy špecifickej pre Pixar je, že väčšina strojov je postavená na rýchlosť, nie na krásu. To je dôvod, prečo spoločnosť vytvorila svoje vlastné systémy určené na vytváranie filmov.
Štandardný stroj v Pixare poháňa 2,3 GHz, 16-jadrový procesor Intel so 64 GB RAMa 12 GB Nvidia Quadro M6000. Ak tím potrebuje trochu viac oomph, je tu konfigurácia s dvoma procesormi s dvoma zo 16-jadrových čipov, pár M6000 a 128 GB RAM.
A dokonca aj tieto stroje sú počas aktívneho pracovného dňa dotiahnuté na svoje limity. V malom zábere je viac ako 100 miliárd trojuholníkov, čo je viac ako ten najrýchlejší herný desktop mohol zvládnuť. Mater od Cars sa skladá z viac ako 800 ôk a takmer všetky sú nejakým spôsobom zdeformované. Pridajte k tomu húfy rýb vo filme Hľadá sa Nemo alebo roje robotov vo Wall-E a potreba vyvíjať softvér vo vlastnej réžii je stále naliehavejšia.
Presto
Srdcom softvérového balíka Pixar je samotársky, proprietárny Presto. Modelovací softvér, vytvorený v spolupráci s Mayou, je zodpovedný za všetko od rozloženia scény, cez animáciu až po rigging, až po simuláciu fyziky a prostredia. Pixar to na verejnosti neukazuje často. Našťastie nás počas prezentácie na GTC čakalo živé demo.
Veľa artikulácií, animácií, efektov a rozdelenia Pixaru prebieha v reálnom čase.
Rozhranie Presto sa môže zdať známe každému, kto strávil čas v aplikáciách 3D modelovania, ako je Maya alebo 3DSMax, ale má pracovný postup inovácie, ktoré pomáhajú umelcom v rôznych častiach procesu sústrediť sa na svoju prácu a nemusia sa zaoberať zbytočnosťami informácie.
Zároveň môžu animátori a riggeri nájsť rozsiahle množstvo údajov relevantných pre ich konkrétnu úlohu a viaceré metódy artikulácie častí siete. Modely pre postavy nie sú len jednotlivé kusy. Uchopením Woodyho nohy a jej pohybom hore a dole sa skĺbia aj ostatné kĺby a látka v okolitých oblastiach.
Ako dlhoročný fanúšik Pixaru som v živej ukážke nemohol okamžite poukázať na žiadne artefakty alebo grafické zvláštnosti. Pomáha, že to bol len Woody a Buzz na sivom pozadí, ale textúry boli ostré, animácie čisté a odrazy presné a realistické. Dokonca aj detailný záber zameraný na Woodyho odznak vyzeral na mieste. A to všetko sa odohralo v reálnom čase.
Využitie sily spolupráce
Jedným z prvých obmedzení Presta bola jeho neschopnosť zvládnuť spoločnú prácu, a tak sa Pixar rozhodol zaviesť funkcie do svojho pracovného toku. Výsledkom je Universal Scene Description alebo USD. Toto rozhranie pre spoluprácu umožňuje mnohým umelcom z Pixaru pracovať na rovnakej scéne alebo modeli, ale na rôznych vrstvách, bez toho, aby si navzájom šliapali na nohy.
Demonštrácia Presto na konferencii GTC spoločnosti NVIDIA
Spravovaním každého aspektu scény jednotlivo – pozadie, vybavenie, tieňovanie a ďalšie – môže animátor fungovať na scéne, keď umelec upravuje vzhľad postáv, a tieto zmeny sa prejavia vo vykresľovaní doska. Namiesto snímok sú scény opísané pomocou vrstiev a odkazov, čo je oveľa modulárnejší prístup k tradičnému 3D modelovaniu.
Súvisiaca ponuka:Prúd Univerzita príšer teraz na Amazon Video
USD bol prvýkrát nasadený v Pixare pri produkcii pripravovaného filmu Hľadá sa Dory a rýchlo sa stal neoddeliteľnou súčasťou pracovného postupu. Jeho úspech nebol obmedzený na Pixar a programy ako Maya a Katana už integrujú USD. Aktíva v týchto programoch je možné voľne presúvať a kopírovať, ale to nie je všetko, čo sa v príbehu nachádza.
Van Gelden ukázal, ako Pixar posúva USD o krok ďalej s novým programom s názvom USDView. Je určený na rýchle ladenie a všeobecnú fázu, ale aj to je čoraz sofistikovanejšie. V ukážke USDView otvoril krátku scénu s 52 miliónmi polygónov z Finding Dory za pár sekúnd na mobilnej pracovnej stanici.
V skutočnosti to Van Gelden urobil niekoľkokrát, len aby zdôraznil, aký rýchly je softvér. Nie je to len rýchly náhľad. Existuje obmedzená sada ovládacích prvkov pre prehrávanie a pohyb kamery, ale pre umelcov je to skvelý spôsob, ako získať predstavu o blokovaní alebo inscenácii scény bez toho, aby ju museli spustiť v aplikácii Presto.
