《小门神》牛哄哄的渲染特效 阿里云为何能扛起重任?

申耀 | 2015-12-31 11:10:55

马上过去的 2015年,是国产电影佳作爆发的一年,特别是动画范畴,无论是纯CG的《大圣归来》,还是CG角色占主流的《捉妖记》,都连创票房纪录,也积累了不错的口碑。

而即将于2016年1月1日正式公映的《小门神》,目前已经被不少影评人预测为16年的首部爆款动画。该片是王微(对,就是那个一手创立了土豆又离开它的家伙)担任编剧、导演的首部电影作品,总投资1.3亿,历时两年半,由追光动画160人的制作团队在2015年7月制作完成。

《小门神》讲述的故事发生在当代的人间江南小镇和神界。门神神荼和郁垒是两兄弟,因为近年人间不再关注神仙,神界经济萧条,门神、土地爷、八仙等等小神们面临下岗失业的危险。

门神郁垒决定去人间,做一番惊天动地的事情,证明门神的价值。郁垒和神荼先后来到人间,遇到了小镇上的单亲母女小英和雨儿,之后发生了一系列意想不到的有趣惊险故事。

然后呢?没有然后了,尽管我已经看过这部动画片了,但我不会剧透的。让大家失望了,毕竟这并不是一篇影评。

本文要和大家讨论的是,《小门神》背后牛哄哄的渲染特效究竟是怎么做出来的?阿里云在这其中起到了什么样的作用?以及渲染云这一新兴行业,究竟对传统的渲染行业冲击到底有多大?

《小门神》渲染特效背后的故事

《小门神》被称之为是一部精致到不像国产动画电影的动画电影,不论是人物眼神的闪烁、一片雪花的飘落、甚至花瓣上莹润的反光,都非常的细腻。

《小门神》创作历时349天,共完成1940个镜头,160多人参与制作,103分钟的电影共产生102000个创作版本,仅花仙头发数量,就高达120000余根。

据介绍,《小门神》中每一帧的动画需要充分考虑材质、环境、颜色搭配,每个镜头都要经过8轮灯光调试,一个老人头发的制作至少参考12个真实老人的头发。视觉总监检查工作都是放大到像素级别的,每1个动画师,1天只能制作1秒动画,最终版的总渲染核小时数达到8000万小时,相当于人间9000多年。

可能有人会对总渲染小时数9000多年提出质疑,官方对此的解释是,渲染时长是行业内评价动画画面精度的一个通用标准,即整片最终画面一遍完整渲染所耗费的CPU核小时数,时间越长说明精度越高。

《小门神》的整片片长107分钟,扣除片尾3分钟,每分钟60秒,每秒24帧,每帧分左眼右眼两幅画面,每画面服务器平均渲染时间7.5小时,单台服务器平均36核,也就是每画面平均渲染时间270核小时。

因此,整片渲染耗时计算如下:104*60*24*2*7.5*36=80,870,400小时。此外,《小门神》采用的是先进高效的灯光及渲染软件Katana+Arnold来进行灯光制作,且单幅画面平均渲染270核小时是在对资产、镜头、灯光等都做过充分优化后的渲染时长。有些镜头,为了达到最佳艺术效果,单幅的耗时可达到5000核小时以上。

值得一提的是,《小门神》片尾的年兽大战,在国产动画片中属于最高等级,前后做了六七十个版本。片中郁垒在一座大殿里看到自己的雕像,三十多个雕像神态不一,设计起来很难。而郁垒用剑劈断雕像,地面破碎,动作、烟尘渲染都不好做。而年兽冲出地面,枝条炸裂的场面,每个镜头都需要反复打磨。

对此,阿里影业项目总监金肇南强调,《小门神》的总渲染核小时数超过《功夫熊猫2》、《超能陆战队》等好莱坞影片,其中《功夫熊猫2》的渲染时间差不多是6000多万小时,也就是说,《小门神》是目前国内最接近好莱坞工业水准的一部作品,在画面精度上已经赶上甚至超越好莱坞的一些动画大片。

阿里云为何能扛起重任?

