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Hyperion: Disneys Next-Gen Renderer für Animationsfilme

Hyperion: Disneys Next-Gen Renderer für Animationsfilme

Disney bzw. Pixar sind einfach nach wie vor die ungeschlagenen Könige der Animation, sowohl in 2D als auch im dreidimensionalen Raum. Nun soll bald neue Technologie in Form des Hyperion Renderers diverse Grenzen durchbrechen und besagte Filme noch hübscher machen. Die subtilen Beleuchtungseffekte, Oberflächensimulationen und liebevollen Details in Pixar-, ILM- und Disney-Animation-Filmen werden uns also auch in Zukunft zum Staunen bringen.

Es gibt gute philosophische Gründe für das Interesse von Steve Jobs an Pixar und Konsorten: Diese Unternehmen und ihre Produkte stehen genau an der Kreuzung der Künste und Technologie, die Jobs so faszinierte. Eine Synthese aus dem Besten was beide Seiten zu bieten haben, erzeugt nahezu unweigerlich ein einzigartiges Produkt.

Das moderne 3D-Rendering erzeugt Einzelbilder aus Drahtgittermodellen (Wireframes), Texturen und Belichtungssimulationen sowie tausenden kleinen Komplexitäten und physikalischen Aspekten. Eine zentrale Innovation, die von anderen oftmals als unmöglich oder unmachbar abgestempelt wurde, ziert dabei die Features der neuen Engine: Die Berechnung von Pfaden bzw. Rays wird auf intelligente Weise vereinfacht, um komplexere Szenen zu ermöglichen.

Dazu werden die einzelnen "Lichtstrahlen" (vereinfacht gesprochen) in sinnvolle Gruppen geteilt, bevor komplexere Berechnungen für das visuelle Resultat folgen. Das klingt alles total einleuchtend und offensichtlich - aber die bisherigen Lösungen waren immer verbesserungswürdig, was die Renderzeit anbelangte. Da spielen auch Faktoren wie Datenmanagement, Caching und Speicherlimits eine Rolle. Animationsfilme auf diesem Niveau sind eine ständige Gratwanderung für die interdisziplinären Genies dahinter. Hier eine Übersicht der Disney-Forschungslabors.

Die für ein Einzelbild benötigte Zeit hat natürlich einen Einfluss auf den künstlerischen Prozess, weil man beim Arbeiten nur bedingt eine Vorschau erhält. Weiter gibt es Deadlines für die jeweiligen Szenen und den kompletten Film, je früher also die Endresultate stehen, desto komplexer darf eine Szene hinsichtlich ihrer Geometrie und Effekte werden. Auch wenn Disney mal eben auf Cloud-Renderfarmen mit locker über 55.000 Intel Cores und 400 Terabyte Arbeitsspeicher rendert, ist Zeit ein kostbarer Faktor. Aktuell wird mit dem neuen Renderer in 2K produziert, später kann 4K einfach durch Skalieren der Renderfarm folgen. Hyperion erlaubt indirekte Beleuchtung (genauer: Global Illumination, Irradiance, Radiosity) bei extrem großen und detaillierten Modellen, was man beispielsweise für Big Hero 6 benötigte:

Der Film ist beispielsweise mit 83.000 Gebäudeinstanzen oder 216.000 Straßenlampen in der fiktiven Stadt San Fransokyo ein unfassbar vollständiges Stück Phantasie. Dementsprechend viele Lichtquellen und somit Schattenberechnungen machen die Abwicklung zu einer Herausforderung. Ähnlich einer digitalen Spiegelreflexkamera gibt es gewisse unschöne Rauscheffekte bei niedriger Lichtempfindlichkeit, die hier sozusagen mit dem Rechenaufwand korreliert ist.

Weitere nette Features sind Volumenlichter, Flächenlichter und benutzerdefinierte Lichtemitter in Form von Geometrie. Das ist in Kombination mit Partikelsimulationen und detaillierten Modellen besonders hübsch. Wer hier nur Bahnhof versteht, kann sich folgendes Bild von Charakter "Fred" beim Feuerspeien anschauen:

fred

Die Vorteile von Hyperion werden auch in die Projekte der anderen Gruppen (sicherlich inklusive dem für Privatnutzer kostenlosen Renderman) einfließen, so Brent Burley von den Walt Disney Animation Studios. via fxguide


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