USD, so vstavaným USDView, bude spustený ako softvér s otvoreným zdrojovým kódom toto leto. Spočiatku bude k dispozícii pre Linux, ale Pixar dúfa, že ho neskôr vydá aj pre Windows a Mac OS X.
Násobenie polygónov
Jednou z hlavných metód zdokonaľovania 3D modelov je delenie. Neustálym rozkladaním a predefinovaním polygónov sa zvyšuje zložitosť vykresľovania – ale aj presnosť a úroveň detailov. Vo videohrách existuje limit, ako ďaleko môže rozdelenie zájsť, kým to nepoškodí výkon. Vo filmoch Pixaru je však limitom obloha.
Jeremias ukázal príklad jednoduchej 48-polygónovej siete. Ďalší obrázok ukázal polygón po kole delenia, vyzeral oveľa čistejšie a mal 384 polygónov. Po ďalšom kole sa tvar úplne vyhladil, ale cena bola sieť s viac ako 1,5 miliónmi polygónov. Jeremias poznamenal, že tieto podrozdelenia sú najvýraznejšie v kontaktných bodoch medzi dvoma modelmi a najmä na končekoch prstov postavy.
Pixar sa na delenie spolieha natoľko, že si spoločnosť vybudovala vlastný modul delenie, OpenSubDiv. Je založený na pôvodných knižniciach Pixar RenderMan, ale obsahuje oveľa širšie API. Je navrhnutý aj s ohľadom na USD pre jednoduchú integráciu do pracovného toku.
Vyvolanie Hydry
Ak chcete vidieť, ako sa tieto prvky pridávajú bez toho, aby ste museli vykresľovať poslednú scénu, odpoveďou je Hydra. Je to renderovací engine Pixar v reálnom čase, postavený na OpenGL 4.4. Dôležité je, že je vytvorený špeciálne pre produkciu celovečerných filmov a je vyrobený pre rýchlosť.
Textúry boli ostré, animácie čisté a odrazy presné a realistické.
Nie je to úplné riešenie pre konečné vykreslenie, ale môže pomôcť spojiť veľa efekty a detaily pre presnejšiu reprezentáciu toho, ako bude scéna vyzerať, než dokáže USDView poskytnúť. Podporuje tiež funkcie, ako sú hardvérové mozaikové krivky, zvýrazňovanie a správa inštancií hardvéru.
Dokonca aj ďalšie efektové a mediálne spoločnosti spolupracujú so spoločnosťou Pixar na integrácii Hydry do ich pracovného postupu. Industrial Light and Magic, spoločnosť zaoberajúca sa špeciálnymi efektmi, ktorá stojí za filmami Star Wars, vytvorila hybridnú verziu svojho softvéru, ktorý je postavený na technológii Pixar. V prípade Millennium Falcon to znamená 14 500 ôk a 140 textúr pri 8K každej – žiadna maličkosť, dokonca aj pre extrémne pracovné stanice.
Nejde však len o vytváranie modelov a ich animáciu. Obrovská časť vytvárania nálady a leštenia filmu zahŕňa efekty následného spracovania. Umelci a vývojári v Pixare chceli rovnako intuitívny a efektívny proces pridávania a správy efektov.
A je ich pomerne veľa, čo treba spravovať. Cowles ukázal zoznam efektov následného spracovania, ktoré by v grafických nastaveniach Crysis nevyzerali nevhodne. To zahŕňa okolitú oklúziu, hĺbku ostrosti, jemné tiene, rozostrenie pohybu, niekoľko svetelných efektov a masky a filtre v rôznych príchutiach. Keď sa pozorne pozriete na stvárnenie podvodnej scény s Dory a Nemom, kulmiatívny účinok týchto doplnkov sa rýchlo sčítava.
Reálny čas, nedávny vývoj
Dnes sa veľa artikulácií, animácií, efektov a delení Pixaru deje v reálnom čase. Nebolo to tak vždy. Van Gelder to ukázal vypnutím funkcií, ktoré je teraz možné okamžite zobraziť pomocou modernej sady nástrojov. Tiene zmizli, hlavné detaily ako zreničky a znaky zmizli a všetky okrem najzákladnejšieho farebného blokovania zmizli.
Tento príklad priniesol obrovský rozsah každej scény v týchto filmoch. Zložitosť malej scény ďaleko prevyšuje aj tie najpokročilejšie videohry a prínos je obrovský.
Dokonca aj so všetkým tým pôsobivým hardvérom a účelovo vytvoreným softvérom, niektoré z najzložitejších snímok v Finding Dory trvali viac ako 600 hodín. Sú to náklady, ktoré musia spoločnosti ako Pixar zohľadniť v rozpočte na film, ale vlastný, účelovo vytvorený softvér pomáha zjednodušiť dôležité oblasti.
Odporúčania redaktorov
- V Cyberpunk 2077 sa ukrývajú tri mimoriadne vzácne GPU RTX 4090
- Nvidia GTC 2022: RTX 4090, DLSS 3 a všetko ostatné ohlásené
- GPU Nvidia dominujú predajom Neweggu aj napriek vyšším cenám
- Nvidia využíva ARM na svojich nových superpočítačových procesoroch Grace
- Rozhovor: Ako režiséri Pixar’s Soul umne animovali posmrtný život
