成就《阿凡达》的幕后英雄
- 来源:计算机世界
- 关键字:成就,《阿凡达》,幕后,英雄
- 发布时间:2010-05-14 10:52
风靡全球的大片《阿凡达》上映没几天就狂赚十几亿美元，至今在中国还是场场爆满，一票难求。片中所呈现的美轮美奂的画面史无前例，震撼的3D视觉效果更是令人惊叹。而这一场视觉盛宴成功的背后所仰仗的是先进和强大的科技力量。
《阿凡达》的3D特效被公认为是开创了电影技术的新纪元，而它的火爆热映也使为影片制作数字特效的数据中心——位于新西兰的Weta Digital公司备受关注。Weta Digital之前曾参与过《指环王》、《金刚》和《2012》等电影的制作，不过，毋庸置疑的是，《阿凡达》的制作使Weta Digital 动用了更多的先进设备和技术，所产生出的数据量比该公司历史上制作的任何一部电影都多，甚至超过了《指环王》三部曲的数据量总和，这无疑为数字特效带来了前所未有的挑战。
超级计算集群铸成“渲染墙”
在竞争激烈的虚拟影视效果市场中，对于一个视觉特效数据中心来说，找到速度更快、能效更高的技术是保持竞争优势的最关键要素之一。Weta Digital依靠庞大的渲染运算集群完成《阿凡达》的制作，该集群在其内部被称做Render Wall（渲染墙），包含有35000个CPU内核。在Weta Digital，惠普的计算集群解决方案和刀片服务器为影片的渲染运算立下了汗马功劳。
为了《阿凡达》的制作，Weta Digital在2008年对计算集群重新进行了设计，并将其超级计算集群的容量提升了一倍。Weta Digital采用了HP Cluster Platform 3000BL集群平台作为计算集群解决方案，操作系统采用Linux。新的系统由4个超级计算集群组成，并使用了1280台HP BladeSystem BL2x220c刀片服务器，它的累积峰值计算性能高达205万亿次浮点运算/秒。由于应用性能和能效的提升，Weta Digital不仅能以更快的速度制作最先进的动画产品，而且也能降低运营成本。
HP BladeSystem BL2x220c刀片服务器将Weta Digital数据中心的处理能力提高了一倍，使其不仅能够提高处理能力，而且无需扩建数据中心，或者支付冷却几百个刀片服务器所需的额外费用。
海量数据管理有条不紊
正是那些为影片拍摄而专门设计的立体摄像机以及海量特效渲染成就了这部影片，使这部影片对动画渲染工作流程以及存储基础设施的需求达到了前所未有的高度。影片制作过程中大量的渲染计算产生了海量的数据。有人计算过，最终完成的影片，每帧的数据是12MB，而每秒钟24帧，因此，每分钟的数据就有17.28GB，整部影片长达160分钟，这将是多么庞大的数据量。而整个电影在制作过程中所产生的数据更是海量，据说大约有3PB。如此海量的数据，对于存储和管理将是一个很大的挑战。
在影片的整个制作过程中，所面临的主要数据存储挑战包括：如何有效地管理渲染集群所生成的海量数据，如何让众多的动画制作师快速地访问更新后的主版本纹理文件（纹理文件是该影片中描述物体外观的图片，如一片叶子或一缕头发，在渲染过程中包裹在3D模型外部，以生成生动的、足以乱真的动画形象）。
Weta Digital的首席技术官Paul Ryan说，在渲染过程中，同一图像的多个层次和局部画面合并形成一帧完整的电影画面。渲染墙中有1万个过程同时试图访问同一文件或文件组，而这将导致存储中的“热点”。为了缓解这一问题，Weta Digital采用了12个BlueArc的Titan服务器集群系统来存储并管理超过500TB的数据，以确保同时向数千个为《阿凡达》制作特效的渲染节点提供数据以及700TB的近线存储。BlueArc是HDS公司NAS产品的OEM厂商，在影片制作的高峰期，其NAS系统要服务于渲染库上超过34000个内核，全天候以每秒8GB的持续负载量处理16000个并发读写流程。尽管增加了更多的渲染节点，该存储系统依然能保持极高的吞吐量，最大程度地加快了工作进度，消除了主要瓶颈，并简化了数据管理。
