In Rango, il nuovo film di animazione diretto da Gore Verbinski di Paramount Pictures e Nickelodeon, l'azienda specializzata in effetti speciali Industrial Light & Magic (ILM) è stata in grado di affrontare senza problemi ogni esigenza di produzione e qualsiasi scadenza grazie all'aiuto delle soluzioni grafiche professionali NVIDIA Quadro.

I circa 450 artisti di ILM, con sede a San Francisco e Singapore, hanno lavorato su Rango con workstation dotate di soluzioni NVIDIA Quadro. Gli artisti hanno tratto vantaggio dalla straordinaria rapidità delle unità di elaborazione grafica (GPU) che hanno reso molto più rapidi gli strumenti di animazione come Autodesk Maya e le applicazioni in-house di ILM.

"Quando si affronta un film di queste proporzioni si deve rendere quanto più efficiente possibile la pipeline di produzione, specialmente per quanto riguarda il lavoro sull'animazione dei personaggi", ha dichiarato Tim Alexander, supervisor dei VFX per Rango. "Grazie all'uso di processori NVIDIA Quadro e all'integrazione dei processi accelerati dalle GPU nel nostro workflow, abbiamo notevolmente ridotto la durata delle operazioni di rendering."

"Plume", il software proprietario di ILM che combina solutore di fluidi e renderizzatore accelerandoli con le GPU, è già stato usato per diversi film come Harry Potter e il principe mezzosangue e L'ultimo dominatore dell'aria. Per Rango, Plume è stato dotato di nuove funzionalità di luci e ombre, allo scopo di rendere più realistiche le simulazioni di polvere e fiamme e dare un aspetto davvero unico alle ambientazioni previste dal film.

Alexander spiega: "se uno dei personaggi è illuminato dalla fonte di luce primaria, proietta la sua ombra sulla polvere, sul fumo o sulle fiamme. In passato, la simulazione di questi effetti biometrici o di qualsiasi sorta di ombreggiatura richiedeva complesse operazioni di faking durante la fase di compositing . Usando la GPU per integrare ombre e luci nella simulazione, abbiamo risparmiato una quantità incredibile di tempo e abbiamo ottenuto un effetto più realistico: ora tutti i dettagli dell'oggetto che sta proiettando l'ombra sono effettivamente inclusi nell'ombra stessa."

Plume è stato inoltre utilizzato per simulare le fiamme. In una scena il protagonista, Rango, "sputa" fiamme e incendia uno dei clienti del saloon. "L'accelerazione via GPU NVIDIA di Plume ci permette di ottenere un feedback in tempo reale su polvere e fiamme. In precedenza ci sarebbero voluti uno o due giorni per simulare la stessa scena", ha proseguito Alexander.

Le scene di massa di Rango includono sino a 120 variazioni dei 75 personaggi principali, ciascuno con una sua individuale chioma, pelliccia, o piumaggio. Per riuscire a produrre le enormi quantità di rendering necessarie a generare questi frame, ILM ha sviluppato un processo accelerato da GPU per calcolare la lighting occlusion. I dati sulla occlusion hanno fornito un'anteprima della chioma o delle piume e sono stati inviati al renderer RenderMan di Pixar per un passaggio finale. La drastica riduzione della lunghezza della pipeline ha prodotto netti incrementi di velocità (sino a 100 volte), a seconda di quanto fossero complicate le chiome o i piumaggi di una determinata sequenza.

Per di più, le centinaia di core di GPU presenti nella workstation di ciascun artista hanno contribuito all'ottimizzazione delle prestazioni della render farm di GPU di ILM durante le ore di chiusura degli uffici. Grazie a "ObaQ", il sistema di accodamento del rendering da oscar di ILM, i processori NVIDIA venivano automaticamente affidati alla gestione del sistema di rendering non appena un'artista usciva dal sistema alla fine della sua giornata lavorativa.

