皮克斯如何利用 GPU 來滿足藝術人員最在乎的事 – 盡情創作

作者 Brian Caulfield

「海底總動員 (Nemo)」。「怪獸電力公司 (Monsters Inc)」。「超人特攻隊 (The Incredibles)」。

當我們看著皮克斯出品的這些迷人電影時,劇中的角色與情節畫面,似乎就像是小孩子的想像力一般,快速地飛過螢幕。然而,直到最近幾年前,要勾勒出這些故事中的場景草圖仍舊是一種非常艱辛的過程,得耗費數小時、甚至是好幾天的時間。不過,現在再也不需要那麼長的時間了。

現在,數位動畫師及燈光藝術師可以使用成千上萬種巧妙的方式,來即時推或拉動劇中角色、微調他們的表情,以及他們移動經過的環境。


來自皮克斯的 Dirk Van Gelder 本週三在我們的年度
GPU 技術大會上,向參與的觀眾即時展示推、拉、微調、
操縱「怪獸大學 (Monsters University)」劇中角色的模型。

來自皮克斯的 Dirk Van Gelder 本週三在我們的年度 GPU 技術大會上,向參與的觀眾即時展示推、拉、微調、操縱「怪獸大學 (Monsters University)」劇中角色的模型。

「創造一個可以自由發揮的環境對我們而言是很重要的,在這個環境中,動畫師可以即時進進入並進行修改,而這一切都是由我們所使用的 NVIDIA GPU 所促成,」在加州聖荷西市的年度 GPU 技術大會上,皮克斯的工程負責人 Dirk Van Gelder 向超過 2500 名參與觀眾表示。

為何一家製作電影的公司會出現在一個 GPU 大會上呢?Van Gelder 解釋說,因為這家電影製作公司過去也算是曾待在 GPU 行業中。皮克斯的第一項產品就是用來協助驅動數位動畫的電腦。隨著繪圖技術的進展,皮克斯放棄了那項業務,並進入了數位敘事的領域。一路走來,它先是採用視算科技 (SGI) 的系統,之後則轉成使用搭載著 NVIDIA 繪圖卡 的個人電腦。

它們並沒有走回頭路。「檢視我們依賴高效能繪圖的歷史,」Van Gelder 表示:「且就我們所製作的最後十部電影來看,我們已經得到答案,那就是一切要歸功於 NVIDIA。」

Van Gelder 與皮克斯技術總監 Danny Nahmias 告訴我們皮克斯公司如何運用 GPU 來更快速地創建場景 — 以及,因而多出來的那些時間,如何讓他們更有時間發揮創意。

這都要拜 GPU 所賜;讓皮克斯的燈光及動畫團隊,在有了創意後,幾乎可以立即得到視覺回饋,所以他們可以立刻看出一個鏡頭不可行,或是一個大膽的想法是可行的。

Van Gelder 展示了 Presto,讓觀眾了解這套皮克斯擁有的專利 GPU 加速動畫系統,是如何讓藝術人員在創作劇中角色動畫的過程中,可以得到即時的回饋。為了示範,他秀出「怪獸大學 (Monsters University)」電影中的一幕場景,劇中主要角色之一 James P. Sullivan 在講堂俯身到另一位學生的椅子上,來搶一支牠用來剔牙的鉛筆。


會議室坐滿了上千名觀眾,專心聆聽皮克斯團隊如何利用 GPU 的故事。

在 Presto 系統中,動畫師能夠在教室中移動攝影機,從任何角度來觀看 Sullivan。而 NVIDIA 的 GPU 能在幾乎是即時的情況下,為一個狂野的毛茸茸角色創造出細緻的毛髮,如此動畫師就能夠仔細的微調 Sullivan 將毛髮大量披散在教室椅子上的方式。

「在系統中,Sullivan 的每一部分都是活生生的,而且我們可以擺弄牠的姿勢,」Van Gelder 表示,「如果我們沒有快速的繪圖能力,這些就不可能成真。」

在 Van Gelder 發言之後,皮克斯的 Nahmias 展示建構在 NVIDIA 的 OptiX 架構上的皮克斯互動式照明預覽工具的運作方式。它可讓藝術人員針對每一場景來替換並調整虛擬光線,進而創建一種氛圍,引導觀眾的注意力。


在週三的主題演說中,James P. Sullivan 及 Presto 系統就是最耀眼的主角。

以前,皮克斯的燈光藝術人員得依靠成千上萬的小反光鏡來完成所需的光線,這意謂一個場景可能僅能從有限的角度觀看。但是在轉換至光線追蹤 (ray-tracing) 後,該模型能讓光線在環境周遭中以真實的反射方式進行,如此皮克斯的燈光團隊得以自由發揮,能從更多的角度來探索場景。他們還可以立即改變場景的照明方式,只要點擊幾個按鍵就可將金黃色調光線轉換成截然不同的顏色,這就能改變一個場景的氛圍。

「燈光設定了氛圍與色調,」Nahmias 說,「燈光為我們故事中的所有鏡頭提供了前後關聯性。」