Pixar’s RenderMan Và Thành Phố Người Chết Trong “Coco”

RenderMan đã góp phần giải quyết những cảnh phức tạp nhất trong Coco, bộ phim của Pixar được vinh danh tại Oscar.




Bộ phim dựa trên ý tưởng ban đầu của Lee Unkrich và được đạo diễn bởi Unkrich cùng Adrian Molina. Coco kể về câu chuyện của cậu bé 12 tuổi, Miguel Rivera bất ngờ bị lạc đến vùng đất người chết, nơi cậu phải tìm sự giúp đỡ của người ông nhạc sỹ quá cố của cậu để sống sót trở về. Ý tưởng của phim dựa trên ngày lễ [el] Día de los Muertos (ngày của người chết) ở Mexico. Với khung cảnh ở vùng đất người ta sẽ ở sau khi chết, đội ngũ Pixar cần tạo ra một cảnh quan nhiều tầng và phức tạp với số lượng đèn không thể tưởng tượng nổi.

Thành phố trung tâm của Vùng đất người chết trong Coco được phỏng theo một thành phố có thật là Guanajuato ở Mexico, nơi cả nhóm đã ghé thăm trong giai đoạn tiền kỳ. Đạo diễn Unkrich đã thực hiện một chuyến khảo sát tại Mexico với giám sát nội dung Jason Katz, thiết kế sản xuất Harley Jessup và nhà sản xuất phim của Pixar Darla K. Anderson ghé thăm Mexico City, Morelia, Oaxaca và Guanajuato. Những kiến trúc cao tầng tươi sáng trên những sườn đồi ở Guanajuato đã trở thành tư liệu tham khảo quan trọng, bởi những ngôi nhà đầy màu sắc và quang cảnh về đêm khi thành phố lên đèn.

Thành phố của Pixar phát triển theo ý tưởng về thành phố trên sườn đồi, với thiết kế của Thành phố người chết dựng đứng hơn, tương phản với sự bằng phẳng ở nơi Miguel sống.

Đội ngũ Pixar rất hứng thú với công việc thiết kế thành phố. Thêm vào đó là thành phố cần quy mô rộng lớn, nó được xây dựng cho người chết, nên không có lan can hay rào chắn an toàn bởi cư dân đã chết sẵn rồi. Thành phố là sự pha trộn giữa nhiều phong cách và thời kỳ đại diện cho những cư dân và thời gian sinh sống của họ. Một trong những phần phức tạp nhất của phim là quy mô là số lượng đèn sử dụng. 29.000 đèn được đặt trong cảnh trạm xe lửa. Khu tưởng niệm có 18.000 đèn và Thành phố người chết dùng 2.000 đèn gia dụng trong RenderMan. Đội ngũ tại studio đã dùng RenderMan API để tạo ra 700 đèn ở dạng point cloud, mà khi được mở rộng ra, sẽ tương đương với 8.2 triệu đèn.

Nhóm Lightspeed

Ở Pixar có một đội ngũ đặc biệt gọi là “Lightspeed” cho từng phim. Họ là nhóm ở trung gian giữa đội ngũ nghiên cứu và đội ngũ sản xuất, và họ tập trung vào việc giải quyết các vấn đề cụ thể trong mỗi dự án. Trưởng nhóm này trong phim Coco là Renee Tam. Nhóm của cô có trách nhiệm xử lý mọi vấn đề có thể làm chậm hoặc làm hỏng quá trình sản xuất phim và thực hiện những công việc mang tính R&D (Nghiên cứu và Phát triển). Tại Pixar, nếu phát hiện ra điều gì khiến thời gian render lâu đến không chấp nhận được thì nhóm Lightspeed sẽ được giao nhiệm vụ giải quyết nó.

Thời gian render có thể liên quan đến nhiều phần trong RenderMan hoặc trong quá trình sản xuất khi làm việc với RenderMan. “Bộ phận của chúng tôi có trách nhiệm nghiên cứu và phát triển nhằm giảm thiểu thời gian render, hoặc viết ra các công cụ mới giúp quy trình sản xuất nhẹ nhàng thực hiện mọi thứ cần thiết”, Tam giải thích.

Hơn nữa trong nòng cốt của nhóm Lightspeed, đội ngũ RenderMan thường sẽ đưa vài kỹ sư của họ vào để giúp thực hiện những công việc mang tính phức tạp cao trong phim của Pixar. Điều này cũng cho phép nhóm nghiên cứu có thể hiểu được quá trình sản xuất thực tế để mang đến sự tối ưu cho RenderMan.

Ví dụ như, khi Coco mới được bắt đầu, nhóm nhìn vào những hình ảnh thiết kế từ bộ phận nghệ thuật,  và số lượng đèn khổng lồ trong ảnh thiết kế. “Chúng tôi lúc đó giống như là “Trời đất ơi, cái này chúng tôi chưa làm bao giờ” Tam nhớ lại, “Và vào lúc đó, chúng tôi bắt đầu làm việc với đội ngũ RenderMan, và họ rất tuyệt”.

