211service.com
Ljushastighetsanimering
Att fullända en bild för en animerad film eller en specialeffektsekvens är en mycket stegvis process. Varje gång regissören justerar belysningen krävs en enorm mängd beräkningar för att rendera den nya bilden, och den renderingsprocessen kan ta väldigt lång tid.
En lätt beröring: Den översta bilden är en förhandsgranskning: en uppskattning som regissörer arbetar med när de redigerar en film. De två halvorna av förhandsgranskningsbilden visar hur mycket en bild kan förändras när belysningen justeras. Den nedre halvan är det orörda originalet. Den övre halvan visar bilden efter att animatörerna ändrade belysningen med Lightspeed. Den nedre bilden visar slutprodukten som den ser ut på en teater.
Nu är ett team av datavetare från MIT, Tippett Studios , och Industriellt ljus och magi (ILM) har utvecklat ett system som minskar den tid som krävs för att återge en förhandsgranskning från nästan en timme till sekunder, vilket gör att regissörer kan finjustera belysningen i en bild omedelbart. ILM testade systemet, kallat Ljus hastighet , på filmen Transformatorer , och den planerar att distribuera den i hela företaget under de närmaste veckorna.
Vi rullar fortfarande ut det, säger Christophe Hery , ledande ingenjör för forskning och utveckling vid ILM. Men potentiellt kan det som brukade ta tre eller fyra dagar att producera komprimeras till en enda dag.
Teamets lösning är baserad på det faktum att ljusdesigners arbetar i slutet av produktionsprocessen. Eftersom allt annat i bilden till stor del har ställts in, är mycket av den data som ingår i renderingsprocessen överflödig. Så för att påskynda processen identifierar och komprimerar Lightspeed data som inte ändras i bilden varje gång den renderas för att undvika redundans.
Multimedia
Se Ljushastigheter påverkar olika typer av bilder.
Se när Lightspeed låter en regissör förbättra en bild i realtid.
Därefter drar Lightspeed fördel av högpresterande grafiska processorer (GPU). Traditionellt, när en ljusdesigner renderar en bild, utförs det arbetet helt på en central processing unit (CPU). Lightspeed-systemet, däremot, cachelagrar redundanta data på CPU:n och utför de återstående beräkningarna för att köra om belysningsprogrammen på GPU:n. Att hantera data på detta sätt gör förhandsgranskning av en bild i storleksordningar snabbare än att köra den helt på CPU:n.
Det första stora steget är att eliminera arbete som inte behöver räknas om varje bildruta, säger Jonathan Ragan-Kelley , en datavetare vid MIT och en Lightspeed-teammedlem. Nästa stora acceleration kommer från att ta den data [som] ljusdesigners redigerar och sedan mappa den till en processor som kan köra den mycket mer effektivt.
De Lpics förhandsvisningssystem som används av Pixar Animation Studios använder en liknande metod för att snabbt återge förhandsgranskningsbilder. Men Lpics kräver att en programmerare manuellt går igenom och identifierar vilka data i en bild som kommer att ändras och vad som inte gör det när man gör olika förhandsvisningsbilder. Dessutom måste denna process göras om för Lpics varje gång ljusprogrammen ändras för att fånga en annan ljuseffekt, vilket ofta händer under produktionen.
Den andra förbättringen jämfört med Lpics, enligt Ragan-Kelley, är att Lightspeed-förhandsvisningssystemet stöder ytterligare effekter, såsom rörelseoskärpa och transparens, där mer än en punkt i en scen bidrar till färgen på en enskild pixel.
De gick för en väldigt snygg lösning som garanterar noggrannhet, särskilt i små scener med massor av detaljer, säger Fabio Pellacini , en datavetare vid Dartmouth College och en av skaparna av Pixars Lpics-system. Vi ser förbättringar som kommer mycket snabbt online nu för tiden, men svårigheter kvarstår för att hantera komplexa bilder där ljus reflekteras över en mängd olika objekt från olika vinklar. Förhoppningsvis kommer dessa problem att lösas snart.