在Weta Digital的存储系统中，除了BlueArc的NAS系统外，NetApp的存储系统也是一个重要的角色，并且两者分工合作，共同完成影片制作过程的存储工作，即BlueArc的系统负责存储那些渲染系统所产生的电影画面，而NetApp的集群存储负责为“渲染墙”提供数据。为此，Weta Digital引进了一个NetApp双节点高可用性集群FAS6080集群系统以及8台NetApp的FlexCache设备。FlexCache通过使用本地缓存卷自动复制“热点”数据，从而适应不断变化的使用模式。
据Paul Ryan称，NetApp的解决方案为Weta Digital削减了95%的数据管理开支，并提高了40%的存储系统性价比，还大大降低了消耗在存储处理上的CPU负载，实现了更短的访问延迟时间、更快的渲染频率，并提高了艺术家们的创作生产力。
新技术创造视觉奇迹
《阿凡达》中令人赞叹不已的视觉奇观背后，欧特克公司（Autodesk）提供的Maya和MotionBuilder等尖端、高效的设计工具起了不可磨灭的巨大的作用。
影片的导演卡梅隆和他的制作公司Lightstorm Entertainment利用革命性的Virtual Film Making技术，将虚拟摄像机、先进的动作表情捕捉技术、3D特效软件和实时呈现技术相融合，开创了一种前所未有的电影特效制作方式，实现导演在真实环境中与虚拟场景的紧密互动。他们通过使用欧特克的Maya和MotionBuilder软件，创造出一个虚拟的表演舞台，MotionBuilder在捕捉演员表演的基本动作的同时，将肢体或面部的动作数据映射给数字创造出的人物（CG角色）。而现场一台虚拟摄像机后，卡梅隆看到了过去只停留在他的想像中的阿凡达世界的画面，并可不断地指导或调整演员与虚拟环境间的互动，将真人的表演完美地融入计算机所创造出的世界里。
3D立体体验无疑是《阿凡达》视觉奇迹的核心部分。在整个影片拍摄过程中，绝对精准地规划出每一处画面的3D透视深度是保证震撼观影体验所必不可少的环节。Virtual Film Making技术（以MotionBuilder为平台）和Maya中三维立体场景制作解决方案，使原本在传统拍摄过程中对画面透视深度的不确定和反复修改成为历史。卡梅隆通过独特的3D虚拟影像撷取摄影系统拍摄出真人动作，映射到CG角色上并进行实时监测。而在影片最终完成前，Maya帮助导演从创作、编辑到观看立体内容的每一个环节对影片3D效果进行充分把控，从而大大降低了3D特效制作方面可能出现的失误。
链接
HP BladeSystem BL2x220c刀片服务器
功能强大的高能效HP BladeSystem BL2x220c刀片服务器拥有灵活的体系结构，能够让客户大幅节省成本、空间和电能。它所具有的灵活、高能效和价格合理的特点，可为客户提供高性能、分布计算应用所需的最大密度。HP BladeSystem BL2x220c刀片服务器正为全球一些能效最高、符合行业标准的超级计算集群提供强大支持。对于那些希望在不增加基础设施成本的前提下获得最高应用性能的企业而言，上述性能优势以及双倍的单机架性能使得HP BladeSystem BL2x220c成为他们的首选。
NetApp FlexCache存储设备
Weta Digital的存储系统中有4 套NetApp SA600 FlexCache存储设备，均采用双控制器高可用配置，运行 NetApp Data ONTAP 操作系统，安装450GB 15000转光纤磁盘驱动器。数据访问后端同时配置一套 NetApp FAS6000 高端存储系统，用于保留纹理文件母版。SA600使用FelxCache软件，在大规模渲染集群和FAS6000存储系统之间构成高度可扩展的“热点”数据缓存层。
