GPU計算助力 《少年派》是這樣拍攝的

    泡泡網顯卡頻道2月2日 這是史上最讓人充滿力量的生存故事，來自印度本地治里的一位少年在一次船難之后，被困在太平洋的一條小船上與一只孟加拉虎為伴生存了227天。《少年派的奇幻漂流》(Life of Pi) 以精神為主題，講述的是有關尋找自我以及面對失去、生命和生活的故事。 該書由Yann Martel所著，于2001出版，現已贏得諸多獎項，其中包括同年獲得的科幻小說曼布克獎 (Man Booker Prize for Fiction)、2003年南非布克獎 (Boeke Prize) 以及2001-2003年的美國亞太文學獎 (Asian/Pacific American Award for Literature)。 這部小說如此深受歡迎，因而它無疑注定要被搬上銀幕。

少年派講述了一位印度少年與孟加拉虎被困于太平洋上救生船的故事

    2003年，其電影版權被收購以進行電影制作。雖然過去幾年里該項目幾經易手，從M. Night Shyamalan到Alfonso Cuar髇導演，顯然《少年派的奇幻漂流》不僅僅是一部電影。 這個故事改編起來有難度，需要有眼力、能理解原著潛在主旨的編劇，同時也需要先進的電影制作技術來描繪出其史詩般敘事所要求的宏大規模和尺寸。

    這不是隨便什么人都能完成的任務，而是給奧斯卡獲獎導演李安 (Ang Lee) 準備的任務。他聞名于世的大作包括《臥虎藏龍》、《綠巨人》以及《斷背山》。 借助他的眼界與才能，《少年派的奇幻漂流》從紙面中給抽離了出來，被賦予了生氣與活力，拍攝取景方面還選取了世界上最具異域風情的一些地方，例如印度的本地治里和中國臺灣的墾丁國家公園。

奧斯卡獲獎導演李安

    然而海洋場景在「少年派的奇幻漂流」的敘事中是最為至關重要的，呈現海洋場景是一大挑戰: 要如何拍攝一位少年被困于茫茫大海并且同船的還要有一只兇殘的老虎呢? 再加上還要以立體 3D 的形式進行拍攝，可以確定會有很多創意和技術方面的難題。 所幸的是，在好萊塢任何事情都有可能發生，全球視覺特效巨頭 Rhythm & Hues 運用 NVIDIA GPU 解決方案直面這一難題。

    拍攝海洋場景的解決方案是打造一個水容量多達 170 多萬加侖的巨大 (全球最大) 自造波水池，打造符合原著的可信而完美的世界還需要制作組下更大的力氣。 多虧了現代技術，Rhythm & Hues 才得以利用 NVIDIA GPU 的處理能力來加速其創作流程并使之最大化，使其分布于世界各地辦事機構的 600 多名數字藝術家能夠團結協作，其中包括洛杉磯、印度、溫哥華、中國臺灣以及吉隆坡。 這一團隊為這部電影制作了數以百計的視覺特效鏡頭，用數碼技術再現了水面和天空以及成群的魚和小島上大量的狐獴猴，令原著變得栩栩如生。 即使是劇中另一明星 - 那只孟加拉虎 Richard Parker 也是完全由電腦渲染出來的。

全球最大的自造波水池, 可容納170多萬加侖的水，專為拍攝《少年派》而建

    NVIDIA媒體與娛樂行業主任 Greg Estes 表示: “能夠將NVIDIA技術與這樣一部優秀的電影聯系在一起，我們感到非常榮幸。該片將大師級攝影與完美的視覺特效無縫地融合在一起。 片中的特效，從天空到海水以及栩栩如生的老虎，全部都如照片般逼真。從計算的角度來看，這些特效十分復雜。NVIDIA GPU 得以在這一數字藝術盛宴中發揮作用，我們感到非常高興。”

    針對少年派的奇幻漂流，R&H定制開發了一系列專利的視覺特效工具，其中許多專為 GPU 而編寫。 Rampage就是這些工具中的一個例子，它是一款 3D 投影貼圖系統，專門用于打造片中驚人的天空畫面。 憑借 Rampage，藝術家能夠用定制的高分辨率啞光圖畫快速替換每個場景中的天空，這種啞光圖畫在填充場景的過程中發揮了重要作用，另外還可以影響電腦生成水效的光照與反射。 然而，為該片生成完整的 HDRI (高動態范圍成像) 天空絕非易事。它們是史上在這種規模下制作的一些最大的圖畫，平均文件大小為 3GB 及以上。

Rampage如何在《少年派》中用于天空貼圖的例子

    110多個不同的天空場景為制作電影打好了基礎，色彩和色調變化多樣，從狂暴與暴風雨到陽光普照，從充滿生氣的藍色到魔幻時刻。 NVIDIA GPU 讓藝術家能夠將定制的 2D 啞光圖畫投射到簡單的 3D 幾何圖形上，實現實時的檢查，與李安以及該片視覺特效總監奧斯卡獎得主 Bill Westenhofer 的愿景相吻合。 Rampage 還可以即時創建光照參考圖像，讓其他藝術家能夠在該圖像上開展工作。

針對工作站的 Quadro 4000、5000 以及 6000專業 D圖形處理器

    除了 Rampage 以外，R&H 還利用其它專為 GPU 而編寫的工具來為「少年派的奇幻漂流」完成后期制作。 其中包括內部合成軟件包 Icy，該軟件可實現實時色彩校正操作、重新定時與光流。另外還有用于動畫和追蹤的 Voodoo。 這些軟件是用NVIDIA®（英偉達?）并行計算架構 CUDA 編寫而成的。事實證明，CUDA 在 R&H 的工程師中很受歡迎，這要歸功于人們可以輕松地在線訪問豐富的文檔。

