Upodabljanje nekaterih najbolj zapletenih okvirjev v Finding Dory je trajalo več kot 600 ur.
Pixarjeva ekipa pa ne samo barva in animira, tehnološka stran pa nenehno išče nove načine za izboljšanje dela, ki ga opravljajo drugi. To je privedlo do Presto, programa, izdelanega za Pixar v sodelovanju z Mayo, ter knjižnice orodij za upodabljanje in modeliranje v realnem času.
Sorodna ponudba:Pretakajte svoje najljubše filme Pixar na Amazon Video zdaj
Na Nvidijini konferenci GPU Technology trije zaposleni v Pixarju - inženir grafične programske opreme Pol Jeremias, vodilni inženir programske opreme Jeremy Cowles in programska oprema inženir Dirk Van Gelder — je razložil, kako je snemanje filmov pripeljalo do ustvarjanja programske opreme, pri čemer je bilo nekaj pojavov najljubših Pixarjevih likov dokončno vključenih ukrep.
Edinstven izziv
Kot si lahko predstavljate, Pixarjeva vrhunska 3D animacija zahteva impresivno strojno opremo. Del izziva, ki je specifičen za Pixar, je, da je večina strojev zgrajena za hitrost, ne za lepoto. Zato je podjetje zgradilo lastne sisteme, namenjene ustvarjanju filmov.
Standardni stroj pri Pixarju poganja 2,3 GHz, 16-jedrni procesor Intel s 64 GB Ovenin 12 GB Nvidia Quadro M6000. Če ekipa potrebuje malo več oomfa, je na voljo konfiguracija z dvojnim procesorjem z dvema od 16-jedrnih čipov, parom M6000 in 128 GB RAM-a.
In tudi ti stroji so med aktivnim delovnim dnem potisnjeni do svoje meje. Na majhnem posnetku je več kot 100 milijard trikotnikov, več kot celo najhitrejši igralno namizje zmogel. Mater iz Cars je sestavljen iz več kot 800 mrež in skoraj vse so na nek način deformirane. Če k temu dodamo jate rib v Iskanju Nema ali roje robotov v Wall-E, bo potreba po lastnem razvoju programske opreme samo še bolj pereča.
Presto
Srce Pixarjevega programskega paketa je samotni, lastniški Presto. Programska oprema za modeliranje, izdelana v sodelovanju z Mayo, je odgovorna za vse, od postavitve prizorišča do animacije, opreme do celo simulacije fizike in okolij. Pixar tega ne razkazuje pogosto v javnosti. Na srečo smo bili med predstavitvijo v GTC deležni predstavitve v živo.
Veliko Pixarjeve artikulacije, animacije, učinkov in delitve se zgodi v realnem času.
Vmesnik Presto se morda zdi znan vsakomur, ki je preživel čas v aplikacijah za 3D modeliranje, kot sta Maya ali 3DSMax, vendar ima potek dela inovacije, ki pomagajo umetnikom v različnih delih procesa, da ostanejo osredotočeni na svoje delo in se jim ni treba ukvarjati z nepotrebnimi informacije.
Hkrati lahko animatorji in postavljalci najdejo obsežno količino podatkov, ki so pomembni za njihovo posebno vlogo, in več metod artikulacije delov mreže. Modeli za like niso samo posamezni kosi. Če zgrabite Woodyjevo stopalo in ga premikate gor in dol, se zgibajo tudi njegovi drugi sklepi in tkanina v okolici.
Kot dolgoletni oboževalec Pixarja nisem mogel takoj izpostaviti nobenih artefaktov ali grafičnih nenavadnosti v predstavitvi v živo. Pomaga, da sta bila samo Woody in Buzz na sivem ozadju, vendar so bile teksture ostre, animacija čista, odsevi pa natančni in realistični. Tudi bližnji posnetek, osredotočen na Woodyjevo značko, je bil videti na mestu. In vse se je dogajalo v realnem času.
Izkoriščanje moči sodelovanja
Ena od zgodnjih omejitev Presta je bila njegova nezmožnost obvladovanja skupnega dela, zato se je Pixar odločil, da bo to funkcionalnost vnesel v svoj potek dela. Rezultat je univerzalni opis scene ali USD. Ta sodelovalni vmesnik omogoča številnim Pixarjevim umetnikom, da delajo na isti sceni ali modelu, vendar na različnih plasteh, ne da bi stopili drug drugemu na noge.
Predstavitev Presto na konferenci NVIDIA GTC
Z upravljanjem vsakega vidika prizora posebej – ozadja, opreme, senčenja in drugega – lahko animator deluje na prizorišču, medtem ko umetnik popravlja videz likov, in te spremembe se bodo odražale v upodobitvah po celotnem tabla. Namesto okvirjev so prizori opisani v smislu plasti in referenc, kar je veliko bolj modularen pristop k tradicionalnemu 3D modeliranju.
Sorodna ponudba:Tok Univerza pošasti na Amazon Video zdaj
USD je bil prvič uporabljen pri Pixarju pri produkciji prihajajočega filma Finding Dory in je hitro postal sestavni del poteka dela. Njegov uspeh ni bil omejen na Pixar in programa, kot sta Maya in Katana, že vključujeta USD. Sredstva v teh programih je mogoče prosto premikati in kopirati, vendar to še ni vse.
Van Gelden je pokazal, kako Pixar popelje USD korak naprej z novim programom, imenovanim USDView. Namenjen je hitremu odpravljanju napak in splošnemu uprizarjanju, vendar tudi to postaja vse bolj izpopolnjeno. V predstavitvi je USDView v samo nekaj sekundah na mobilni delovni postaji odprl kratek prizor z 52 milijoni poligonov iz Iskanje Dory.
