Новости

Сотрудничество NVIDIA и Weta при создании визуальных эффектов фильма Аватар

 
 

Аватар - непревзойдённый 3D-шедевр Джеймса Камерона (James Cameron) и студии 20-й Век Фокс (20th Century Fox), премьера которого состоялась 18 декабря 2009 года. В первый же уикенд показа кассовые сборы картины составили рекордную для 3D фильма сумму в 77 миллионов долларов, а последующие дни проката по всему миру принесли создателям ещё более миллиарда долларов. Фильм изобилует высоко детализированными сценами и невероятно живыми виртуальными персонажами, помещёнными в мир, созданный при помощи компьютеров (CG).

ЗАДАЧА
Avatar
Смотрите официальный трейлер

Новозеландская компания Weta Digital (Веллингтон), главный производитель спецэффектов и компьютерной анимации в Аватаре, является давним клиентом NVIDIA® и успешно применяет в своей работе высокопроизводительные профессиональные графические решения Quadro® и Tesla™.

Weta было поручено создать в общей сложности около 800 CG-персонажей в стилизованной цифровой среде. Вычислительная мощь, необходимая для обработки этих кадров, существенно превышала возможности существующей инфраструктуры компании. Поэтому Weta обратилась к NVIDIA – изобретателю GPU.

“Сложности, с которыми мы столкнулись при работе над фильмом Аватар, заставили нас задуматься о принципиально новом подходе к рендерингу, - рассказал Себастьян Сильван (Sebastian Sylwan), глава отдела исследований и разработки компании Weta Digital. -Окончательная обработка выполнялась с помощью движка RenderMan, но все красоты, которые вы можете увидеть в этом фильме, были реализованы ещё на этапе предварительной подготовки данных, так как настоящая проблема заключалась ни столько в рендеринге, сколько в необходимости высокой производительности вычислений при работе с огромными объёмами данных. И мы поняли, что наилучшим решением этой проблемы станет использование огромной вычислительной мощности графических процессоров компании NVIDIA, которая является безусловным экспертом и лидером в этой области”.

В марте 2009 года ведущий специалист по рендерингу в Weta Лука Фашоне (Luca Fascione), технический директор Weta Пол Райан (Paul Ryan) и старший системный архитектор NVIDIA Research Джакопо Панталеони (Jacopo Pantaleoni) обсудили задачи Weta и возможные пути их реализации. “Пол объяснил нам, что впервые в истории компьютерной графики количество полигонов в визуальных эффектах измеряется не миллионами, а миллиардами, - сказал Панталеони. - Лука описал их уникальный подход к освещению и необходимость в масштабируемом решении для трассировки лучей во всем удивительно сложном мире, который они хотели создать”.

РЕШЕНИЕ
Avatar

Сотрудничество Weta и NVIDIA началось с поездки Панталеони в Новую Зеландию на несколько месяцев для разработки системы трассировки лучей, которая могла бы справиться с миллиардами полигонов в сложных визуальных сценах «Аватара».

NVIDIA и Weta создали специальный движок, названный PantaRay (от греческого афоризма "panta rhei”, что означает “все течет"), чтобы обеспечить конвейер визуальных эффектов (VFX) от Weta колоссальной вычислительной мощью. Эта мощнейшая система трассировки лучей была разработана специально для ускорения предварительных вычислений на этапе конвейерного рендеринга сцен Weta, чтобы позволить быстрый динамический пересчёт освещения.

Инновационный подход Weta позволил обрабатывать сложные сцены за меньшее время, используя меньше памяти и процессоров. Результат предоставил художникам уникальные возможности для быстрых итераций и редактирования, что в конечном итоге позволило достичь ещё более фотореалистчного качества изображения. Говоря проще, NVIDIA и Weta сумели так улучшить производственный процесс, что Weta получила возможность создавать очень сложные сцены за меньшее время.

Преимущества, достигнутые Weta благодаря совместно разработанному с Панталеони решению, убедили компанию и дальше использовать мощь параллельных вычислений на NVIDIA GPU. NVIDIA перенесла PantaRay на GPU на базе CUDA. Использование сервера с графическим процессором NVIDIA Tesla S1070 позволило в 25 раз ускорить работу движка по сравнению с архитектурой на базе традиционного сервера (только CPU).

ЗНАЧЕНИЕ
Avatar

Сцену, которая наглядно отображает преимущества Weta, достигнутые, благодаря движку PantaRay, можно увидеть в промо-трейлере фильма. Вид из вертолета на сотни фиолетовых созданий, летающих над водой, и огромную покрытую деревьями гору на заднем плане был сгенерирован всего за полтора дня с помощью PantaRay. “Раньше такой кадр занял бы неделю, - сказал Фашоне из Weta. - Тот факт, что PantaRay помог сделать все быстрее, означает, что мы сумели сделать кадр еще и намного красивее, – вы можете видеть высокий уровень детализации в каждом кусте и на каждом листочке. Цветоделение - чистое и четкое. Вычислительная мощь PantaRay внесла свою лепту”.

Процесс трассировки лучей PantaRay на базе сервера с графическим процессором NVIDIA оказался в 25 раз быстрее, чем на базе сервера традиционной архитектуры (только на CPU). “Если попробовать оценить, сколько времени могут занять такие расчеты традиционными методами, то цифра будет, наверно, в 100 раз больше”, - сказал Сильван.

Weta Digital планирует использовать PantaRay с GPU NVIDIA Tesla для нового фильма Стивена Спилберга /Питера Джексона “Tintin”, а также применять новые методы, где PantaRay и GPU смогут еще больше ускорить конвейер визуальных эффектов.

Вот что говорит Мартин Хилл (Martin Hill), главный специалист по компьютерному освещению в Weta Digital: “Поскольку сложность растёт от проекта к проекту, объём данных для рендеринга также продолжает увеличиваться. И чем сложнее рендеринг, тем труднее создать освещение для сцены. Движок PantaRay позволяет освещать сложные сцены с той же лёгкостью, что и простые”.

“Партнёрство с компаниями, такими как команда исследователей и разработчиков Weta, приносит нам абсолютное превосходство в создании технологий, - сказал Доминик Спина (Dominick Spina), менеджер по цифровым видео технологиям компании NVIDIA. - Совместная работа с Weta над фильмом Аватар была удивительным тандемом. Ничто в разработке PantaRay не было абстракцией. Это была стопроцентная кампания, направленная на повышение производительности”. Спина также добавил: “Мы будем продолжать сотрудничать с главными компаниями в области визуальных эффектов и анимации для накопления опыта в решении самых сложных технологических задач индустрии, чтобы позволить художникам создавать свои шедевры на ещё более высоких уровнях”.



 
 
 
 
VKontakteMail.ruOdnoklassniki.ruGoogle+Facebook