Кавэх Кардан: Я считаю, что
общее освещение (global illumination) должно стать стандартом.
Технология направленного освещения, такая как в prman,
уже достигла своего предела в отношении реалистичности
освещения. Любая попытка подменить общее освещение приводит
к увеличению работы и к усложнению технологии в целом.
Джонатан: Ваша основная платформа
для рендеринга, prman, использует традиционный подход
к рендерингу, но может быть довольно сильно расширена.
Достигались ли уникальные эффекты фильма благодаря работе
с усовершенствованным шейдером/DSO в prman, или вы использовали
специализированные инструменты для рендеринга?
Кевин Бьорк: По-разному. Все
шейдеры, использованные в фильме, были написаны в Square.
Взаимодействие поверхностей и освещения реализовывалось
через некоторое количество скрытых, нестандартных методов.
Часть эффектов, касающихся, к примеру, фантомов и элементов
VFX (огонь и взрывы), были реализованы с помощью комбинации
рендеринга/композиции, используя псевдоцветные изображения,
карты глубин, и т.д.
Джонатан: Как же вы реализовали
рендеринг волос? Использовалась простая геометрия, стандартный
примитив RiCurve в RenderMan, какие-то специальные программы
для рендеринга или шейдеры? В чём уникальность подхода
к рендерингу волос? Или стандартные методы нашли новое
применение?
Кевин Бьорк: Главным образом
рендеринг волос происходил в RiCurve, причём использовался
стандартный метод шейдинга. Но освещение и затенение причёсок
было более сложной задачей - огромные силы были потрачены
даже на то, чтобы быстро рендерить большие массивы волос
(особенно на Аки) используя стратегии оптимизированного
освещения и рендеринга. Очень часто продолжительность
рендеринга изменялась в зависимости от конкретных условий
прорисовки волос в данном кадре. В самом начале мы пытались
сделать волосы идеальными уже в стадии композитинга, но
размер волоса значительно меньше чем пикселя! В конце
концов, это привело к огромной работе по сглаживанию,
а позже к длительной корректировке зарисовок. Это был
ценный урок.
Джонатан: Проще говоря, какие
методы моделирования вы применяли при создании волос,
в частности на примере Аки? Использовали ли вы моделирование
частиц, используемое большинством, или моделирование через
IK (готовые программы Shave и Haircut), может быть, вы
как-то комбинировали эти два метода или принципиально
по-новому к ним подошли? И вообще как достигался контроль
над движением волос, а также над их местоположением и
стилем?
Кевин Бьорк: Оооочень аккуратно
:). В частности, для причёски Аки использовалось несколько
методов моделирования. Так как анимация волос производилась
в Maya, аниматоры могли использовать стандартные процедуры
для моделирования движений, или анимировать их вручную,
или использовать Maya для связи волос и т.д., в зависимости
от моделируемой сцены. Представление динамики волос в
фильме очень разнообразно - например, движение волос Аки
в невесомости кардинально отличается от того, как это
происходит в суде, и совсем другое дело - на операционном
столе, когда волосы обрамляют её голову.
Кавэх Кардан: Движение волос
в невесомости были реализованы с помощью тех же технологий
симуляции, что и для одежды. В остальных же случаях аниматоры
пользовались специальными инструментами Maya.
Джонатан: С тех пор, как спецэффекты
в фильмах прорвались на цифровую арену десять-пятнадцать
лет назад, они всегда значительно подвергались постобработке
в 2D (композитингу), что уменьшало их иллюзорность. Поскольку
в вашем фильме слились 2 совершенно разных подхода - чисто
компьютерное графическое решение и традиционная техника
создания спецэффектов, то как такое стало возможным? Может
быть, вами была разработана какая-то новая методика или
технология для фазы "доработки" (post production) (если
эту фазу здесь можно выделить, ведь весь фильм является
тем, что обычно называют доработкой)? В чём состоит уникальность
композитинга и доработки фильма в 2D? Это в большей степени
относилось к спецэффектам или анимации? А может быть ни
к одному из них? К обоим? Или вообще здесь применялось
что-то принципиально новое?
