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11/292019
来源:36kr|

原力将向动画行业开放多项自研顶尖技术

时至年末,回首这一年的中国动画市场,一次次迎来高光时刻。动画作为视觉艺术与现代科技深度融合的行业,硬核的标签愈加明显。


近日,原力自主研发三项全新技术正式亮相,现已投入到完整的影视供应业生产中。原力数字技术研发中心开发团队,历时近一年的时间,让OF-USD、Gaffer和 RigX顺利诞生。这不仅解决了动画电影生产中的痛点,更完全颠覆了原有的工作流程,极大的提高了动画制作的迭代速度,在动画电影制作的生产效率方面表现出色,2020年将向中国动画行业全面免费开放。


原力自研新技术OF-USD和Gaffer 实现MAYA和灯光渲染的完整USD支持


对于动画制作端而言,皮克斯工作室开源的动画工具Universal Scene Description(USD)具有重要意义。作为开源文件格式库以及相应的数据解析引擎,USD实现了不同流程和动画软件之间的3D数据无缝传递。但是USD是一个开源的标准,各软件厂商还没有开始开发相应的原生支持。如果想完整的实现USD落地,更多的只能依靠自研团队来完成匹配度更高的系统定制,而在国内拥有这项能力的动画公司屈指可数。


MAYA是国内使用最多的动画软件,目前尚未原生支持USD,官方的支持还处于实验阶段。原力数字技术研发中心开发团队,结合自身动画生产的需要,自主开发了一系列的流程工具及功能,为MAYA开发了完整的USD支持,实现了USD文件从建模、材质,镜头、绑定、动画、特效、等光渲染整套流程无缝衔接。同时,原力自研的OF-USD技术,可以实现动画生产的并行编辑。不同制作环节的艺术家,可以同时对同一资产和场景进行改动并予以保存,再更新到其他制作环节,上下游环节可以根据自己的需要和工作内容来对同一个USD生产文件进行编辑。


mayaUsd


“该项技术实现了USD文件和MAYA场景文件的实时转换,实现了大场景的实时交互。”原力数字技术研发人员举例道,在复杂的场景中,当物体数量过百,mesh面片数量达到千万级,场景打开时间会超过1小时,交互速度延迟成每秒小于1帧左右。而同样的场景在USD流程中打开的平均时间小于10分钟,实时交互速度每秒10帧以上。这样的巨型场景,在影视动画项目中并不少见,基于USD流程的工具大大提升了此类文件的读入和交互速度, 便于艺术家们的快捷处理。


此外,原力还在MAYA中开发嵌入了基于USDview的视窗,将MAYA材质网络和USD实时材质网络进行转换,使得用户可以在Maya视窗中实时快速预览材质、切换数字资产各种变体,并且支持对USD文件资产的实时改动以及发布。同时,原力数字技术研发中心结合最新的Materialx材质定义技术,开发了在不同渲染器以及UE引擎中的实时转换功能,真正做到无缝对接。


Gaffer


对于高性能的开源渲染平台Gaffer,原力完善了它对USD的支持。让Gaffer可以更原生的理解USD文件概念结构,并能够在Gaffer视窗中切换数字资产变体,实现灯光渲染环节对USD的最终支持。基于MaterialX材质定义技术,对MAYA材质网络和Gaffer材质网络的进行转换,让携带MaterialX 材质文件的USD资产能够在Gaffer直接渲染。


原力自研新技术RigX 更高效的绑定加速系统


在动画制作中,绑定是给模型加上灵魂的一步,因为每一个模型都需要经过绑定才能进入动画的环节。随着制作技术的不断发展,角色绑定的性能问题已经受到业内普遍关注。虽然影视制作的最终产品是固定的离线渲染结果,但在制作过程中,能否达到实时水平直接影响着生产效率。


据了解,针对角色绑定性能严重退化的问题,业内不少公司已经开始着手研发了新的计算平台,试图取代如今的主流动画制作软件。这些以新兴的计算平台以高性能为设计目标,即使能够达到实时水平,但仍然存在一个普遍的问题,那就是由于缺少很多重要功能,且使用方式与传统软件大相径庭,导致了制作公司想要把文件迁移到新的平台上变得非常困难。此外,CG生产中,在保证艺术效果的前提下,再提高绑定性能,有的制作公司会采用完成绑定后重写关键节点的方式来解决。这种方法虽然满足了艺术效果及性能要求,但需要高昂的人力成本,无法大规模使用。


于是,原力自研新技术RigX就此诞生。在RIgX的自研过程中,原力数字技术研发中心开发团队分析了大量项目中的角色绑定文件,发现了造成传统软件与新兴计算平台之间性能差异的原因。RigX将绑定文件中巨大的节点图转化为等价的机器指令,充分利用现代CPU的强大性能将运行时的调度开销降到最低。


RigX


据了解,RIgX将绑定文件自动转化为C++代码,而不需要技术人员或艺术家的介入。在加速效果上,由于自动转化可以一视同仁地处理整个绑定文件,而不需要像手动转化一样选择非常小的一部分加速,所以最终的加速效果往往比手写代码的方式更好。原力数字技术研发人员分享了一组数据,“以一个MAYA绑定文件为例,原来每秒帧率2.4,转化之后提高超过24,是原来MAYA原生系统的10倍。这样可以让动画师更加实时的进行动画调整,大大加快动画生产速度。”


MAYA目前是绑定制作的主流软件之一,RigX自主研发了一个和MAYA有着相同功能但又完全独立的计算后端,它可以完全自动化的将MAYA文件转化为新的高性能形式,不需要人工干涉。同时,新的计算后端可以让任意的MAYA绑定文件快捷简单的移植到Unreal Engine等其它软件中,这对于动画制作而言是个很大的突破。


“硬核”一直是原力的重要标签,始终坚持文化+科技的深度融合。原力动画CEO赵锐表示,“在大部分人的观念里,动画公司是做艺术品,但是为什么好莱坞很多公司能做出厉害的作品,因为它不仅限于艺术,而是一个真正的高科技公司,运用还能多科技的方法来实现艺术品。原力数字技术研发中心致力于科技领域的突破,期待他们更优异的表现。”



原力动画 Original Force 成立于 1999 年,主要从事高科技数字娱乐内容创制,擅长人像数字内容的研发。也是国内最大的 3D 计算机动画公司,国内已知的在科技领域投入最多的动画公司之一。2016 年原力获得了来自腾讯的过亿元融资,目前该公司年收入规模近 4 亿元。其原创代表作有《妈妈咪鸭》, 制作的影视、游戏作品包括《爵迹》《驯龙高手》《GTA》《战神》《神秘海域》《全职高手》等多部作品。


原力总部位于南京,迄今在中、美、泰等国家设有分公司,业务覆盖了影视相关的 IP 开发、项目投资、内容创制、技术研发、衍生授权、人才培养等领域。现有员工 1500 人,其中包含全球近千名 3D 动画艺术家、工程师。创始人 & CEO 赵锐,SIGGRAPH(图形学及互交技术协会)委员会成员,带领团队进行技术研发、战略规划,长期与索尼、梦工厂等国际顶级电影公司合作。




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