История компьютерного кинематографа. "Игрушечная история"

"Мы используем традиционную для обычных фильмов номенклатуру: главные, заполняющие, бьющие, отражающиеся источники света, список можно продолжить, - говорит продюсер "Игрушечной истории" Ральф Гугенхайм, - Разница в том, что установка и перемещение всех источников света происходит внутри компьютера. Мы можем контролировать свет и тени независимо друг от друга. Головная боль всех кинематографистов состоит в том, что, например, если у Вас есть 20 источников света, Вы также, хотите того или нет, имеете 20 источников тени. В компьютерном же кинематографе эта закономерность отсутствует - мы используем столько теней, сколько нам необходимо".

После прохождения всех этапов создания мультфильма, данные отсылаются на обработку, где происходит финальный рендеринг (просчёт) сцен. Готовые изображения посредством фильм-принтера записываются на стандартную 35-мм видеоплёнку, которую затем готовят к отправке в кинотеатры. Компьютерная мощь "Игрушечной истории".

Pixar не удалось бы создать свой шедевр компьютерной графики и анимации без надлежащих аппратаных мощностей, ведь количество кадров, которые необходимо было просчитать, в конечном варианте мультфильма равнялось 114 тысячам! Поэтому во владении студии оказались системы двух самых известных компаний - Silicon Graphics Inc (SGI) и Sun Microsystems (Sun).

Кадры из мультфильма

На столе каждого аниматора стояла рабочая станция SGI Indigo2 на базе процессора MIPS R4400 с частотой 150 МГц и 64 Мбайт оперативной памяти.

В процессе создания "Игрушечной истории" сотрудники Pixar делали пробную анимацию, позволявшую увидеть приближённую к финальному результату картинку по сравнению со статическим изображением. Каждый кадр (содержавший, для простоты, лишь "проволочные" модели) при разрешении 360 х 216 пикселей просчитывался на Indigo2, в среднем, за 10 минут. Таким образом, на создание секунды анимации рабочая станция тратила 4 часа.

Для создания одного кадра более полной анимации, в которой на модели и задний план сцены были наложены текстуры, а также добавлены источники света, Indigo2 приходилось "потеть" на протяжении 40 часов (разрешение кадра - 720 х 432 пикселя). При этом, для правильной расстановки всех источников света (количество которых в одной сцене могло исчисляться десятками) аниматорам студии приходилось проводить рендеринг несколько раз.

И, наконец, финальный просчёт одного кадра сцены (разрешение - 1536 х 922 пикселя, глубина цвета - 48 бит) требовал 2,5 часа времени. В результате грубого подсчёта, при использовании одной станции SGI Indigo2 для рендеринга "Игрушечной истории" Pixar потратила бы 65 лет!

Поэтому не удивительно, что для уменьшения времени рендеринга (как промежуточного, так и финального) студия решила обзавестись специальным комплексом рендеринга (также называемый "фермой рендеринга" ("RenderFarm")). Для её создания была использована продукция Sun.

Студия провела тестирование рабочих станций компаний SGI, Sun и Hewlett-Packard, чтобы узнать, какая же из систем окажется наилучшей по соотношению "цена/производительность" по тесту RenderMark, разработанному самой Pixar. В результате оказалось, что станции семейства SPARCstation 20 компании Sun более чем в два раза превосходят свою ближайшую соперницу, SGI Indigo2, в то время являвшуюся основным рабочим инструментом студии.

Над "фермой рендеринга" трудились не только сотрудники Pixar. Техники Sun приложили максимум усилий, чтобы созданный комплекс оправдал возложенные на него надежды и потраченные средства.

В качестве центрального звена системы рендеринга выступал восьмипроцессорный сервер SPARCserver 1000, служивший хранилищем всех трёхмерных данных. Он также руководил распределением потока информации между 87 двухпроцессорными станциями Sun SPARCstation 20 (модель HS22MP). В дальнейшем в подчинении у сервера оказались ещё 30 четырёхпроцессорных станций Sun SPARCstation 20 (модель HS14MP) для ускорения просчёта сцен с множеством источников света, а также для увеличения общей производительности системы. Все компьютеры были объединены в сеть с пропускной скоростью 100 Мбит/с.

Постройка комплекса была осуществлена всего за месяц. Результатом работы техников Pixar и Sun стал вычислительный комплекс из 117 компьютерных станций с производительностью 16 BIPS (billion instructions per second, миллиардов инструкций за секунду). 300 процессоров "фермы рендеринга" по своей скорости были приблизительно равны 300 суперкомпьютерам Cray 1. При этом благодаря относительно малому энергопотреблению и тепловыделению систем Sun, их удалось разместить в пространстве размером 4,2 х 2,4 х 0,5 метра.

