تماس با ما

خانه انیمیشن ، خانه ایست برای تمام خانواده ی بزرگ انیمیشن ایران.

- Advertisement -
اخبارمقالات

تکنولوژی پیکسار

2.04Kviews

قسمت دوم: در جست و جوی دوری، ساختن امواج

 

از اولین فریم در انیمیشن «در جست و جوی دوری» مشخص است که پیکسار به دنبال خلق یک دنیای به مراتب زیبا تر بدون از دست دادن موارد توسعه داده شده در  انیمیشن «در جست و جوی نمو» برای این انیمیشن است. این چالش منحصر به فرد به یکی از چالش های جدی برای نرم افزار اختصاصی پیکسار یعنی رندرمن تبدیل شد.

 تکنولوژی پیکسار

جاه طلبی تکنیکی در انیمیشن «در جست و جوی دوری» بسیار گسترده و وسیع بود. پیکسار قبلا و از انیمیشن «دانشگاه هیولا ها» به شیدینگ فیزیکال بیس رو آورده بود، اما این بار آن ها تصمیم گرفتند تا وارد دنیای جدیدی شوند و از تکنولوژی جدید RIS نرم افزار رندرمن استفاده کنند.

 تکنولوژی پیکسار

تکنولوژی پیکسار

پُل اوکلی، مدیر فنی نورپردازی در جستجوی دوری: .جدای از رندرینگ میکروپالیگان که پیکسار حدود ۲۵ سال است که متعهد به آن بوده، تغییرات پایپلاین باید بسیار هنری تر می شد، رندرینگ  pathtracing همچون RIS یک گام بزرگ به سمت جلو بود.

او در ادامه توضیح می دهد: “RIS به ما اجازه داد تا به چیزی که می خواستیم با سرعت باور نکردنی برسیم. ما شات ها را با سرعتی به اتمام می رساندیم که هیچ گاه در استودیوی پیکسار شاهد آن نبودیم. برای شات آغازین استخر بزرگ، من قادر بودم تا به صورت فیزیکال به آن دست پیدا کنم، درست همچون آکواریوم ها با مخزن ها یشان. من هر مخزن را با حدود دوازده نور روشن کردم، شبیه سازی لامپ های LED، که از طریق عبور از این حجم ها اشعه های زیبایی به من می داد. برای رسیدن به سکانس های خودم بوسیله یک راه فیزیکال، من می توانستم تا نورپردازی را به طریق کاملا جدیدی انجام دهم.”

 تکنولوژی پیکسار

check-pointing (توقف و ادامه رندرینگ پارتیکل) در انیمیشن «در جست و جوی دوری» بسیار مفید بود، چون این اجازه را به یک فریم می داد که در زمان خاص رندینگ را متوقف کند. پُل اوکلی می گوید: ” روز های حدس و گمان محاسبه کاری به پایان رسیده است، الان ما می توانیم با استفاده از check-pointing شات های توسعه پیدا کرده خودمان را دو یا سه بار در طول روز مشاهده کنیم، این یک صرفه جویی فوق العاده در زمان است. هر چه ما شات خودمان ار بیشتر تصحیح کنیم، محصول نهایی زیبا تری خواهیم داشت.”

ایان مگبین، مدیر نورپردازی عکاسی در انیمیشن «در جست و جوی دوری»: “ما کار های بیشتری در زمان کمتر می توانیم انجام دهیم، به این معنی که تصحیحات بیشتری در عکس ها داریم. با تکنولوژی RIS ما غنای فوق العاده ای از رنگ ها را داریم، ایجاد نورپردازی پیچیدگی های خاص یک کار ساده است. این به ما اجازه می دهد تا به جای اینکه بر روی تکنولوژی تمرکز داشته باشیم بر روی هنر تمرکز کنیم.”

ایان مگبین در ادامه می گوید: “ما بسیار با سرعت توانستیم با تکنولوژی RIS کار کنیم. ما نیاز داشتیم تا چندین لایه شیدر و سطح را ایجاد کنیم، پراکندگی و لوب اسپکولار های متعدد که RIS قادر به ارائه آن بود، خیلی عالی بود که به یک همچین سطح انعطاف پذیری بتوانیم برسیم.” RIS این اجازه را می دهد تا روند های کاری multi-pass با یکدیگر تلفیق شوند، به کارگردان اجازه می دهد تا تصاویر نهایی را بدون تخمین و یا حدس چگونگی نورپردازی کلی یا تکنیک های پیچیده رندرینگ که بر روی یک شات تاثیراتی را خواهند داشت بسیار زودتر از آنچه که بود ببیند.