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《阿凡达》的3D特效被公认为是开创了电影技术的新纪元，而它的火爆热映也使为影片制作数字特效的数据中心——位于新西兰的Weta Digital公司备受关注。Weta Digital之前曾参与过《指环王》、《金刚》和《2012》等电影的制作，不过，毋庸置疑的是，《阿凡达》的制作使Weta Digital 动用了更多的先进设备和技术，所产生出的数据量比该公司历史上制作的任何一部电影都多，甚至超过了《指环王》三部曲的数据量总和，这无疑为数字特效带来了前所未有的挑战。
超级计算集群铸成“渲染墙”
在竞争激烈的虚拟影视效果市场中，对于一个视觉特效数据中心来说，找到速度更快、能效更高的技术是保持竞争优势的最关键要素之一。Weta Digital依靠庞大的渲染运算集群完成《阿凡达》的制作，该集群在其内部被称做Render Wall（渲染墙），包含有35000个CPU内核。在Weta Digital，惠普的计算集群解决方案和刀片服务器为影片的渲染运算立下了汗马功劳。
为了《阿凡达》的制作，Weta Digital在2008年对计算集群重新进行了设计，并将其超级计算集群的容量提升了一倍。Weta Digital采用了HP Cluster Platform 3000BL集群平台作为计算集群解决方案，操作系统采用Linux。新的系统由4个超级计算集群组成，并使用了1280台HP BladeSystem BL2x220c刀片服务器，它的累积峰值计算性能高达205万亿次浮点运算/秒。由于应用性能和能效的提升，Weta Digital不仅能以更快的速度制作最先进的动画产品，而且也能降低运营成本。
HP BladeSystem BL2x220c刀片服务器将Weta Digital数据中心的处理能力提高了一倍，使其不仅能够提高处理能力，而且无需扩建数据中心，或者支付冷却几百个刀片服务器所需的额外费用。
海量数据管理有条不紊
正是那些为影片拍摄而专门设计的立体摄像机以及海量特效渲染成就了这部影片，使这部影片对动画渲染工作流程以及存储基础设施的需求达到了前所未有的高度。影片制作过程中大量的渲染计算产生了海量的数据。有人计算过，最终完成的影片，每帧的数据是12MB，而每秒钟24帧，因此，每分钟的数据就有17.28GB，整部影片长达160分钟，这将是多么庞大的数据量。而整个电影在制作过程中所产生的数据更是海量，据说大约有3PB。如此海量的数据，对于存储和管理将是一个很大的挑战。
在影片的整个制作过程中，所面临的主要数据存储挑战包括：如何有效地管理渲染集群所生成的海量数据，如何让众多的动画制作师快速地访问更新后的主版本纹理文件（纹理文件是该影片中描述物体外观的图片，如一片叶子或一缕头发，在渲染过程中包裹在3D模型外部，以生成生动的、足以乱真的动画形象）。
Weta Digital的首席技术官Paul Ryan说，在渲染过程中，同一图像的多个层次和局部画面合并形成一帧完整的电影画面。渲染墙中有1万个过程同时试图访问同一文件或文件组，而这将导致存储中的“热点”。为了缓解这一问题，Weta Digital采用了12个BlueArc的Titan服务器集群系统来存储并管理超过500TB的数据，以确保同时向数千个为《阿凡达》制作特效的渲染节点提供数据以及700TB的近线存储。BlueArc是HDS公司NAS产品的OEM厂商，在影片制作的高峰期，其NAS系统要服务于渲染库上超过34000个内核，全天候以每秒8GB的持续负载量处理16000个并发读写流程。尽管增加了更多的渲染节点，该存储系统依然能保持极高的吞吐量，最大程度地加快了工作进度，消除了主要瓶颈，并简化了数据管理。