Кадры из мультфильма

На финальный рендеринг более 1500 кадров "Игрушечной истории" (каждый из которых занимал 300 Мбайт дискового пространства) комплекс потратил 800 000 часов. Эта цифра была бы намного больше, не создай и не используй Pixar программу RenderMan. Что же касается промежуточной анимации, используемой аниматорами для предварительного просмотра, "ферма рендеринга" просчитывала один кадр менее чем за три секунды.

Сюжет, каким он стал

Мир "Игрушечной истории" - мир игрушек, живых, но претворяющихся обычными куклами/машинками/солдатиками, когда они появляются на виду у людей. Владелец этих игрушек - мальчик по имени Энди (Andy). Каждый год ко Дню рождения Энди дарят новые игрушки, поэтому для старых этот день становится кошмаром. Ещё с детского сада любимцем мальчика была кукла-ковбой по имени Вуди. Очередной День рождения Энди, из-за скорого переезда его семьи в новый дом, был перенесён на несколько дней раньше. Он стал самым кошмарным днём в "жизни" Вуди, ведь новая игрушка, которую заполучил ребёнок, позарилась на его место! К тому же, претендент оказался не из лёгких противников: это была мечта каждого мальчишки - Баз "Световой год". Завязавшиеся споры между Вуди и Базом, соперничество за место быть самой любимой игрушкой Энди, стали причиной увлекательного, но вместе с тем очень опасного путешествия. Пройдя через все препятствия, возникшие на пути, обе игрушки нашли потерявшего их было мальчика. Но самое главное - они нашли общий язык между собой, и стали лучшими друзьями.

"Игрушечный исход"

Выход 77-минутного мультфильма был запланирован на 22 ноября 1995 года. К тому времени весь мир с нетерпением ждал "первый полностью трёхмерный мультфильм". Зная о небывалом успехе мультсериала "Перезагрузка", Pixar и Disney с замиранием сердца ждали реакцию зрителей и критиков на своё детище. И дождались.

Только в первую неделю продаж "Игрушечная история" принесла 39 миллионов долларов, моментально окупив потраченные на её создание средства (бюджет мультфильма составил 30 млн. долл. США). В одной только Америке новинка принесла 191 млн. долл. кассовых сборов, став третьим самым прибыльным мультфильмом в истории (к слову: на первом месте с 312 млн. долл. находится "Король лев" ("Lion King"), а на втором с 217 млн. долл. - "Аладдин" ("Aladdin")). Мировой же прокат составил почти 357 млн. долл. Такая сумма сделала "Игрушечную историю" самой прибыльной картиной 1995 года и 65-м самым прибыльным фильмом за всю историю кинематографа.

В 1996 году Джон Лессетер получил за мультфильм награду Academy Special Achievement Award. Кроме того, "Игрушечная история" была номинирована на две награды Golden Globe Awards: "Лучший музыкальный или комедийный фильм" и "Лучшая оригинальная песня".

"Главная цель Pixar - создание второй по величине анимационной студии в мире, использующей при этом самые последние достижения компьютерной графики и анимации, - говорит Стив Джобс (Steve Jobs), председатель и главный руководитель, - Тёплый приём, который был оказан публикой "Игрушечной истории", дал нам потрясающий старт".

Созданный в 1999 году сиквел, "Игрушечная история 2", стал ещё более успешным. Принеся за первую неделю невероятную сумму в 57 миллионов долларов, мультфильм собрал в США почти 245 млн. (486 млн. долл. по всему миру).

Предсказание Джобса сбылось, Pixar сегодня является второй после Disney самой большой анимационной студией в мире, работающей на рынке мультфильмов. Несмотря на стремительный взлёт третьего игрока, и основного противника Pixar, DreamWorks/PDI, сотрудники студии не сидят, сложа руки. 5 ноября этого года состоялась премьера нового мультфильма - "Суперсемейка" ("The Incredibles"). Зимой же нас ожидает ещё одно произведение Pixar - мультфильм "Машины" ("Cars").

Суперсемейка - новый мультфильм Pixar, новый шаг вперёд в развитии трёхмерной графики и анимации

В общем, без ярких и красочных мультфильмов Pixar, в обозримом будущем, нас не оставит, чему нельзя не радоваться.