NVIDIA Maximus 幫助索尼圖像製作公司 (Sony Pictures Imageworks) 為星際戰警3 (Men in Black 3) 快速地創造煙霧視覺特效 (VFX, Visual Special Effects)

 
 
星際戰警3
星際戰警3
星際戰警3

索尼圖像製作公司 (Sony Pictures Imageworks, SPI),在率先應用 NVIDIA® Quadro® 專業 GPU 於劇情片視覺效果製作上,擁有長久的技術創新傳統,從食破天驚 (Cloudy with a Chance of Meatballs) 到愛麗絲夢遊仙境 (Alice in Wonderland) 以及蜘蛛人 (Spider Man) 電影系列不等。針對 星際戰警3 (MIB3),公司再次轉向 NVIDIA 技術,以實現在速度和視覺效果製作流程的效能上引人注目的提升。

煙霧效果在 MIB3 中扮演舉足輕重的角色,並且幾乎在 SPI 為這部電影所創作的 600 個視覺效果畫面中都是主要特色,包括一個令人難忘的,火箭從佛羅里達州卡納維拉爾角 (Cape Canaveral) 發射的場景在內。創造電腦生成 (computer generated, CG) 的煙霧效果是非常累人的過程,需要複雜的模擬搭配價格高昂而珍貴的計算機處理能力。提奧.凡德努 (Theo Vandernoot) 是 SPI 的特效總監,同時也是 Side Effects 的軟體 Houdini 和 NVIDIA GPU 兩者的長期使用者。他發現,在配備了 NVIDIA Maximus™ 的工作站上操作 Houdini 12 (針對 GPU 進一步最佳化的版本),可以顯著改善模擬速度,幾乎快上 10 倍,還有強化 MIB3 中製作的煙霧效果品質。

用 Maximus 進行多工

大約在凡德努開始在 NVIDIA Maximus 工作站上工作的同一時期,Side Effects 發布了 Houdini 12,其中內含一項全新 GPU 加速的,以納維爾–斯托克 (Navier-Stokes) 方程為基礎的煙霧處理程式,稱為 Pyro FX2。

以 NVIDIA Maximus 為主力的工作站,結合 NVIDIA Quadro GPU 的視覺化和互動式設計能力與 NVIDIA Tesla® GPU 的高效計算能力到一台單一工作站上。 Tesla 的協同處理器自動接手執行繁重的影像實境繪製或模擬計算。這樣可以省下 CPU 資源去執行最適合它們的工作 — 輸入/輸出 (I/O)、執行作業系統和多工—也使 Quadro GPU 得以在系統上驅動大量的,最高效能的互動式操作。

「有了 Quadro 和 Tesla 卡,我可以卸載模擬所需的所有處理資源到 Tesla 卡上。這使得同一工作站在進行模擬時,還可以執行其他任務 — 從 Houdini 軟體內的另一個專案到進行合成或光線應用」,凡德努解釋道。「有了額外的 Tesla 卡,你就有了一個專用的處理單元,就只負責模擬,不做別的。」

保持在工作狀態中

在 Maximus 工作站上創作 MIB3 的煙霧模擬,已證實相當有效率並且易於導入各式軟體系統,SPI 配置了十台配備 Maximus 的工作站在展場上。這些工作站被用來執行工作流程工具軟體,包括 Side Effects 的軟體 Houdini 12,用於渲染的歐特克 (Autodesk) 軟體 Maya、Arnold,以及用於光線效果的 SPI Katana (目前由 the Foundry 公司發行)。

「在建置模擬加入你的視覺效果工作流程時,最困難的問題是精神上的抽離。這就像在黑暗中作畫。你畫了虛擬的一筆,三個小時後,問你畫了什麼筆觸,你可能就不記得了。」凡德努說道。「在使用 Maximus 工作站之前,我需要發送模擬到待成像的工作中,並等待很長時間,這會在精神上把我拉離既定的創造性思維序列。」

凡德努繼續說道,「模擬得夠快的能力讓我們可以看見,『哦,嘿,調整這個旋鈕給了我這個結果,』並且這個回饋的即時程度讓我們能夠實現完美演出。幫助我們避免在過去因為大量的處理模擬所耗費的時間和人力成本,吞噬掉寶貴的資源。」

在過去,據凡德努的形容,進行模擬就像盲目飛行。不賭運氣,執行 10 個差不多的模擬,對它們進行成像,試圖得到精準的成像效果,真的是將處理器浪費在無謂的處理程序工作上,有了 Maximus,模擬成像的來回時間變快了,並且在最後的成像得到更精確的呈現。

更快的迭代,更棒的細節

在 Maximus 系統上使用 Houdini 12,讓 SPI 的美術專家們能控制立體像素 (voxel) 數據和速度場,以焙製所有相關的煙霧細節到預覽模擬上,而不需要在成像時進行額外的調整。

在為一個關鍵的火箭發射場景模擬噴射煙霧時,這個過程有了顯而易見的證明。 「我們有一位從我們的產品服務部門轉過來的美術專家,並沒有花很多時間使用視覺特效 (VFX) 工具。他能夠立即投入並且著手處理一個鏡頭,裡面有一個 22 公尺高的火箭噴射渦流,需要藝術執導的流體模擬。我們得將那個鏡頭進行幾十次迭代—所有的迭代看起來都很棒,但導演心中有一個非常具體的畫面。要是沒有 Maximus 和 Houdini 12,我們絕不可能在指定的時間內做到那個程度。」凡德努說道。

「這個生產效率的大幅提升唯一的問題是,我們會多快把磁碟空間用完,」凡德努開玩笑地說。「這個工作流程讓我們可以迭代得這麼快,導致我們常常沒有時間卸載我們不打算使用的模擬,因為它們看起來都很好。我們每天都不停地創造好幾 TB 大小的煙霧模擬,加上附加的 GPU 的最佳化提升,可以輕鬆壓過其餘的工具。」

展望未來

SPI 在這場演出中才剛開始探索使用 Houdini 12 與 NVIDIA Maximus 的可能性,並預計在未來的作品上對工作流程進一步最佳化。「我們能夠在煙霧效果流程上執行快速,多執行緒,針對 GPU 最佳化並以網格為基礎的立體體積模擬,並期待能將其他 GPU 加速工具的優勢同樣應用在 Houdini 和我們的光線效果套件上,」凡德努說道。

SPI 也將同樣的煙霧效果工作流程用在即將上映的綠野仙踪前傳 (Wizard of Oz prequel, Oz: The Great and Powerful),以及其他進行中的電影視覺效果製作上。

「有一件事還可以更進一步,那就是讓 GPU 支援發送渲染資料到工作序列。能在我們的工作流程裡最後成品的渲染那端,擁有與我們在我們的本地主機上進行模擬時體驗到的同樣速度提升,那就太棒了。」凡德努總結道。

星際戰警 3 於 5 月 25 日上映,首週的週末票房收入就超過 2 億美元。