「NVIDIA高端GPU对动画制作的影响——ufotable的应对方式」 https://bangumi2.rssing.com/chan-21193676/article42804.html 动画制作公司ufotable的数字影像部门负责统筹摄影和3D的全流程，挑战解决制作现场的各种难题。通过利用NVIDIA的高端GPU，RTX 6000 Ada和RTX 5000 Ada，他们在动画制作的前线探索了新一代的工作流程。 CGWORLD编辑部（以下简称CGW）： 首先请做个自我介绍吧。 寺尾优一（以下简称寺尾）： 我是ufotable数字影像部门的部长兼摄影导演寺尾。进入动画行业已经有20多年了。这次有机会在最新的项目中构建使用高端GPU的影像制作流程，在实际操作中也得到了很多乐趣。 奥屋武志（以下简称奥屋）： 我是数字影像部门负责管道设计和工具开发的技术艺术家（以下简称TA）团队的负责人。我曾在大学和游戏公司从事CG的研发工作，2022年加入ufotable。这次我负责将USD（通用场景描述）集成到工作流程中的技术验证。 天野礼治（以下简称天野）： 我也是数字影像部门的天野。原本我是角色模型师，但後来参与了工具开发，自从进入游戏公司以来，一直从事TA的工作。我和奥屋一起致力於支持数字影像部门的制作环境。 寺尾： 话说回来（笑），自从奥屋加入ufotable以来，公司内部的工作环境确实发生了变化。以前我们只用一些简单的“辅助工具”，但现在每天的工作中我们都可以看到“程序的帮助”。虽然公司内部还有专门的程序员团队，但我们与他们之间的沟通完全没有障碍。工作流程非常顺利，感到非常感激。 CGW： 原来如此，具体发生了什麽变化呢？ 寺尾： 举个例子，之前现场人员有“想要查看正在制作的镜头的最新状态”的需求。过去，我们通过专用的商业工具来提供查看影像数据的环境。然而，由於设备和中介软件的许可证限制，数字影像部门以外的员工只能手动逐一进入目录，然後通过Windows默认的播放器来查看。 奥屋： 因此，我们干脆将整个系统改成了基於浏览器的，使得工作室的任何人都可以使用。结果，所有制作相关人员都能实时共享中间影像，检查过程所需的时间和人力大幅减少了。 奥屋： 这与我们这次验证的主题——USD（通用场景描述）的讨论也有关。当与外部合作夥伴合作时，从Blender到Maya、再到Houdini，我们交换各种文件的机会增多，每次都需要将这些文件转换为适应公司内部环境的格式。举例来说，当我们收到Houdini文件时，首先能够检查该文件的员工只能是内部熟悉Houdini的艺术家。同样，对於Autodesk和Adobe产品，也需要相应的工作环境。 寺尾： 因此，每次都需要准备图像或视频等数据供员工检查。但我们不禁想，这个过程真的不可或缺吗？即使工具不同，大家想要检查的内容其实是相同的，那有没有一种方法可以避免转换工作，使过程更简单呢？ 同时，我们也希望能实时与其他部门共享我们数字影像部门的工作进展。比如，让制作进度和作画团队能够迅速打开和使用我们在3ds Max中创建的角色或背景模型的最新版本，即使他们没有相应的工作环境。 奥屋： 可以说是实时进度数据的民主化吧……我们希望创造一个未来，任何人都能在任何时间、任何地点获取动画制作所需的数据。通过这次的验证，我们认为USD是最有效的解决方案。 CGW： 这是一个非常重要的话题。您能先讲一下这次验证的背景吗？ 寺尾： 首先，目前动画影像的制作环境正加速走向更高精度，最近我们经常会在短时间内多次重覆处理覆杂的数据……虽然听起来像是抱怨，但这确实是很常见的情况。 我们有很多预备方案来应对这种情况，凭借现场的经验可以进行各种预测，但这次我们认为，如果有搭载高端GPU的强大机器，或许可以通过硬件直接解决问题。就在这时，我们恰好得到了来自NVIDIA和日本HP的提议，正好赶上了项目的进展。於是，我们借用了设备大约三周，我和奥屋分别在各自领域进行了研究。 奥屋： 结果送来的是非常强大的工作站（笑），不仅配备了RTX6000 Ada，还准备了用於对比的5000 Ada。 CGW： 试用的机器是日本HP的「HP Z6 G5 A Workstation（以下简称Z6）」，首先您觉得如何？ 