在Weta Digital的存储系统中，除了BlueArc的NAS系统外，NetApp的存储系统也是一个重要的角色，并且两者分工合作，共同完成影片制作过程的存储工作，即BlueArc的系统负责存储那些渲染系统所产生的电影画面，而NetApp的集群存储负责为“渲染墙”提供数据。为此，Weta Digital引进了一个NetApp双节点高可用性集群FAS6080集群系统以及8台NetApp的FlexCache设备。FlexCache通过使用本地缓存卷自动复制“热点”数据，从而适应不断变化的使用模式。
据Paul Ryan称，NetApp的解决方案为Weta Digital削减了95%的数据管理开支，并提高了40%的存储系统性价比，还大大降低了消耗在存储处理上的CPU负载，实现了更短的访问延迟时间、更快的渲染频率，并提高了艺术家们的创作生产力。
新技术创造视觉奇迹
《阿凡达》中令人赞叹不已的视觉奇观背后，欧特克公司（Autodesk）提供的Maya和MotionBuilder等尖端、高效的设计工具起了不可磨灭的巨大的作用。
影片的导演卡梅隆和他的制作公司Lightstorm Entertainment利用革命性的Virtual Film Making技术，将虚拟摄像机、先进的动作表情捕捉技术、3D特效软件和实时呈现技术相融合，开创了一种前所未有的电影特效制作方式，实现导演在真实环境中与虚拟场景的紧密互动。他们通过使用欧特克的Maya和MotionBuilder软件，创造出一个虚拟的表演舞台，MotionBuilder在捕捉演员表演的基本动作的同时，将肢体或面部的动作数据映射给数字创造出的人物（CG角色）。而现场一台虚拟摄像机后，卡梅隆看到了过去只停留在他的想像中的阿凡达世界的画面，并可不断地指导或调整演员与虚拟环境间的互动，将真人的表演完美地融入计算机所创造出的世界里。
3D立体体验无疑是《阿凡达》视觉奇迹的核心部分。在整个影片拍摄过程中，绝对精准地规划出每一处画面的3D透视深度是保证震撼观影体验所必不可少的环节。Virtual Film Making技术（以MotionBuilder为平台）和Maya中三维立体场景制作解决方案，使原本在传统拍摄过程中对画面透视深度的不确定和反复修改成为历史。卡梅隆通过独特的3D虚拟影像撷取摄影系统拍摄出真人动作，映射到CG角色上并进行实时监测。而在影片最终完成前，Maya帮助导演从创作、编辑到观看立体内容的每一个环节对影片3D效果进行充分把控，从而大大降低了3D特效制作方面可能出现的失误。
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HP BladeSystem BL2x220c刀片服务器
功能强大的高能效HP BladeSystem BL2x220c刀片服务器拥有灵活的体系结构，能够让客户大幅节省成本、空间和电能。它所具有的灵活、高能效和价格合理的特点，可为客户提供高性能、分布计算应用所需的最大密度。HP BladeSystem BL2x220c刀片服务器正为全球一些能效最高、符合行业标准的超级计算集群提供强大支持。对于那些希望在不增加基础设施成本的前提下获得最高应用性能的企业而言，上述性能优势以及双倍的单机架性能使得HP BladeSystem BL2x220c成为他们的首选。
NetApp FlexCache存储设备
Weta Digital的存储系统中有4 套NetApp SA600 FlexCache存储设备，均采用双控制器高可用配置，运行 NetApp Data ONTAP 操作系统，安装450GB 15000转光纤磁盘驱动器。数据访问后端同时配置一套 NetApp FAS6000 高端存储系统，用于保留纹理文件母版。SA600使用FelxCache软件，在大规模渲染集群和FAS6000存储系统之间构成高度可扩展的“热点”数据缓存层。
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