GTC 2014

Pixar spricht über die Verwendung von NVIDIAs Hardware

Was viele sicherlich nicht wissen ist, dass Pixar nicht als ein Filmstudio gegründet wurde, sondern als ein Unternehmen begann, das Image-Prozessoren herstellte und wiederum den Filmstudios bereitstellte. Darunter sind aber noch keine dedizierten GPUs zu verstehen, sondern Pixar kaufte diese Image-Prozessoren bei unterschiedlichen Herstellern und baute daraus eine Art Coprozessor mit Monitor, der dabei helfen sollte, frühe Computeranimationen zu erstellen. In den 80er-Jahren stammten die Prozessoren, die Pixar verwendete, von Evans & Sutherland, in den 90er von Silicon Graphics und seit 2001 von NVIDIA - hier natürlich schon in Form von echten GPUs.

Wozu diese GPUs bzw. die Leistung benötigt wird, wollte man ebenfalls erklären und gab dazu einen kleinen Einblick in die für die Animation und das Lightning verwendete Software, welche wiederum via OpenCL-Schnittstelle auf die Grafikkarte zugreift. Letztendlich geht es darum bereits beim Editing des Film den Animatoren und an einem Animationsfilm beteiligten Künstlern die Möglichkeit zu geben, in Echtzeit ein fast fertiges Rendering zu sehen. Die Schwierigkeiten dabei ergeben sich vor allem durch eine immer realistischere bzw. detailliertere Darstellung. Als Beispiel der Komplexität nahm Pixar natürlich Monsters Inc. bzw. Monsters University heran. James P. Sullivan, eine der Hauptfiguren in diesen Filmen, verfügt über 9.000 Haare, die nicht erst im finalen Rendering hinzugefügt werden, sondern bereits bei der Animation der Szenen interaktiv dargestellt werden. Nun klingen eine Million Haare nicht nicht sonderlich viel, zieht man hier aber mit in Betracht, dass jedes Haar vier Datensätze für die Position und Bewegung beinhaltet, 24 mal pro Sekunde berechnet werden muss und es zudem auch noch dazu kommt, dass mehr als nur ein Charakter in einer Szene vorhanden ist, kommen hier sehr schnell eine Menge Daten zusammen, die verarbeitet werden müssen.

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Neben der Darstellung von Haaren spielt für eine möglichst detailreiche Darstellung der einzelnen Elemente in einem Animationsfilm auch das Rendering der Oberfläche eine wichtige Rolle. Hier kommt OpenCL Tesselation zum Einsatz, das in diesem Bereich analog zur Umsetzung in Spielen funktioniert. Allerdings haben die Animatoren bei Pixar durch die Software einen viel größeren Einfluss darauf, in wie weit Tesselation verwendet wird - bis zu welchem Grad also Details hinzugefügt werden oder nicht. Weitere Komplexität kommt hinzu, da zusätzlich zur Animation der Szenen auch noch eine möglichst realistische Beleuchtung erstellt wird. Pixar nutzt hierzu das sogenannte Ray Tracing. Eine Lichtquelle sendet also simulierte Lichtstrahlen aus, die abhängig von der Oberfläche auf die sie fallen unterschiedlich stark reflektiert werden und dann wiederum auch die Farbe der Oberfläche annehmen können.

In einem kurzen Video hat man die Möglichkeit, einen Blick darauf zu werfen, wie die dazugehörige Software und das Rendering einer Szene aussehen.