    為了制作出體重 450 磅的 Richard Parker，R&H 借鑒了過去一些電影中的成功經驗，例如「納尼亞傳奇: 獅子、女巫和魔衣櫥」和「黃金羅盤」。 利用從各種來源搜集來的數百小時的參考片段，該團隊研究了四只老虎以便充分了解其一般的身體特性和生物力學，從而制作出復雜而極其逼真的動物行為和四肢行走的動作。

孟加拉虎 Richard Parker 的合成

主要 CGI 內容是通過 Voodoo 的關鍵幀動畫制作出來的，在制作完主要 CGI 內容之后，在上面增加了一層技術動畫。因為根據人物運動、風、水以及其它外力而運行的復雜模擬可在肌肉與身體質量諧波以及頭發和胡須等方面提升動物皮毛的逼真細節水平。 除了救生衣皮帶和救生船油布等各種道具以外，這些特效也應用到了大量其它角色上，其中包括一只猩猩、一匹斑馬、一只土狼以及若干狐獴猴。 基于 CUDA 的光學流方法可實現 10 倍性能提升，讓藝術家能夠更快地達到想要的視覺效果。

制作團隊用名為Massive的軟件包渲染出了成群的飛魚，該軟件可實現成群的模擬

    對于飛魚鏡頭以及狐獴猴島上的動物等成群的模擬，R&H 使用了其軟件包 Massive。 狐獴猴的行為通過復雜的規則來實現控制，這些規則源自廣泛的關鍵幀運動庫，從而讓藝術家一口氣即可為多達 60,000 只的成群動物制作動畫。

史上性能最高、最高效的加速器 - NVIDIA Tesla K20系列GPU加速器

    當然，由于「少年派的奇幻漂流」是一部在視覺上要求相當高的電影，因此后期制作過程中所面臨的一大難題是分擔工作負荷。 在 R&H，這一難題是利用最前沿的技術來解決的，這些技術創新地確保了高效合作。 其中一項技術叫做 Queue，是一款榮獲奧斯卡獎的分布式渲染管理系統，它讓制作團隊能夠利用全世界的各種資源。

    除此之外，該制片廠還擁有自己的可視化軟件，例如 EVE 等等。EVE 讓藝術家能夠在同一作品上與其總監無縫而實時地展開合作。 如此一來，藝術家便能夠在處理場景時協作地進行探討，而總監則能夠指出接下來需要進行哪些更改。 它讓藝術家能夠即時了解需要完成哪些工作并能夠得到即時的反饋。

影片中使用的合成技術制作狐獴猴島的另一示例

    除了協作以外，R&H 還擁有大量底層技術，這些技術讓其世界各地的辦事機構能夠跨界合作，尤其是在與通信、項目管理以及數字素材移動有關的那些方面。 CAVE (云動畫與視覺特效) 便是這些技術中的一種，它由 R&H 與 中國臺灣中華電信合作推出，是視覺特效行業的新一代云動畫視覺特效中心。 通過建立 CAVE，R&H 希望打造一個平臺，讓內容開發商能夠用到業內非常好的的云解決方案，以迎合創意內容市場的需求。 有意思的是，在制作「少年派的奇幻漂流」的過程中用于渲染 CGI 場景時，CAVE 的基礎設施成功接受了考驗。

    將 CGI 推向全新高度

    通過利用 NVIDIA GPU 來為其解決方案提供處理能力，Rhythm & Hues 已經證明，運用合適的工具與技術，他們在短短三年時間里能夠做得更多。

    R&H 首席軟件工程師 Nathan Cournia 針對 GPU 而編寫代碼來滿足「少年派的奇幻漂流」在工作流程與生產率方面的需求，據他稱，「正如制作「少年派的奇幻漂流」一樣，通常這些需求會促使我們進行定制 GPU 開發。 對 R&H 來說，在 GPU 上工作意味著與NVIDIA®（英偉達?）合作，而 NVIDIA®（英偉達?）驅動程序的穩定性基本上優于對手。」

    他補充道: 「我們部門的工作是讓軟件更加高效，這樣我們就能更快、以更具性價比的方式開展工作，同時不犧牲圖像質量。 每次在制作新節目的過程中，我們都會制作一個優先級清單，以指導我們的開發工作。」

    Cournia 目前正在 R&H 編寫更多、更新的 GPU 工具，正在從事一項名為 Crom 的大型開發工作。Crom 旨在充分利用 GPU，是一個全新的平臺。R&H 正在這一平臺上開發更先進的預光照、光照以及合成工具。 R&H 現在正將當前的 CUDA 工具集融入到 Crom 平臺中，該制片廠已經為其當前的項目而部署了這一平臺，這些項目包括「300 勇士: 帝國崛起 (300: Rise of An Empire)」、「降魔戰警 (R.I.P.D.)」以及「波西·杰克遜與魔獸之海 (Percy Jackson: Sea of Monsters)」等等。■

    2012 「少年派的奇幻漂流」(Life of Pi ) 的商標與注冊商標均歸二十世紀福克斯影業公司所有。 保留所有權利。
    所有「少年派的奇幻漂流」圖像均由 Rhythm & Hues 馬拉西亞公司提供。<