 

آخرین ورژن رندرمن حاوی شیدر ها و نور هایی است که در استودیو پیکسار مورد استفاده قرار می گرفت. متریال Pixar Surface یک شیدر all-in-one است، قادر به ترکیب افکت های پیشرفته، همچون پراکندگی سطح، جذب کردن و بازتاب است. تیم رندرمن قابلیت این لایه ها را توسعه بیشتری داده اند، ارائه یک انعطاف پذیری فوق العاده. این ابزار جدید و قدرتمند به هنرمندان پیکسار اجازه می داد تا صحنه های پیچیده در انیمیشن «در جست و جوی دوری» را بتوانند خلق کنند، همین ابزاری که الان در نسخه های رندرمن و به صورت رایگان وجود دارد.

ایان مگبین: “زمانی که ما سعی بر تولید جلبک های دریایی داشتیم شروع به استفاده از این شیدر های پیشرفته کردیم. ما به شیدری نیاز داشتیم تا بتواند شکست و زیر سطحی یکپارچه ای را انجام دهد، و همچنین رفتار خوبی در داخل حجم و از طریق سطوح شکست داشته باشد، خیلی تغییر خوبی بود که می توانستیم از روند های کاری multi pass اجتناب کنیم، ما دیگر در هر شاتی مثل سابق مشکلات جدیدی را پیش رو نداشتیم.

 تکنولوژی پیکسار

این اکوسیستم از نور ها و شیدر ها به هنرمند اجازه می دهد پایپلاین های رندرینگ همه جانبه را به راحتی توسعه دهد. این سطح از پیچیدگی کار را برای هنرمند پیچیده نمی کند چرا که این سیستم شیدینگ رفتاری را همچون رفتاری که نور در محیط طبیعی دارد را از خود به نمایش می گذارد.

 تکنولوژی پیکسار

پُل اوکلی: “ما با RIS می توانیم سریع تر از گذشته توسعه خودمان را با کانسپ آرت مچ کنیم.” در رندرمن ۲۱ ، Pixar Surface Shader به هنرمندان اجازه می دهد افکت های پیچیده لایه ها و تعامل با انتقال نور های پیچیده را انجام دهند.

در اولین گام های توسعه، قبل از تولید اولیه، هنرمندان شیدینگ در پیکسار سعی داشتند تا شبیه سازی پاشیدن آب را با multi-pass قدیمی و متود های پارتیکل برای حباب ها و قطرات ریز انجام دهند، اما زمانی که آن ها استفاده از RIS را شروع کردند متوجه شدند که می توانند تمام این ها و حتی موارد بیشتر را در یک pass تنها انجام دهند.

تیم با استفاده از شبیه سازی های آب و شکست در سطوح ریز آب که توسط RIS انجام می شد توانست تصاویر بی بدیل و بسیار نزدیک به دنیای طبیعی را خلق کند و نتایج شگفت انگیزی را بدست بیاورد. درخشندگی ذاتی در قطرات آب بسیار ریز و خرد شکست نور را موجب می شود، که این کار به لطف این تکنولوژی تا بی نهایت شکست نور و بازتاب محقق شد، چیزی که با تکنولوژی سابق بسیار گران و پرهزینه می شد.

 تکنولوژی پیکسار

انیمیشن «در جست و جوی دوری» اولین فیلم پیکسار بود که از RenderMan’s Denoise استفاده کرده است، تکنیکی که توسط استودیو دیزنی و بخش تحقیقات شرکت دیزنی برای حذف نویز های ایجاد شده توسط رندرینگ pathtrace توسعه داده شده بود. عکس های با کیفیت بهتر و تمیز تر از نویز ها، اصلاحات بیشماری از رندر ray ها را می طلبد، که می تواند زمان بسیار زیادی را به خود اختصاص دهد، مخصوصا در ۲۰ درصد انتهایی یک تصویر. اینجا جایی بود که قابلیت Denoise بسیار با ارزش شد و توانست تصویر قابل قبول و بدون عیب و نقصی را ارائه دهد. ایان مگبین:”نتایج بسیار شگفت انگیز بود، ما نمی دانستیم برای یک عکس بسیار با کیفیت چه مقدار زمان باید صرف شود و آیا پروژه سر موقع تحویل خواهد شد یا خیر، اما به لطف قابلیت Denoise این امر محقق شد و پروژه به موقع به اتمام رسید، این واقعاً یک صرفه جویی در زمان بود.”

