Новый мультфильм «Диснея» рендерили на 55 000 ядрах
Город Сан-Франсокио: 83 000 зданий, 260 000 деревьев, 215 000 уличных фонарей, 100 000 автомобилейЗа несколько дней до премьеры мультфильма «Город героев» (Big Hero 6) сотрудники Walt Disney Animation Studios провели техническую презентацию и рассекретили некоторые подробности этого интересного проекта. Он интересен не только потому, что в нём представлены 3D-печать, телепатически контролируемые роевые микроботы и другие технологии будущего, а потому что специально для этого фильма разработаны достаточно уникальные программы.
В общей сложности, аниматоры использовали около 30 программ. Некоторые являются улучшенными версиями прежних разработок. Но были и совершенно новые. Главная из них — симулятор глобального освещения под названием Hyperion, его группа из 10 разработчиков создавала около двух лет.
Walt Disney Animation Studios называет Hyperion самым рискованным и грандиозным анимационным R&D-проектом из всего, что они делали. Основной риск заключался в том, что Hyperion создавался на ходу. Фильм, по большому счёту, отрендерили на бета-версии программы, до её окончательной готовности.Hyperion включает в себя симулятор глобального освещения, который осуществляет сложные вычисления для расчёта многократных отражений непрямого света от всех видимых поверхностей. В частности, Hyperion способен рассчитать 10–20 отражений, что создаёт реалистичный эффект освещения в отражённом свете. Хотя большая часть аудитории мультфильма не придаст этому особого значения, но подсветка в отражённом свете — это действительно мощная вещь, которую в таком качестве никто не делал раньше.
Сравнение рендеринга с расчётом одного отражения (справа) и 10+ отражений (слева)
Для таких расчётов компании Disney понадобились гигантские вычислительные мощности. Был задействован кластер из 55 000 вычислительных ядер, распределённый географически по четырём рендер-фермам. Специально для управления кластером была написана отдельная программа под названием Coda.
Мощность кластера — 1,1 млн рендер-часов в день. На весь фильм (108 минут, т.е. 155 520 фреймов) потрачено 190 млн рендер-часов.
Чтобы оценить мощность вычислительной системы, сотрудники объясняют, что она могла бы отрендерить весь мультфильм «Рапунцель» (2010) всего за 10 дней.
Но здесь ей пришлось сложнее: Город героев Сан-Франсокио состоит из 83 000 зданий, 260 000 деревьев, 215 000 уличных фонарей и 100 000 автомобилей и тысяч людей, которых сгенерировала другая программа Denizen. Что характерно, карта города создана на основе реальной карты Сан-Франциско.
Сотрудники Walt Disney Animation Studios говорят, что анимация настолько большого города невозможна на прежнем поколении технологий.
Сюжет фильма развивается в недалёком будущем. Главные герои — мальчик и мягкий виниловый робот Бэймакс (а также группа его друзей со сверхспособностями). Мальчик Хиро Хамада — прирожденный изобретатель и гений конструирования роботов. Вместе со старшим братом Тадаши они воплощают в жизнь самые передовые идеи в Техническом университете города будущего Сан-Франсокио, который сочетает в себе черты Сан-Франциско и Токио. После серии загадочных событий друзья оказываются в центре коварного заговора. Отчаявшись, Хиро решает использовать весёлого и добродушного экспериментального робота Бэймакса, перепрограммировав его в неуязвимую боевую машину.
На кадре внизу Хиро осуществляет сканирование робота для 3D-печати его «доспехов».
Сюжет фильма включает в себя множество футуристических деталей. Когда было решено создать историю о технологиях ближайшего будущего, помощники режиссёра нанесли визиты в Массачусетский технологический институт, Гарвард, университет Карнеги-Меллона и Токийский университет, чтобы познакомиться с передовыми разработками в робототехнике и смежных областях.
Например, момент в фильме, когда Хиро распечатывает на 3D-принтере у себя в гараже защитный корпус для робота, продюсер фильма считает отсылкой к мейкерскому DIY-движению, которое сейчас набирает популярность во всём мире.
[embedded content]
Мягкий робот Бэймакс тоже имеет реальные прообразы. В частности, в некоторых больницах Японии сейчас применяются роботы для ухода за пациентами. У них чем-то похожий облик, хотя они изготовлены не из винила, а из пластика.
Роевые мини-дроны позаимствованы из научных проектов университета Карнеги-Меллона. Хотя версия из мультфильма, конечно, более фантастическая, чем существующие сейчас прототипы. Электромагнитные микроботы передают сигнал по цепочке друг к другу, двигаясь как единое целое. Поскольку рой включает в себя десятки миллионов микроботов, отрендерить его тоже изначально не представлялось возможным, пока не задействовали суперкомпьютер с 55 000 ядер.
Создатели уверены, что Big Hero 6 буквально пропитан любовью к технологиям. «Фильм прославляет науку и технологии так, как мы никогда на самом деле не делали раньше», — говорит ассистент режиссёра Дон Холл (Don Hall).