Nhóm khoanh vùng các vấn đề không thể giải quyết trong khâu render của các cảnh phim có quá nhiều đèn. “Lúc mới đầu chúng tôi nói với họ là Coco sẽ cần “rất nhiều đèn”, nhưng tôi chưa nói họ biết nó thật sự là thế nào, ” Tam cười kể lại. Vấn đề không chỉ bởi số lượng mà còn ở sự phức tạp mà nhóm sản xuất mong muốn nhằm đảm bảo việc kiểm soát số lượng đèn đó, bao gồm cả việc có các chức năng tạo ánh sáng xuyên qua màn, hiệu ứng gobo, và ánh sáng bị chặn qua khe cửa, mà thực tế là mọi thứ mà một cái đèn thông thường phải có.

Theo thiết kế với số lượng đèn của Coco thì bản PRMan cũ sẽ không có cách gì thực hiện nổi. Nhóm Lightspeed đã thử nghiệm với nó và kết quả còn hơn cả từ không thể thực hiện, thực tế là nó không thể render luôn. “Vì vậy nhóm RenderMan đã suy nghĩ về vấn đề và họ trở lại với lời hứa sẽ mang đến một giao thức mới giúp giảm đáng kể thời gian render.” Nhưng mà họ thật sự cũng chưa từng xem kỹ bất kỳ bản thiết kế nào. “Rồi họ cũng quay lại sau một thời gian ngắn và chúng tôi thử giao thức mới, rồi chúng tôi nói với họ là rất tuyệt – nó chịu render rồi nhưng mà mất khoảng 1.000 giờ cho một frame để ra được kết quả chắc là xài được, và cũng còn nhiều noise lắm,” cô giải thích. “Khi chúng tôi đưa cho nhóm RenderMan xem, họ rất bối rối, – họ hỏi sao nó lâu dữ vậy? Và rồi họ nhìn vào scene và nói “chờ chút, mấy cậu nói “rất nhiều đèn” là bao nhiêu đèn vậy”, và tôi đã trả lời là, lần cuối cùng mà chúng tôi đếm lúc đặt đèn vào thì nó khoảng 8 triệu cái. Và họ quay trở vào làm R&D tiếp!”

Cả nhóm cũng giải quyết được vấn đề, họ cùng nhau tạo ra hệ thống đèn dạng point cloud mới. Phương thức này phân chia đèn bằng cách lọc bớt số lượng đèn mà vào vị trí của chúng sẽ không thể đóng góp được gì vào scene, và cũng giảm bớt độ phức tạp đối với các đèn ở xa. Hệ thống đèn khổng lồ sử dụng cấu trúc dữ liệu Octree cho phép phân chia số lượng đèn hiệu quả hơn. Sau đó nó được tích hợp vào hệ thống chọn lọc đèn nhằm tập trung vào các đèn ở gần giúp dễ kiểm soát hơn. Sau 6 tháng nhóm Lightspeed và RenderMan đã có một hệ thống có thể tạo ra hiệu năng của hàng triệu đèn và thời gian render cho những cảnh phức tạp giảm từ 1000 giờ xuống còn 450 giờ. Nhóm tiếp tục nghiên cứu và giảm còn 125 giờ và cuối cùng là 75 giờ cho một frame. Với cách làm việc của nhóm sản xuất khi làm việc với đèn trong các cảnh quay, cuối cùng một frame trong sản xuất chỉ mất 50 giờ.

Nhóm Lightspeed đã từng có những phát kiến sáng tạo khác trong lighting. Tam đã chia sẻ tai Siggraph Asia năm ngoái cách mà nhóm cô sử dụng công cụ Firefly mà họ phát triển cho phim The Good Dinosaur, cho phép gắn nhiều đèn khác nhau lên cùng một đối tượng. Công cụ này sau đó được cải tiến để dùng trong những cảnh ở Thành phố người chết trong Coco, và nó đã cho thấy sự hiệu quả. Nhóm Lightspeed còn có nhiều phát triển khác như là Presto và các mảng khác ngoài render.

Về RenderMan

Phiên bản hiện tại của RenderMan là 21.6. Công nghệ RIS hiện tại của RenderMan đã được tối ưu kiến trúc dành cho render các vật thể phức tạp, tóc, dữ liệu dạng thể tích và ánh sáng toàn cục với hiệu quả đáng kinh ngạc.




RenderMan đã chứng minh nó là công nghệ render mạnh nhất, linh hoạt nhất và đáng tin cậy để cho ra chất lượng với tiêu chuẩn điện ảnh. Kiến trúc RIS của RenderMan được thiết kế để dò tia sáng (ray trace) nhanh nhất có thể. Với kiến trúc mới, với nhiều tích hợp, BRDF và cách tính toán ánh sáng thông minh, RIS cho phép RenderMan mang đến một tiêu chuẩn mới cả về tốc độ và tối ưu bộ nhớ khi render những dự án phức tạp như Coco. RenderMan phiên bản v.22 dự kiến sẽ được ra mắt và trình bày tại SIGGRAPH 2018 cuối năm nay. Bộ phim tiếp theo của Pixar có sự góp mặt của RenderMan là Incredibles 2, sẽ được ra mắt vào tháng Sáu.

Coco đã nhận được sự tán thưởng về diễn xuất, lồng tiếng, âm nhạc, cảm xúc trong nội dung và tôn  vinh văn hóa Mexico. Phim đã được nhiều giải thưởng, gồm có Phim hoạt hình xuất sắc nhất và Phim có bài hát hay nhất vào lễ trao giải Oscar lần thứ 90. Bộ phim cũng được trao giải BAFTA năm 2018 cho phim hoạt hình hay nhất.

Post Author: Luân Nguyễn