 تکنولوژی پیکسار

Denoise به منظور درک بهتر صحنه متکی بر رندرمن برای یک سری از AOVs (passes) است. این امر به Denoise اجازه می دهد تا تکسچر های پیچیده، bump ها، مو و پترن های نویز دار دیگر را به خوبی و با دقت از نویز ها پاک سازی کند. این سطح از دقت برای هماهنگ و سازگار کردن سکانس انیمیشن شما نیاز است، بدون به خطر انداختن کیفیت تکسچر و شیدر ها در شات ها. بهتر از همه این ها، برای تیم پیکسار بسیار جالب بود که همه این موارد با یک کلیک انجام می شد!

با سپاس از تیم تحقیق و توسعه پیکسار که بر روی انیمیشن «در جست و جوی دوری» کار می کرد، الان Denoise بر روی GPU اجرا می شود و همین امر باعث رها شدن بخش اعظمی از CPU و سرعت بخشیدن به محاسبات پیچیده است. این تکنولوژی در حال حاضر برای همه کاربرانی که آخرین ورژن نرم افزار رندرمن استفاده می کنند در دسترس است.

 تکنولوژی پیکسار

چالش دیگر برای تیم تولید انیمشین «در جست و جوی دوری» رندرینگ نور های تیز رسیده به کف اقیانوس بود. این نور ها فرمی از نور هستند که با برخورد به سطح پخش نمی شوند، و بر روی پترن ها و الگو ها تمرکز دارند. کف یک استخر را در نظر بگیرید که الگو ها و اشکال به هم پیوسته ای از نور در آن وجود دارد. در انیمیشن «در جست و جوی دوری» از VCM integrator (Bidirectional Pathtracing) جدید به منظور ساخت یک همچین الگو هایی استفاده شده بود. سپس آن ها این الگو ها را re-project کردند و به تیم این اجازه را داد تا کنترل هنری بر روی آن چه که می خواستند داشته باشند.

 تکنولوژی پیکسار

تیم تولید توانست بر روی RIS با محاسبات فیزیکال اعتماد کند و با تکیه بر این تکنولوژی صحنه های زیبا و شگفت انگیزی را از اعماق دریا خلق کند.

فیلمبرداری مجازی

ایان مگبین: “در RIS یک مجموعه از لنز های فیزیکال های بیس بود که به پیکسل اجازه می داد شبیه سازی تمام عیاری از لنز ها انجام دهند. استفاده از انحراف رنگی، اعوجاج بشکه،تغییر شیب و دیگر عملیات فیلتر به طور قدیمی گران تمام می شد که دیگر مجبور به اجرای آن ها نبودیم، آن ها می توانند در رندر شبیه سازی شوند. در حقیقت ما بدون آن ها قادر به بکارگیری این همه تکنولوژی نبودیم چون نویز ها دردسر ساز می شدند و تصویری که در نهایت ما به آن می رسیدیم یک تصویر تار و با کیفیت پایین بود.”

 تکنولوژی پیکسار

ایان مگبین اضافه می کند: “نگه داشتن همه چیز در رندر گام بزرگی در یکپارچگی هر چه بیشتر پیکسل ها می شد. این قضیه در توسعه سکانس های مربوط به حافظه شخصیت «دوری» حیاتی بود چون که در این سکانس ها ما یک دید بسیار هنری تری داشتیم. این شات ها همه خروجی رندرمن بود و ما تنها ذرات پیش زمینه ضد فوکوس را در پَس اضافه کردیم.

تغییر رویه در استفاده از رندر فیزیکال صحنه های عجیبی را پدید آورد. همچون صحنه ملاقات دوری و هنک که افکت های بسیار عجیبی را شاهد بودیم همچون زاویه بحرانی و بازتابش کلی.

زاویه بحرانی زمانی است که اشعه در ۹۰ درجه تجزیه می شود، یک تیزی بین شکست معمول و شکست کلی داخلی ایجاد می شود. این منحنی تصویری شاید به نظر یک باگ و یا خطا به نظر بیاید، اما به صورت فیزیکال درست است.

 تکنولوژی پیکسار

بازتاب کلی داخلی یک گستره از این مورد است و توضیح آن به مراتب پیچیده تر، اما این مورد همچون کابل های فیبر نوری اجازه نشت و خروج نور را نمی دهد. در زوایای خاصی در مدیوم ترکیبی از شاخص های مختلف از شکست ها، مرز ها و لبه های اشیا همچون آینه ها عمل می کنند… در انیمیشن «در جست و جوی دوری» می توانیم این مورد را بین آب و شیشه ببینیم (۱٫۳۳ و ۱٫۵ IOR به ترتیب). این مورد به صورت فیزیکال درست است، و به وسیله RIS integrator مدل شده بود.