Кевин Бьорк: Пожалуй, самым
большим отличием в композитинге было то, что для каждого
персонажа или объекта мы могли создать любое псевдоцветное
изображение. Если нам нужна попиксельная рельефная карта
Аки, или нормали к поверхности её бровей, или ещё чего-нибудь
- мы всегда могли просто просчитать то, что нужно. По
сути, это значит, что у нас была возможность очень гармонично
объединить персонаж и окружающую среду. Сложнее когда
некоторые объекты переходят с одного плана на другой -
например, когда к камере приближается генерал Хейн. Нам
пришлось провести еще один проход рендеринга, чтобы получить
отражения в его глазах, причем мы провели его через несколько
месяцев после сдачи plate. Результат был просто потрясающим!
Джонатан: И ещё вопрос в том
же духе. В фильме переплетены между собой два визуально
разных мира: материальный мир людей и призрачный мир духов
- фантомов. Сталкивались ли вы с крупными проблемами,
совмещая эти миры? В композитинге? В рендеринге? И как
вы их преодолевали?
Кевин Бьорк: С тех пор, как
рендеринг людей и фантомов начали реализовывать в разных
plate, "сюрпризов" стало не много. Так или иначе, фантомы
попадают на экран точно так же, как и любые другие элементы
VFX.
Джонатан: Наделив своих персонажей
исключительно сложным обликом, не столкнулись ли вы с
большими проблемами в отношении технической анимации и
моделирования персонажей (character rigging)? Как вам
удалось передать контроль за движениями персонажей в руки
аниматоров? Были ли заметные затруднения с применением
существующих инструментов анимации к столь сложным персонажам?
Будете ли вы продолжать совершенствование различных технологий
анимации и моделирования для дальнейшего увеличения детализации
и реалистичности персонажей?
Кевин Бьорк: Да, это было
весьма проблематично. Практически на каждом шаге в процессе
анимации мы разрабатывали специальные инструменты, хотя
и в существующих Maya frameworks. Мы создали несколько
специальных инструментов для деформации и моделирования,
к примеру, "shapeDriver" и "sqFlex", которые гораздо
более удобны для многих таких задач, по сравнению с
коммерческими инструментами типа Maya cloth. И дело
не только в реалистичности моделирования, но и в полном
соответствии наших разработок конкретным нуждам.
Джонатан: Этот проект просто уникален
своими масштабами (по сути, потрясающие спецэффекты были
расширены до полностью анимационного фильма). Не возникало
ли у вас каких либо специфических затруднений в оперировании
такими массивами данных? Как вы умудряетесь управлять
таким количеством информации (assets), создаваемой и используемой
столь многочисленным персоналом? Как тогда можно оценить
этот фильм? Это просто более мощная реализация стандартных
спецэффектов и анимации, или вам пришлось прибегать к
новым технологиям?
Кевин Бьорк: Да, контролировать
такой объём данных и сервисов было очень сложно. Большей
частью проблемы являлся человеческий фактор - не многие
участвовали в столь масштабных проектах до этого. Когда
вы работаете с двумя или тремя людьми над коммерческим
проектом, или с дюжиной коллег разрабатываете игру, ваш
проект не потребует постоянного внимания к управлению
и организации взаимодействия. У нас же всё наоборот. Разница
аналогична отличиям между лавкой ремесленника и фабрикой.
Обе могут выпускать качественный товар, но для этого они
применяют совершенно разные методы.
Трой: Исходя из опыта работы
с компьютерными роликами на телевидении, я должен согласиться
- разница велика, и дело не только в масштабах. На телевидении
гораздо больше сил уделяется анимации. Но в случае графического
компьютерного фильма, разделение труда, примерное время
работы над кадром, сложность схемы слоев, количество кадров
- всё это оказывает прямое влияние на сложность системы,
процесс работы и управление проектом.
