NEWS

NVIDIA Quadro K4000 pomaga firmie Pixomondo stworzyć obce światy w filmie „W Ciemność. Star Trek”

Pixomondo to międzynarodowa firma zajmująca się efektami specjalnymi, która dzięki globalnej sieci oddziałów korzysta z całodobowego cyklu produkcyjnego do tworzenia filmów fabularnych, projektów telewizyjnych i reklamowych. Uhonorowana Oskarem za film „HUGO” i nagrodą Emmy za drugi sezon „Gry o Tron”, pokazuje swą biegłość w tworzeniu oszałamiających efektów specjalnych w epickim filmie J.J. Abramsa „W Ciemność. Star Trek”.

Pracując ze scenami o niespotykanej wcześniej skali, firma Pixomondo stworzyła około 300 ujęć do tego filmu stanowiących prawie jedną trzecią efektów wizualnych. Jak zwykle w przypadku dużych projektów, studio w Los Angeles zawiadywało całością projektu, a ujęcia dzielono pomiędzy poszczególne studia na całym świecie, w oparciu o dostępne moce przerobowe i mocne strony poszczególnych oddziałów.

Pixomondo Case Study Image 1
© 2013 Paramount Pictures. Ilustracja prezentowana dzięki uprzejmości firmy Pixomondo.

Ben Grossman sprawował w Pixomondo generalny nadzór nad efektami specjalnymi projektu pracując z Enrico Dammem, kierującym w Los Angeles 25 artystami zajmującymi się grafiką komputerową i odpowiedzialnymi za jedną z najbardziej nasyconych akcją sekwencji filmu. W trwającej piętnaście minut scenie, w pole widzenia statku kosmicznego wchodzi powoli obca planeta. Następnie pojazd wchodzi w chmury i zostaje zmuszony do lądowania. Zawierająca około 80 ujęć efektów specjalnych sekwencja została prawie całkowicie wygenerowana komputerowo; zrobiono jedynie autentyczne ujęcie członków załogi na mostku. Mając do czynienia z krótkimi ujęciami, dużą liczbą planów ogólnych i ogromną skalą zespół grafików komputerowych skorzystał z jednostek GPU Quadro K4000 firmy NVIDIA, aby przyspieszyć tok pracy w Autodesk 3ds Max.

WYZWANIE

Reżyser J.J. Abrams chciał uzyskać elastyczność ruchu kamery i fotografowanych kątów, toteż Pixomondo musiała stworzyć ogromną głębię obrazu wygenerowanego całkowicie komputerowo miasta obcych. Każda scena obfitowała w szczegóły, trójwymiarowe obrazy liczące 130 milionów wielokątów i do 32 GB tekstur, dając Abramsowi największą swobodę ruchu kamery. Kolosalna liczba koniecznych do tego danych nadwerężyła stacje robocze firmy Pixomondo spowalniając ich pracę i frustrując artystów.

Przy korzystaniu z trójwymiarowego modelowania Autodesk 3ds Max, oprogramowania do animacji i renderingu, czas reakcji wynosił w niektórych z najbardziej złożonych scen ponad godzinę, prowadząc często do zablokowania systemu na stacjach roboczych artystów, wyposażonych w starsze modele niskowydajnych układów GPU. Do nakładania tekstur służyło narzędzie grafiki cyfrowej MARI 3D firmy The Foundry. W scenach zawierających powyżej 200 tekstur o rozdzielczościach 8K i 16K upewnienie się, że poszczególne elementy miały poprawnie nałożone tekstury wymagało weryfikacji przekraczającej niekiedy minutę. Oznaczało to, że artyści niemal dwukrotnie dłużej czekali niż pracowali, nie mogąc skorzystać z interaktywnej pracy oprogramowania MARI.

„Jeśli chodzi o skalę sceny przekroczyliśmy wiele granic” wyjaśnił Damm. „Nawigowanie tak ogromnymi scenami 3D stało się niewykonalne i działanie innych programów również zostało spowolnione. Materiał obejmował liczne tekstury i tekstury dużych rozmiarów, z jakimi nie mieliśmy nigdy do czynienia. Przetwarzanie wszystkich tych danych wymagało o wiele większej mocy niż oferowały nasze stacje robocze.”