این افکت ها در دنیای واقعی بسیار معمول است… برای مثال، در کابل های فیبر نوری، به همان شیوه که ما گرمای تبخیر و یا سراب را در جاده ها و در اوج گرما را شاهد هستیم، (هوای گرم نزدیک زمین گسترش پیدا می کند و بر شکست نور تاثیر می گذارد). این قضیه همچنین در داخل مخزن دوری اتفاق افتاد، مخزن آب شکست نور غیر منتظره ای داشت و به مسیر غیر قابل پیش بینی رفت… به صورت فیزیکال صحیح است، که از جهت هنری قابل قبول نیست.

برای حل این مشکل تیم شیدینگ به صورت دستی بخش های مشخص IOR را تغییر داد و همین باعث شد تا بیننده ها حس خوبی نسبت به تصویر پیدا کنند و از همه مهم تر شخصیت دوری دیگر به نظر نمی رسید که به خودش نگاه می کند بلکه به سمت بیرون مخزن آب نگاه می کند.

 تکنولوژی پیکسار

توسعه جذاب دیگر در RIS  ، Light Path Expressions بود که به اختصار به آن LPE می گویند. این خروجی های نور بیشتر از AOV render passe های قدیمی هستند، آن ها کنترل کاملی را برای هر نوری، اشعه نور، به عنوان مثال بازتاب ها، اسپکولار، اشعه های کف آب بوجود می آورند. و همین امر به تیم نورپردازی این اجازه را می داد تا در هر شاتی نورپردازی را واقعا شخصی سازی کنند، و هر نوع بازتاب و نور ناخواسته ای را ردیابی و از بین ببرند، که در نهایت کنترل خوب تیم نورپردازی را بر همه شات ها منجر می شد.

 تکنولوژی پیکسار

تکنولوژی پیکسار

LPE ها همچنین بسیار به حذف fireflie ها  pathtracer تک جهت کمک کردند. fireflie ها پیکسل های ذاتی pathtracing هستند که معمولا ناشی از نور های بسیار متمرکز هستند. وجود این پیکسل ها در اندازه زیاد بر روی فریم ها تاثیر می گذارد و یک افکت سوسو زدن به انیمیشن اضافه  می کند.

تیم نورپردازی تونستم این fireflie را برای رندر نهایی بوسیله خاموش کردن مسیر نور خاص منبع نوری حذف کند. همچنین رندرمن هم در کاهش این fireflie ها به خوبی عمل کرد، از جمله clamping و تکنیک های russian roulette، کنترل خوبی بر روی ray های داشت تا جنبه هنری کار در حد عالی حفظ شود.

قابلیت خروجی Light Path Expressions (LPE) با ترکیب Output Variables (AOV)، به هنرمندان اجازه می دهد تا کنترل خوبی بر رندر خود با رندمن داشته باشند و همچنین در کامپوزیتینگ.

ابزار عالی دیگر در نورپردازی ابزار روشنایی Light Group ها بودند، که به هنرمندان نورپردازی و کامپوزیت کار اجازه می داد کنترل خوبی در بالانس نور و رنگ بدون اشغال کردن رندرفارم داشته باشند. همین امر باعث شد تا سرعت کار بسیار بالا تر از حد انتظار باشد. پُل اوکلی، مدیر فنی نورپردازی در جستجوی دوری: “Light Group ها تاثیر بسزایی در روند کاری داشتند و مزایای آن بسیار زیاد بود.”

دوربین واقعیت مجازی جدید در RIS این امکان را به هنرمندان می داد تا اشکال زدایی و چک کردن سکانس ها را به راحتی انجام دهند. آن ها با استفاده از این دوربین مجازی یک دید ۳۶۰ درجه از سکانس خود داشتند و می توانستند ببینند که پشت دوربین چه اتفاقاتی در جریان است.

 تکنولوژی پیکسار

تکنولوژی جدید RIS مطمئنا کمک خواهد کرد تا مرز های انیمیشن به عقب تر برود و دست نیافتنی ها قابل دسترس شوند.

جان لستر: “هنر تکنولوژی را به چالش می کشد، و تکنولوژی الهام بخش هنر می ‌شود.”

 

منبع: fxguide

خانه انیمیشن

این مطلب چقدر مفید بود؟

به این پست امتیاز دهید!

مطالعه کنید:  انتقاد تهیه‌کننده انیمیشن «جمشید و خورشید» از شرایط اکران آن

متوسط آرا / ۵٫

Leave a Response

23 + = 32

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.