"Il nostro costante impegno in collaborazione con ILM per l'ottimizzazione via GPU degli effetti visivi e della creazione di CG ha prodotto risultati davvero superlativi", ha dichiarato Dominick Spina, Technology Manager, Digital Film Group, NVIDIA. "In ultima analisi, la crescente integrazione delle GPU nel workflow di ILM e i miglioramenti sbalorditivi ottenuti vanno a tutto vantaggio degli spettatori, che potranno continuare a meravigliarsi e rimanere estasiati di fronte agli innovativi effetti visivi di ILM."

Il primo film di animazione totalmente prodotto da ILM, Rango è uscito il 4 marzo del 2011 ed ha immediatamente conquistato la vetta della classifica del box office. Oltre alla serie di strumenti accelerati dalle GPU realizzati per agevolare la realizzazione di questo film, ILM sta sviluppando nuovi toolset basati sulle GPU per le prossime produzioni.

[Immagine ad alta risoluzione]

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In Rango, the new Paramount Pictures and Nickelodeon animated film directed by Gore Verbinski, visual effects facility Industrial Light & Magic (ILM) was able to overcome production demands and timeline challenges with the help of NVIDIA Quadro professional graphics solutions.

Approximately 450 ILM artists located in San Francisco and Singapore worked on Rango, each on a workstation equipped with NVIDIA Quadro solutions. The artists benefited from the speed of the graphics processing unit (GPU) when using animation tools such as Autodesk Maya, along with a range of ILM's in-house applications.

"Whenever you're approaching a film of this scale you need to make your production pipeline operate as efficiently as possible -- especially when it comes to character animation work," said Tim Alexander, VFX supervisor for Rango. "By using NVIDIA Quadro processors and building GPU-accelerated processes into our workflow, we saved a huge amount of rendering time."

ILM's proprietary GPU-accelerated fluid solver/renderer "Plume" has been used on several films, including Harry Potter and the Half-Blood Prince and The Last Airbender. For Rango, new shadow and lighting features were built into Plume to make dust and fire simulations more realistic, contributing to the unique look of the environments envisioned for the film.

Alexander explains, "If we have a character standing in the key light, he'll actually cast a shadow into the dust, smoke or fire. In the past we would fake those biometric ray-type effects or any sort of shading in the composite phase. By using the GPU to bake shadows and lighting into the simulation, we saved a tremendous amount of time and achieved a more realistic effect by having all of the detail of the object that's casting the shadow actually in the shadow itself."

Plume was also used to simulate fire; in one scene, the main character Rango belches flames, setting a saloon patron ablaze. "With NVIDIA GPU acceleration in Plume, we're getting real-time feedback on dust and fire. Previously it would have taken one or two days to simulate the same scene," continued Alexander.

Rango's crowd scenes feature up to 120 variations of 75 key characters -- each one with either hair, fur or feathers on their body. In order to accommodate the massive amounts of rendering required to generate the frames, ILM developed a GPU-accelerated process to calculate lighting occlusion. The occlusion data provided a preview of hair or feathers, and was fed into Pixar's RenderMan renderer for a final pass. The pipeline shortcut resulted in speed increases of up to 100 times, depending on how complicated the hair or feathers were within a given sequence.

Furthermore, the hundreds of GPU cores in each artist's workstation also boosted the performance of ILM's GPU render farm during off-business hours. With "ObaQ," ILM's Academy Award-winning render queue system, NVIDIA processors were automatically utilized by the render system when an artist logged out at the end of the workday.

"Our ongoing work with ILM to drive GPU optimization for visual effects and CG creation has led to incredible results," said Dominick Spina, technology manager, Digital Film Group, NVIDIA. "ILM's growing GPU integration and the dramatic impact it has made on their workflow ultimately benefits filmgoers, who continue to be delighted by ILM's innovative visual effects."

The first fully animated feature film by ILM, Rango was released in theaters on March 4, 2011 and rocketed to the top box office spot in its opening weekend. In addition to the host of GPU-accelerated tools ILM developed to meet the demands of this film, they're currently developing new GPU-based toolsets in their upcoming productions.

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