Pravzaprav je Van Gelden to naredil večkrat, samo da bi poudaril, kako hitra je programska oprema. Tudi to ni samo hiter predogled. Obstaja omejen nabor kontrolnikov za predvajanje in premikanje kamere, vendar je to odličen način za umetnike, da dobijo idejo o blokiranju ali uprizarjanju prizora, ne da bi ga bilo treba zagnati v Prestu.
USD, z vgrajenim USDView, bo predstavljen kot odprtokodna programska oprema to poletje. Sprva bo na voljo za Linux, vendar Pixar upa, da ga bo kasneje izdal za Windows in Mac OS X.
Množenje poligonov
Eden od glavnih načinov izpopolnjevanja 3D modelov je delitev. Z nenehnim razčlenjevanjem in redefiniranjem poligonov se poveča kompleksnost upodabljanja, vendar se povečujeta tudi natančnost in raven podrobnosti. V video igrah obstaja omejitev, kako daleč lahko gre delitev, preden škoduje zmogljivosti. V Pixarjevih filmih pa je nebo meja.
Da bi ponudil primer, kako daleč lahko gre delitev, je Jeremias pokazal primer preproste 48-poligonske mreže. Naslednja slika je pokazala poligon po krogu razdelitve, videti je bil veliko čistejši in je vseboval 384 poligonov. Po drugem krogu se je oblika popolnoma zgladila, vendar je bila cena mreža z več kot 1,5 milijona poligonov. Jeremias je opazil, da so te razdelitve najbolj opazne na stičnih točkah med dvema modeloma, še posebej na konicah prstov lika.
Pixar se tako močno zanaša na razdelitev, da je podjetje zgradilo lasten mehanizem za razdelitev, OpenSubDiv. Temelji na izvirnih Pixarjevih knjižnicah RenderMan, vendar ima veliko širši API. Zasnovan je z mislijo tudi na USD za enostavno integracijo v potek dela.
Priklic Hidre
Če želite videti, kako se ti elementi seštevajo, ne da bi morali upodabljati končno sceno, je Hydra odgovor. To je Pixarjev mehanizem za upodabljanje v realnem času, zgrajen na vrhu OpenGL 4.4. Pomembno je, da je izdelan posebej za produkcijo celovečernih filmov in je narejen za hitrost.
Teksture so bile ostre, animacija čista, odsevi pa natančni in realistični.
To ni končna rešitev za končno upodabljanje, vendar lahko pomaga združiti veliko učinke in podrobnosti za natančnejšo predstavitev tega, kako bo videti prizor, kot lahko USDView zagotoviti. Podpira tudi funkcije, kot so teselirane krivulje strojne opreme, poudarjanje in upravljanje primerkov strojne opreme.
Celo druga podjetja, ki se ukvarjajo z učinki in mediji, so sodelovala s Pixarjem pri integraciji Hydre v njihov potek dela. Industrial Light and Magic, podjetje za posebne učinke, ki stoji za filmi Vojna zvezd, je zgradilo hibridno različico svoje programske opreme, ki temelji na Pixarjevi tehnologiji. V primeru Millennium Falcona to pomeni 14.500 mrežnih očes in 140 tekstur pri 8K vsaka — nič malega, tudi za ekstremne delovne postaje.
Vendar ne gre samo za ustvarjanje modelov in njihovo animiranje. Velik del ustvarjanja razpoloženja in poliranja filma vključuje učinke naknadne obdelave. Umetniki in razvijalci pri Pixarju so želeli enako intuitiven in poenostavljen postopek za dodajanje in upravljanje učinkov.
In kar nekaj jih je treba obvladati. Cowles je pokazal seznam učinkov naknadne obdelave, ki ne bi bili videti na mestu v grafičnih nastavitvah Crysis. To vključuje ambientalno okluzijo, globinsko ostrino, mehke sence, zameglitev gibanja, peščico svetlobnih učinkov ter maske in filtre v različnih okusih. Ko natančno pogledate upodobitev podvodnega prizora z Dory in Nemom, se kulmiativni učinek teh dodatkov hitro poveča.
Realni čas, nedavni razvoj
Danes se veliko Pixarjeve artikulacije, animacije, učinkov in delitve dogaja v realnem času. Ni bilo vedno tako. Van Gelder je to pokazal tako, da je izklopil funkcije, ki si jih je zdaj mogoče takoj ogledati s sodobnim naborom orodij. Sence so izginile, glavne podrobnosti, kot so zenice in oznake, so izginile in vse, razen najosnovnejšega barvnega blokiranja, je izginilo.
Ta primer je pokazal ogromen obseg vsakega prizora v teh filmih. Kompleksnost le majhne scene daleč odtehta celo najnaprednejše video igre, izkupiček pa je ogromen.
Tudi z vso to impresivno strojno in namensko programsko opremo so nekateri najbolj zapleteni okvirji v Finding Dory dokončali več kot 600 ur. To je strošek, ki ga morajo podjetja, kot je Pixar, upoštevati v proračunu za film, vendar lastna, namensko izdelana programska oprema pomaga racionalizirati pomembna področja.
Priporočila urednikov
- V igri Cyberpunk 2077 so skriti trije izjemno redki grafični procesorji RTX 4090
- Nvidia GTC 2022: RTX 4090, DLSS 3 in vse ostalo napovedano
- GPU Nvidia kljub višjim cenam prevladujejo pri prodaji Newegga
- Nvidia sprejema ARM na svojih novih superračunalniških procesorjih Grace
- Intervju: Kako so režiserji Pixarjeve duše umetelno animirali posmrtno življenje
