Panta Ray от NVIDIA оживил мир "Аватара"

Когда специалисты по визуальным эффектам из новозеландской студии Weta прикинули объём работ на "Аватаре" Джеймса Кэмерона, то оказалось, что имеющихся вычислительных ресурсов критически мало для рендеринга и анимации порядка 800 сложных моделей персонажей фильма, не говоря уже о поистине эпических по сложности локациях. Было понятно, что традиционными методами такую колоссальную задачу не решить, так что спецы из Weta обратились за помощью к компании NVIDIA, изобретателю революционной технологии вычислений на GPU.

Впервые в истории кино и визуальных эффектов количество полигонов исчислялось не миллионами, а миллиардами. Кроме того, освещение и трассировку лучей необходимо было также делать по новейшим технологиям, требующим от вычислительного комплекса небывалой мощи.

Сотрудничество Weta и NVIDIA началось с создания системы трассировки лучей, способной оперировать миллиардами полигонов, необходимых для сложных и глубоких сцен "Аватара". Специалистами этих компаний был разработан движок предварительных вычислений, получивший название Panta Ray, от греческого афоризма "panta rhei" ("всё течёт"). Эта мощная система трассировки лучей была разработана специально для предварительных расчётов преобразований сцены в пайплайне студии Weta и позволяла производить быстрые повторные вычисления динамического освещения в эпизодах фильма.

Инновационный подход компании NVIDIA предоставил возможность рендеринга большего количества сложных сцен в меньшее время, используя при этом меньше оперативной памяти и меньшее количество процессоров. Когда в движок Panta Ray был интегрирован графический процессор CUDA, а сама система перешла с традиционного сервера на GPU сервер NVIDIA Tesla S1070, скорость расчётов выросла в 25 раз.

А вот и живой пример: помните сцену из офциального трейлера "Аватара", когда мимо вертолёта проносится целая стая из сотен летающих существ, скользящих над поверхностью воды? По оценкам специалистов Weta, на расчёт этой сцены традиционным методом ушло бы не менее недели, причём такой проработки деталей, которую мы видим в картине, достичь было бы просто невозможно. С системой Panta Ray вся сцена была готова за полтора дня и разницу в качестве видно даже невооружённым глазом.