Particelle e VFX.

Un altro aspetto dell’animazione nei vfx è l’uso di sistemi particellari. Migliaia e milioni di particelle vengono create e guidate mediante funzioni matematiche: fumo, pioggia, scintille, polvere, sabbia ecc vengono ricreati in 3d mediate l’utilizo di sistemi particellari. L’animatore di solito imposta parametri come colore, intesità, grandezza dei granelli, sfocatura dei bordi, ecc per ottenere l’effetto desiderato.

Ogni particella nasce, vive e muore. Le diverse funzioni matematiche possono essere attribuite a tutte le particelle o individualmente. I sistemi particellari richiedono enormi risorse di calcolo come le simulazioni dei corpi rigidi viste precedentemente.

Sims, Hardware e Caching.

Le simulazioni e i sistemi particellari richiedono una computazione completa per ottenere l’effetto desiderato. Se immaginiamo di voler renderizzare una nuvola di polvere creatasi dopo il contatto di un oggetto con il suolo, dovremo attendere la completa simulazione per poter renderizzare un frame. Questo perchè il calcolo è intesivo e ogni frame dipende dallo stato precedente della simulazione. Potrebbero passare ore o giorni attendendo la fine di simulazioni complesse; ad ogni variazione di input, la simulazione viene ricomputata dal principio.

Si nota quindi come sia importante una struttura hardware adeguata e sopratutto una continua ricerca e studio al fine di fornire al mercato tempi di calcolo ridotti. Al termine di una simulazione, l’oggetto creato viene messo in cache, alias salvato su disco, per permettere uno scrubbing veloce e sopratutto il rendering.

Nel prossimo articolo vedremo la premoltiplica.

Simulazioni.

Quando si parla di sim nel mondo dei vfx, ci si riferisce alle simulazioni. Queste sono modelli matematici applicati agli oggetti in scena e simulano fenomeni fisici come gravità, attrito, frizione, fluidodinamica, ecc.

Le sims sono fondamentali poichè vanno a diminuire il carico di lavoro dell’animatore, sopratutto se si tratta di molti oggetti. Le formule matematiche applicate rendono il render definitivo più realistico di una classica animazione a mano. Nel mondo dei vfx, comunque, se una cosa sembra corretta, è corretta. Non conta se le forze in gioco non sono corrette, l’importante è il look definitivo.

Sims e Hardware.

Per esempio, immaginiamo un cubo sospeso in aria. Gli applichiamo una massa e un forza gravitazionale; a questo punto eseguiamo una sim e osserviamo come il cubo precipita e collide con il terreno. Una simulazione del genere richiederebbe molto più tempo all’animatore e in più potrebbe non risultare realistica se creata a mano. Un altro aspetto da considerare è la “folla”. Se dobbiamo simulare interi eserciti o migliaia di palline è necessario un software che faccia le cose per noi, altrimenti avremmo bisogno di migliaia di animatori.

Grazie alla complessità dei modelli matematici, ci sono tante variabili in gioco. Queste vengono mappate a slider o input box permettendo all’utente di modificare le forze in gioco. Nella simulazione del cubo vista precedentemente, l’utente potrebbe modificare i coefficienti di attrito del cubo o del pavimento cambiando radicalmente la simulazione. Un animatore avrebbe dovutto animare l’intera scena, il nostro software invece, con le nuove variabili, calcola i nuovi step con una ulteriore simulazione.

Le simulazioni sono di solito sempre complesse. Gli animatori spesso non conoscono le leggi matematica che legano il movimento di un vestito sotto l’effetto del vento, della turbolenza e di compressioni e trazioni. Generalmente sono solo le variabili in gioco a venire modificate, saranno i diversi modelli matematici a simulare tutto.

Nel cinema odierno vediamo sempre più simulazioni fatte a computer: edifici che collassano, oggetti che si distruggono, esplosioni, inondazioni, ecc. Rispetto all’animazine tradizionale, le simulazioni richiedono migliaia di processori per ottenere risultati in termini brevi. L’hardware e le render farm sono quindi essenziali in una post produzione avanzata: non solo i render, infatti, ma anche le simulazioni richiedono una buona potenza di calcolo.

Grazie all’nvidia negli ultimi anni stiamo assistendo a una rapido passaggio dai calcoli effettuati in cpu a simulazioni effettuate in gpu. Ebbene si, grazie a cuda, l’nvidia sta portanto la computer grafica verso livelli sempre più alti aumentando la precisione dei dettagli e diminuendo i tempi di calcolo.

Nel prossimo articolo vedremo i sistemi particellari.