那么,《小门神》和阿里云又有什么关系呢?原来,是因为追光动画与阿里云合作,在成片渲染阶段使用了阿里云超大规模计算能力,最多时曾同时使用了阿里云2000多台服务器,动态地调用多达万核以上的计算资源,在20分钟内可以完成单机一个月的渲染任务,加速1500倍以上,大大节省了后期制作时间。

阿里云批量计算产品经理丛兰兰表示,渲染是影视动画和电影特效制作行业的一个必不可少的环节,也是最消耗计算资源的环节,渲染过程时间长短和计算机的性能密切相关。可以说,每一部成功的动画电影背后都有一台超级计算机在支撑。

“阿里云是国内第一家为动画提供渲染支持的云计算服务商。早在2011年阿里云正式对外开放时,切入的第一个行业就是渲染,可以说我们一直在这个行业里耕耘至今。”她说。 

随后在2013年,国内首部在云计算上完成渲染的3D动画电影《昆塔:盒子总动员》即由阿里云完成,当时利用了阿里云6700台高性能计算机构建起的庞大机器军团,日夜不停进行影片视效渲染,累计计算量超过1000万核小时。

目前,阿里云为渲染云推出了三层经典架构:首先是最底层(IaaS),阿里云提供海量计算资源和存储,由于3D动画电影镜头分帧分层的特性,可以转化为大量高度可并发的计算单元,这和云计算能提供的海量资源以及弹性计算能力天然匹配。

其次是第二层(PaaS),阿里云提供资源管理和作业调度能力,这是由阿里云批量计算服务(BatchCompute)搭建,该服务是一种适用于大规模并行批处理作业的分布式服务,可支持海量作业并发规模,系统自动完成资源管理、作业调度和数据加载,并按实际使用量计费。如今,批量计算服务不仅在动画渲染行业,在基因测序分析、测绘分析、金融保险计算方面都有应用。 

最后是第三层(SaaS),阿里云搭建了渲染管理平台,用户只需要一键提交渲染素材并上传,后面所有的事情都可以交给阿里云的渲染云处理,用户只需要渲染完成后下载结果即可,非常简单高效。

一个镜头的诞生——《小门神》动画电影的制作过程

除此之外,阿里云提供的渲染云还有以下特点:

一、海量计算能力,基于阿里云批量计算服务(BatchCompute)搭建,支持十万核级别海量并发规模,自动高效完成数据及计算分布,大大缩短排队和渲染时间。

二、一分钟即可使用,云渲染平台的客户端使用起来非常简单,只需要简单一拖拽,即可把要渲染的文件提交到云端进行渲染,无需担心贴图、缓存路径,系统会自动加载所有需要的资源。同时,渲染云平台还提供全功能的API接口,通过API,制作公司可以将云渲染无缝集成到原有的生产系统中。

三、完美的软件兼容性,支持市场上绝大多数主流CG软件,比如3DSMax、Maya、V-Ray、Arnold,并能自动匹配所需要的软件和插件环境,自动匹配所需要的版本。

四、高强度安全保密策略,渲染云平台参照MPAA和ISO的安全标准,严格遵守与用户之间的保密协议,做好安全防范工作,确保用户的利益不受侵害。同时,通过严格的用户认证,数据隔离存放,高强度加密策略确保传输的安全。

渲染云时代即将来临?

此前不久,阿里云总裁胡晓明对2016年新的机会点做出了分析。他认为视觉革命、生命科学、数据创业将成为新的方向。显然,视觉革命包括视觉内容的生产、消费以及发行等各方面。这次和追光动画的合作,显示了阿里云开始在这一领域提前布局和投入。

据透露,除了渲染外,阿里云今后还将致力于媒资管理和影视制作流程上云,构建云上的影视制作流程闭环。接下来,阿里云希望以开放的姿态,与业内人士深度合作,共同打造视觉云的新生态。

在我看来,就像互联网改变媒体、购物、出行等行业一样,渲染行业也将进入一个新的时代。

这是因为传统渲染行业有很多的“弊端”:

第一,按照过去的做法,动画制作方自己购买服务器,自建渲染农场,一方面投入成本很高,另一方面也需要花费大量的维护费用。

第二,由于动画制作的计算量起伏很大,传统的“渲染农场”往往闲时很闲,忙时又不够用。通过公有云平台,则可以将一个或者多个渲染任务分割成若干部分,由计算集群中各个节点同时渲染,从而达到快速渲染、缩短动画片制作过程及提高制作效果的目的。

第三,渲染是一个很复杂的过程,使用传统的渲染方式时,用户经常需要人工监控管理渲染过程,如果发现某台机器出错,要马上进行调试和补选。此外,在渲染过程中,机器的稳定性也是专业级用户考量的一个重要维度。尽管目前一些超算中心或者渲染农场提供了云渲染的方式,但是相对商业化、大规模运营的云服务商相比,其运营能力,服务支持方面还是处于弱势。

总结一下,好莱坞电影之所以多年来能称霸全球靠的就是技术驱动。因此,我认为今天低成本、高效率的渲染云技术在中国的出现,将为那些有创意的小团队制作大电影提供了一种新的可能。

《小门神》就是一个成功的例子,不是吗?

  • 城市合伙人