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Animación de la velocidad de la luz
Perfeccionar una toma para una película animada o una secuencia de efectos especiales es un proceso muy gradual. Cada vez que el director ajusta la iluminación, se requiere una enorme cantidad de cálculos para renderizar la nueva imagen, y ese proceso de renderización puede llevar mucho tiempo.
Un toque ligero: La imagen superior es una imagen de vista previa: una aproximación con la que trabajan los directores mientras editan una película. Las dos mitades de la imagen de vista previa muestran cuánto puede cambiar una toma cuando se ajusta la iluminación. La mitad inferior es el original intacto. La mitad superior muestra la imagen después de que los animadores modificaron la iluminación usando Lightspeed. La imagen inferior muestra el producto final tal como aparece en un teatro.
Ahora, un equipo de científicos informáticos del MIT, Estudios Tippett , y Luz y magia industrial (ILM) han ideado un sistema que reduce la cantidad de tiempo necesario para renderizar una imagen de vista previa de casi una hora a segundos, lo que permite a los directores ajustar la iluminación en una toma de forma inmediata. ILM probó el sistema, llamado Velocidad de la luz , en la película Transformadores y planea implementarlo en toda la empresa en las próximas dos semanas.
Todavía lo estamos implementando, dice Christophe Hery , el ingeniero principal de investigación y desarrollo de ILM. Pero potencialmente, lo que solía tardar tres o cuatro días en producirse podría comprimirse en un solo día.
La solución del equipo se basa en el hecho de que los diseñadores de iluminación están trabajando al final del proceso de producción. Dado que todo lo demás en la imagen se ha configurado en gran medida, muchos de los datos involucrados en el proceso de renderizado son redundantes. Entonces, para acelerar el proceso, Lightspeed identifica y luego comprime los datos que no cambian en la imagen cada vez que se procesa para evitar la redundancia.
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Consulte Efectos de las velocidades de la luz en diferentes tipos de imágenes.
Observe cómo Lightspeed permite a un director mejorar una imagen en tiempo real.
A continuación, Lightspeed aprovecha los procesadores gráficos (GPU) de alto rendimiento. Tradicionalmente, cuando un diseñador de iluminación renderiza una imagen, ese trabajo se realiza por completo en una unidad central de procesamiento (CPU). El sistema Lightspeed, por el contrario, almacena en caché los datos redundantes en la CPU y realiza los cálculos restantes para volver a ejecutar los programas de iluminación en la GPU. Administrar los datos de esta manera hace que la vista previa de una imagen en varios órdenes de magnitud sea más rápida que ejecutarla completamente en la CPU.
El primer gran paso es eliminar el trabajo que no es necesario volver a calcular en cada fotograma, dice Jonathan Ragan-Kelley , científico informático del MIT y miembro del equipo de Lightspeed. La próxima gran aceleración proviene de tomar esos datos [que] los diseñadores de iluminación están editando y luego mapearlos en un procesador que puede ejecutarlos de manera mucho más eficiente.
El Lpics sistema de vista previa utilizado por Estudios de animación de Pixar emplea un método similar para renderizar imágenes de vista previa rápidamente. Pero Lpics requiere que un programador revise e identifique manualmente qué datos en una imagen van a cambiar y cuáles no al hacer diferentes imágenes de vista previa. Además, este proceso debe rehacerse para Lpics cada vez que los programas de iluminación cambian para capturar un efecto de iluminación diferente, lo que a menudo ocurre durante la producción.
La otra mejora con respecto a Lpics, según Ragan-Kelley, es que el sistema de vista previa Lightspeed admite efectos adicionales, como el desenfoque de movimiento y la transparencia, en los que más de un punto en una escena contribuye al color de un píxel individual.
Optaron por una solución muy agradable que garantiza precisión, especialmente en escenas pequeñas con muchos detalles, dice Fabio Pellacini , científico informático del Dartmouth College y uno de los creadores del sistema Lpics de Pixar. Estamos viendo mejoras que se están produciendo muy rápidamente en línea en estos días, pero persisten las dificultades para manejar imágenes complejas donde la luz se refleja a través de una variedad de objetos desde diferentes ángulos. Con suerte, estos problemas se resolverán pronto.