Джонатан: В заключение, учитывая
все споры по поводу использования GSCube в создании фильма
(после невероятно крутой демонстрации на SISGRAPH 2000
у многих сложилось ошибочное впечатление, что при создании
фильма применялась GSCube), как вы считаете, повлияет
ли увеличивающаяся программируемость и точность расчетов
в реальном времени новых аппаратных платформ на ваш будущий
рабочий процесс? Какая часть работы по созданию фильма
должна быть переложена на технику? Комбинирование света
и теней для создания реалистичного вида каждой сцены (большой
и трудоемкий этап, который, в отличие от моделирования,
простого текстурирования и анимации не может быть реализован
в реальном времени) нагружает программные ресурсы рендеринга
даже для преварительного просмотра. Не считаете ли вы,
что достижение последних трех лет в сфере программируемого
графического "железа" должны значительно улучшить вашу
работу? Что реально может вам помочь?
Кевин Бьорк: Имеется множество
возможностей использовать аппаратного ускорение и приложения
реального времени для работы над фильмом. И не только
в привычных приложениях реального времени, типа ускорения
предварительного просмотра в Maya и подобных вещах, но
и для работы в качестве предварительных средств просмотра
на ключевых этапах конвейера рендеринга. Например, мы
использовали инструментарий OpenGL для предварительного
просмотра эффектов освещения (для регулировки баланса),
почти полностью основывающихся на примерных расчётах,
постановщик мог спокойно работать, моментально получая
результат, скажем, от уменьшения интенсивности света номер
3 на 30% и тонирования его желтым. Таким образом, благодаря
этому инструментарию постановщик получал информацию, которую
можно было сразу учесть в Maya для создания подобных эффектов
в финальном рендеринге, без последовательных тестовых
прогонов.
Лучшее аппаратное обеспечение и поддержка
сложных технологий, типа попиксельного программирования,
расширили бы эти возможности, и позволили бы нам управлять
куда более сложными сценами. Конечно, усложнение приведёт
к увеличению времени финального рендеринга, но я считаю,
что оно стоит того.
Кавэх Кардан: Наш отдел создал демонстрацию
на GSCube в качестве исследовательского проекта - "проект
Dancer" - чтобы выяснить, насколько качественным может
быть рендеринг в реальном времени с помощью аппаратных
средств.
Я считаю, что рендеринг с использованием
аппаратных средств может принести значимую пользу современной
индустрии - не только для приложений реального времени,
типа игр, но так же и для создания высококачественных
предварительных просмотров, или даже финального продукта.
Наша непосредственная задача - создать
такие инструменты, которые смогут позволить постановщику
получать предварительные результаты, гораздо более похожие
на конечный продукт в отношении освещения, материала и
текстур, что приведет к улучшению производственного конвейера.
По большому счёту, качество изображения,
генерируемого в реальном времени, вполне подойдёт для
телевизионных сериалов и даже для нефотореалистичных фильмов.
Причём рендеринг каждого кадра в этом случае займёт меньше
минуты!
Если вам понравилась прошлогодняя демонстрация
GSCube, постарайтесь вновь попасть к нашему стенду в этом
году. Вы не разочаруетесь. ;)
Ссылки:
Джонатан: Самые последние разработки в
сфере компьютерной графики касаются повышения реалистичности
рендеринга, а именно в доработках общего освещения (global
illumination) и технологии бегущего луча (ray tracing).
В частности, как показало изучение subsurface scattering,
можно ощутимо повысить реалистичность рендеринга сложных
отражающих поверхностей, таких как мыло, мрамор или кожа.
Однако эти технологии пока ещё не получили распространение
в мире компьютерной графики в силу ограниченности вычислительных
мощностей. Пытались ли вы во время создания фильма применить
такие новые технологии рендеринга, дабы повысить реалистичность
персонажей? Как вы думаете, какие препятствия стоят на
пути использования новых технологий, и как их преодолеть?