寺尾： 简单来说，一切都变快了。 天野： 这次主要是在EmberGen中利用GPU制作烟雾，凭借48GB的VRAM，可以进行比以往更高密度的设置。而且由於其强大的计算能力，能以接近实时的速度执行这些高密度模拟。 寺尾： 另外，CPU也给我们留下了深刻印象。虽然这不是我们关注的重点，但由於主要的CG软件仍然高度依赖CPU，因此渲染速度显着加快。预览速度的提升也使得我们可以进行更多的反覆试验，明显提高了单个艺术家单位时间内的产出质量。速度就是正义，越快越好……同时，机器的稳定性也非常优秀。整个使用期间，即便是重度运作，机器也没有一次崩溃，始终平稳运行。 天野： 实际上，设备到达後我们立刻打开机箱进行观察，发现气流被很好地分隔开了，给人很大的安心感。前面板提供独立的气流来冷却CPU和GPU，GPU还从侧面吸入空气。运行过程中，後面排出了非常热的风，但没有出现过热导致宕机的情况，稳定性非常好。 奥屋： 设备到达当天，我们就安装了3ds Max，立即进入渲染状态。搭载了Ryzen Threadripper PRO 7965WX的Z6工作站，是一台能够在不改变任何工作流程的情况下，通过提升规格带来显着效果的理想机器。 CGW： 让我们聊聊这次的验证。ufotable之前是否有过关於OpenUSD的尝试？ 奥屋： 只是简单尝试过在不同软件间传递数据，几乎没有实际使用过。这次是首次进行伴随工具开发的正式测试。 寺尾： 我之前对USD的印象更多是应用於汽车或建筑等工业领域，而不是影像制作的格式。 CGW： 这次是NVIDIA提议说「Omniverse对OpenUSD有很好的支持，如何尝试一下？」於是你们使用了Omniverse进行测试，对吧？ 奥屋： 实际操作发现，只要安装Omniverse Launcher，就能搭建起用於显示和编辑USD的环境，而3ds Max的开发环境只需要Autodesk提供的USD插件和Python的pip工具。真没想到这麽简单，早知道就早点试了（笑）。 CGW： 看来你们之前对「USD很难」有先入为主的观念。 奥屋： 在日本，特别是USD刚出现时，很多工程师觉得「光是构建就这麽麻烦！」这种印象一直没改变。但实际上，用起来发现无论是导入还是开发都很简单。 CGW： 这次你们进行了哪些验证呢？ 奥屋： ufotable的核心是3ds Max和V-Ray，但最近与其他工具之间的数据交换越来越多。因此我们挑战了通过开发USD导出器实现不同软件之间的数据传输。此外，还测试了使用Omniverse Composer的3D布局以及与After Effects（以下简称AE）的联动，结果都非常好。 CGW： 顺便问一下，Omniverse是实时平台，那它与Unity或Unreal Engine等游戏引擎有何不同？ 奥屋： 通常游戏引擎会在项目文件夹中创建大量文件，因此数据的管理方式与传统的DCC工具不同。而Omniverse则能从每个镜头对应一个USD文件的形式开始，这与我们现有的制作流程非常契合，因此我觉得它与影像制作的兼容性很好。 CGW： 今後你们如何打算活用USD？ 寺尾： 我们的制作工作核心依然是3ds Max，但如果能将USD作为基干文件，那麽可以设想一种工作流程：在Blender中进行演出检查，实时修正後通过USD文件返回3ds Max。这次验证让我们看到了这种可能性，而这一切都是通过现有工具的组合实现的，因此成本效益也是可期的。 奥屋： 目前主要的DCC工具对USD的支持正在快速推进，这使得这样的工作流程变得非常现实。 而且，虽然稍後会详细讨论，但USD与传统格式不同，用户可以根据实际情况对数据结构进行调整，这将带来更好的效果。如果更多的工作室能引入USD并分享经验，那将是非常令人期待的。 近年来，随着制作规模的扩大以及由作画动画师进行3D布局作业的普及，ufotable使用的核心工具3ds Max加上V-Ray与其他工具之间的数据交换逐渐增多。 传统上，数据是通过FBX文件进行传递的，但ufotable经常会在3ds Max材质的节点内对贴图进行校正和混合，这时贴图路径无法保存，导致导入後的工作负担加重。 