Новости

Применение решений NVIDIA Quadro: Компания ILM и “Повелитель стихий”

 
 

Industrial Light & Magic (ILM) – это американская компания, входящая в состав кинокорпорации Lucasfilm Ltd., созданная удовлетворять постоянно растущие нужды индустрии развлечений. С 1975 года ILM занимается производством экстраординарных визуальных спецэффектов. В кинофильмах, рекламе, трейлерах, музыкальных клипах и многих других проектах было использовано несравненное мастерство ILM в таких областях, как моделирование, мэт-пэйнтинг, компьютерная генерация изображений (CGI), цифровая анимация и другие процессы, являющиеся неотъемлемой частью производства визуальных эффектов. Для работы с цифровым изображением компанией ILM было разработано инновационное программное обеспечение, успешно внедрённое в отрасль и признанное другими компаниями и разработчиками ПО. ILM регулярно советуется с известными режиссёрами на тестах прототипов и имеет в своей коллекции наград 15 оскаров за «Лучшие спецэффекты» и 3 премии Американской академии кинематографических искусств и наук за технические достижения.

ЗАДАЧА
The Last Airbender
Смотрите официальный трейлер

Последним проектом ILM было создание 485 сцен для нового фильма М. Найта Шьямалана “Повелитель стихий”, выпущенного на экраны студией Paramount Pictures в июле 2010 года. Фильм изобилует зрелищными эпизодами, в которых главные герои используют в качестве оружия магию основных четырёх элементов – огня, воздуха, воды и земли. Гигантские огненные шары, столбы воды, каменные стены и воздушные вихри – это лишь немногие цифровые спецэффекты, созданные студией ILM в рамках этого проекта.

Моделирование огня и движения жидкости обычно очень сложно и требует от специалиста глубокого понимания алгоритмов гидродинамики, а также огромного опыта в области технической реализации визуальных эффектов. Кроме того, традиционные решения для визуализации, основанные на вычислениях на центральном процессоре, делают процесс создания эффектов чрезвычайно трудоёмким и затратным по времени, что ограничивает творческий потенциал создателей и является непозволительной роскошью в киноиндустрии.

Экспертам ILM, создающим эффекты, при работе над проектом “Повелитель стихий” была необходима дополнительная гибкость. Меньшая трудоёмкость и сокращение временных затрат позволили бы им более детально подойти к процессу визуализации и предоставить результат создателю фильма точно в срок.

РЕШЕНИЕ
The Last Airbender
Правообладатель: корпорация Paramount Pictures

Чтобы достичь требуемого ускорения производственного процесса при создании эпизодов фильма “Повелитель стихий”, дизайнеры из ILM использовали собственную разработку студии - графический комплекс Plume. Это программное обеспечение, основанное на базе архитектуры параллельных вычислений NVIDIA CUDA™, представляет собой одновременно систему моделирования динамики жидкостей и GPU-обработчик. Благодаря Plume ILM получила возможность достичь необходимой скорости, обрабатывая модели на кластере из 12 машин, в каждую из которых была установлена профессиональная графическая карта NVIDIA Quadro FX 5800.

Программный комплекс ILM Plume на базе архитектуры NVIDIA CUDA позволил осуществлять полноценную обработку кадров на графических процессорах NVIDIA Quadro. Изначально Plume создавался как инструмент для моделирования жидкостей, однако его гибкость позволила создавать также эффекты океанского тумана, завихрений воздуха, дыма и движения облаков. Одна из самых сложных сцен в “Повелителе стихий” с точки зрения моделирования – это сцена борьбы главного героя Аанга (роль которого сыграл Ноа Рингер (Noah Ringer)) с бьющими в него огненными струями при помощи порывов ветра, оттесняющих огонь и частицы песка в сторону. Этот эпизод демонстрирует моделирование двух направленных потоков огня и воздуха и их взаимодействия друг с другом.

Компания ILM решила написать своё программное обеспечение для моделирования жидкостной динамики на GPU с использованием архитектуры NVIDIA CUDA, а не Open GL, потому что это существенно упростило процесс разработки. “Программировать, используя CUDA, невероятно просто. Разработка Plume потребовала от нас по большому счёту создания виртуальной машины для обработки отдельных выражений. Это нетривиальная задача, и написание такого кода на CUDA позволило нам работать быстро, гибко и задействовать меньше строк кода, чем при использовании Open GL”, - рассказал Оливер Маури (Olivier Maury), инженер отдела исследований и разработки в ILM.

Для создания визуальных эффектов к "Повелителю стихий" художники и дизайнеры из ILM использовали такие программные продукты, как mental ray и Pixar Renderman для рендеринга, Autodesk Maya для анимации, Foundry Nuke для компоновки, а также собственные инструменты Zeno и Saber для CG и создания эффектов.

ЗНАЧЕНИЕ
The Last Airbender
Правообладатель: корпорация Paramount Pictures

Работа над “Повелителем стихий” дала возможность ILM не только достичь своей цели в создании более сложных спецэффектов за меньшее время, но и открыла всю мощь профессиональных решений NVIDIA для будущего использования в своих производственных процессах.

“Так как Plume был ускорен за счёт NVIDIA GPU, существенно повысилась его интерактивность, и он превратился в инструмент, в большей степени использующий глаз художника, нежели его технические знания. Специалисту совсем не обязательно глубоко вникать во все механизмы гидродинамики для качественного моделирования движения воды”, - пояснил Крейг Хэммак (Craig Hammack), руководитель отдела визуальных эффектов ILM.

По словам инженеров ILM, производительность станций, ведущих вычисления на графических процессорах NVIDIA, примерно в 10-15 раз выше аналогичных компьютеров, использующих для вычислений только центральный процессор.

“При создании визуальных эффектов high end класса не обойтись без итераций, - добавил Маури. - Для художника крайне важно иметь возможность вручную редактировать и управлять моделируемой сценой. Это помогает в полной мере осуществить задумки режиссёра. Работая на платформе, основанной на NVIDIA GPU, мы получили возможность проводить до 8-ми итераций в день при моделировании сложного огня, пыли и воздушных потоков. Это примерно в 10-15 раз выше, чем при работе на аналогичных компьютерах, использующих для вычислений только центральный процессор. На них пришлось бы обрабатывать сцены по ночам, и эффективность составила бы не более одной итерации в день”.

Крейг Хэммак также пояснил: “Реалистичный огонь - это один из самых сложных эффектов при создании компьютерной графики. Лично для меня движок для моделирования жидкостной динамики на базе GPU был самым значимым техническим средством при работе над спецэффектами ‘Повелителя стихий’. Поначалу присутствовало некоторое беспокойство по поводу создания такого огромного объёма фотореалистичного CG-огня, даже не беря в расчёт то, что огонь должен быть управляемым в руках персонажа. Программный комплекс Plume оказался большим прорывом на пути создания спецэффектов нового поколения. Он позволил художникам быстрее проводить итерации и более творчески подходить к процессу создания сцен, не отвлекаясь на технические моменты”.

“Возможность использования параллельных вычислений CUDA и графических процессоров NVIDIA полностью изменила наш подход к реализации сложных визуальных эффектов. Мы собираемся и дальше разрабатывать программные средства на CUDA, чтобы задействовать всю мощь графических процессоров NVIDIA для экономии нашего времени”, - заключил Маури.

ILM продолжает исследование новых способов реализации рендеринга на графических процессорах Quadro при создании спецэффектов и планирует в будущем внедрить ещё ряд инструментов на базе NVIDIA CUDA в свой производственный процесс.



 
 
 
 
VKontakteMail.ruOdnoklassniki.ruGoogle+Facebook