ROZWIĄZANIE

Na początku lutego 2013 r. Damm wraz z zespołem nabył 9 kart Quadro K4000 firmy NVIDIA zbudowanych w oparciu o najnowszą i najszybszą architekturę GPU Kepler, które zainstalowano na stacjach roboczych Dell, wyposażonych w serwery magazynujące HP X5000. Karty K4000 wykorzystywano w największym stopniu przy tworzeniu wygenerowanych w 3ds Max scen i ich oświetlaniu. Pierwszym, co zauważył Damm po ich dodaniu, było znaczące przyspieszenie dostępu do materiałów.

„Byliśmy pod ogromnym wrażeniem tego, jak karty K4000 wpłynęły na wydajność okna roboczego 3ds Max” zauważył Damm.

Pixomondo Case Study Image 2
© 2013 Paramount Pictures. Ilustracja prezentowana dzięki uprzejmości firmy Pixomondo.

„Gdy uświadomiliśmy sobie, o ile szybsza i łatwiejsza stała się obróbka danych, w ogromnym stopniu zdaliśmy się na stacje robocze, akcelerowane jednostkami K4000 i obciążaliśmy je praktycznie 24 godziny na dobę. Gdy jeden z artystów miał dzień wolny, inny przejmował jego pracę na tym samym systemie”

Przed zainstalowaniem kart Quadro K4000 samo otwarcie okna roboczego 3ds Max trwało bardzo długo albo było zupełnie niemożliwe w przypadku plików z największymi scenami. Korzystając z Quadro Kepler artyści mogli znacznie szybciej przetwarzać zasoby danych i osiągać większą wydajność. Mogli także włączyć cieniowanie w oknach roboczych i przesuwać źródła światła, uzyskując ogląd efektu w czasie rzeczywistym. Sceny można było kreować z wyższym poziomem jakości i krótszym czasem oczekiwania, a ich autorzy uzyskali większy stopień interaktywności w oknie roboczym, pracując nawet nad bardzo skomplikowanymi scenami. Poza tym, artyści mogli pracować na dużych modelach bez wyłączania takich szczegółów jak tekstury czy cienie, zachowując dzięki temu lepszy podgląd danej sceny, co pozwalało na szybszą realizację reżyserskiej wizji ujęcia.

Dzięki stacjom roboczym akcelerowanymi jednostkami K4000, artyści z Pixomondo mogli wykonać więcej pracy w ciągu dnia redukując czas oczekiwania i ogólne zniechęcenie, gdy wcześniej wprowadzenie w scenach nawet najdrobniejszych zmian było poważnym przedsięwzięciem.

EFEKT

Pixomondo Case Study Image 3

© 2013 Paramount Pictures. Ilustracja prezentowana dzięki uprzejmości firmy Pixomondo.

Dzięki stacjom roboczym akcelerowanymi jednostkami K4000, artyści z Pixomondo mogli wykonać więcej pracy w ciągu dnia redukując czas oczekiwania i ogólne zniechęcenie, gdy wcześniej wprowadzenie w scenach nawet najdrobniejszych zmian było poważnym przedsięwzięciem. Sceny obejmowały tak ogromną liczbę danych, że w celu edytowania różnych elementów musiano je dzielić na odrębne pliki. W przypadku korekty oświetlenia, artyści musieli najpierw zmienić je na pierwszym planie, a potem osobno powtórzyć zmiany dla tła, co podwajało pracę i czas konieczny do wprowadzenia zmian edycyjnych. Damm próbował zminimalizować czas renderingu przez zmiany tylko niektórych szczegółów, ale to często powodowało problemy z ciągłością.

„Dzielenie dużych scen pomaga rozwiązać problemy z ilością danych, ale zmusza artystów do porównywania renderów i sprawdzania, czy sceny zawierają wprowadzone zmiany. Jeśli o czymś zapomniano, trzeba było się cofnąć i dokonać ponownego renderu, co nie było rozwiązaniem idealnym” wyjaśnił Damm.

Szybsza stacja robocza oznaczała, że artyści byli bardziej zadowoleni i wydajni, a także wyeliminowała konieczność dzielenia plików dużych scen. Zastosowanie kart Quadro pozwoliło także zmniejszyć liczbę przypadków zablokowania urządzeń, które zmuszały artystów do bezczynnego oczekiwania na powrót okna roboczego do życia.

Pixomondo Case Study Image 3