因此，奥屋先生这次开发了适用於3ds Max的Python脚本，按照ufotable的材质结构实现了USD导出器。 通过此方式，可以在多个工具之间实现对贴图显示的支持。 具体的步骤是，首先使用3ds Max的官方USD导出器保存资产。 在此过程中，3ds Max的材质将保存为USD Preview Surface，但较深层次的贴图路径会丢失。 然後运行奥屋先生编写的USD导出器，覆盖保存的USD文件中的USD Preview Surface的贴图路径，以确保即使在工具转换後贴图仍能正确显示。 奥屋先生在这次的验证中开发了利用Omniverse的3D布局工具。该工具通过将3ds Max中创建的模型导入Omniverse USD Composer，进行3D布局的创建，并通过按下一个按钮，就能生成包含规定信息的带有框架的3D布局图像。 这是Omniverse的一个扩展功能。 在传统的3D布局工作中，需要通过Deadline对3ds Max中创建的镜头进行渲染，因此在确认结果之前会有等待时间。 而利用Omniverse进行的3D布局，则可以实时查看与渲染结果一致的预览。此次验证使用了高质量且具有大量顶点的资产，但由於RTX 6000 Ada拥有丰富的显存，因此可以轻松显示这些内容。 奥屋先生还利用AE的Python插件（已在GitHub上公开 github.com/takeshi-okuya/AEPython）和USD模块，开发了一个在AE的3D图层中创建USD关键帧的工具。 此前，在ufotable中，从3ds Max向AE传送坐标或摄像机信息时，使用的是专为3ds Max开发的脚本。 因此，如果需要从3ds Max以外的软件向AE移植信息，则需要为每个软件开发相应的工具。通过这次开发的USD读取工具，现在可以从所有支持USD导出的软件中向AE读取信息。 寺尾：接下来我会谈谈另一个检验。这次我检验的是如何利用强大的GPU进行合成和CG效果制作的协作。 具体来说，我使用EmberGen快速进行流体模拟，并同时进行编辑、拍摄和3D效果制作，从而实现具有现场感的影像制作流程。关於具体的检验场景，我将在数字影像部的博客中发布，敬请关注。 图片是《电视动画《鬼灭之刃》柱稽古篇》第7话末尾到第8话开头，鬼杀队的当主在产屋敷邸出现的场景。 在这个场景中，音乐的存在非常重要，这是我们事先收到的订单。首先，必须有精细的作画作为基础，然後我们通过EmberGen添加流体效果以补充和扩展画面的细微之处。 这个过程需要多次预览，随着我们查看预览，“要不要做得更慢一些”、“想要从地面产生流体（气流）”、“想要与音乐的节奏同步减慢”等想法涌现出来，随着演出的解像度提高，我们越来越想灵活调整影像。 当时，我与一位活力充沛的年轻人一起工作，而使用Z6後，EmberGen几乎实时地给出了结果，因此，从创意到输出的时间几乎为零。 因此，我开始把EmberGen视为合成流程的一部分，而不仅仅是效果的工程。 在我们公司，主要工作人员始终在附近工作，因此与演出相关的检查过程可以持续口头进行。 结果，我们将从特效到合成再到编辑的流程在非常短的时间内进行了提升。 通过完善这样的管道，相关流程的速度显着加快，体感上我觉得每个镜头的制作速度快了好几倍。这就是GPU专用流程的优秀潜力。 CGW：RTX 6000 Ada配备了48GB的VRAM，您能感受到其带来的好处吗？ 天野：EmberGen在渲染时可以实现2到4倍的放大，但这需要消耗大量的VRAM。在现有环境中，放大最多只能达到2倍，但在Z6上测试时，可以支持到4倍。这真的是得益於48GB的VRAM。 寺尾：说到这一点，DaVinci Resolve的特效和过渡效果也都能够实时计算，从来没有卡顿过。至於编码速度，实在是太快了，以至於我没有留下深刻的印象。 这种与影像的互动方式在近年来类似於Unreal Engine等平台实现的流程。不过，现有的影像开发自由度仍然更好，我们能够以一种正好结合的混合过程进行制作。 CGW：谢谢您。 --

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