Star Trek Beyond – biliony polygonů v akci

10 months ago by in VFX články Tagged: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

Zatímco se letní oddechové období blíží ke konci, do kin se konečně dostal dlouho očekávaný třetí díl moderní filmové Star Trek série. Jeho podtitul zní Beyond ajelikož měl J.J.Abrams práce až nad hlavu s Epizodou VII, ujal se jeho tvorby režisér, který byl pro mnohé z nás nečekanou volbou. Justin Lin, sám velký fanoušek původního seriálu, nicméně doručil přesně to, co se od režiséra posledních dílů Fast and Furious dalo čekat rychlý a dosti zběsilý film. Film, který přestože považuji za nejhorší ze všech tří, přesto jsem se u něj většinu času dobře bavil.

Ano, záporák a jeho motivace byly dle mého názoru velmi slabé, film se občas až nepatřičně zvrhl v akční nářez připomínající F&F značku a celková myšlenka o “síle v jednotě” mi přišla tlačená až příliš na sílu… (já vím, já vím, ta uprchlická krize). I tak to ale dopadlo mnohem líp, než jsem čekal. Jelikož ale píšu tenhle článek, vy už jistě tušíte, že po stránce efektové se v tomhle filmu muselo dít něco moc hezkého. Je to tak, přestože za novým příběhem lodi Enterprise a její posádky nestálo ILM, některé efektové sekvence mě natolik potěšily, že bych všem milovníkům VFX doporučil zajít do kina i jen kvůli nim.

Hlavní VFX suprivozor Peter Chiang (John Carter, Godzilla, Exodus: Gods and Kings) a VFX producer Ron Ames (Avatar, Real Steel, Avengers: Age of Ultron) udávali směr celému trikovému snažení. Rozhodli se, že ambiciozní vizi režiséra Lina svěří pod křídla firmě Double Negative, které se dostalo pomoci od společností Atomic Fiction a Kelvin Optical, jež přispěchaly na pomoc všude tam, kde DNeg chyběly potřebné kapacity. Tak vznikla velmi úzká spolupráce malého množství VFX vendorů, kteří k sobě měli velmi blízko a jejich komunikace tedy na ničem nevázla. Tak byla zajištěna efektivita práce a jednotnost výsledného vizuálu.



Návrat a pád Enterprise

Přestože se až překvapivě velká část filmu odehrává mimo Enterprise, vytvoření nové verze legendární lodi bylo samozřejmě prioritou. Režisér k projektu přistupoval se zajímavou filosofií, jakýmsi mixem mezi staromileckým ctěním originálu a jeho vlastním moderním stylem. Jelikož vyrůstal na původním seriálu a dobře si pamatoval, jak Star Trek vypadal, když vznikal za provizorních podmínek, většinou s velmi omezeným rozpočtem, chtěl vizuál Beyond vtisknout tenhle “musíme si vystačit s tím, co máme” nádech. Neustále si tedy žádal méně dokonalé výsledné záběry, realističtější kamerové pohyby, rendery inspirované dokumentárními záběry NASA (plné tmavých míst a přepálených highlitů) a v neposlední řadě i “špinavější” a uvěřitelnější Enterprise. Enterprise, která byla navíc mnohem více založena na originálu z roku 1966, s velmi tenkým trupem a křídly spojujícími gondoly se zbytkem lodě.  Na CG model, který vyrostl ve studiích Double Negative, po celou dobu velmi blízce dohlížel.

3D supervizor Tosh Elliot a hlavní modeller Daniel Prentice převzali model lodi od ILM a začali ho přizpůsobovat potřebám nového filmu. To znamenalo udělat ho ještě detailnější než kdy dřív, tak aby fungoval nejenom v celcích, ale aby se dal přiblížit až na úroveň jednotlivých únikových modulů (kterých je ve filmu patřičně využito). Aby gigantický CG model mohl v počítačích vůbec existovat, muselo se na určitých jeho místech s geometrií šetřit, ve výsledku se však z velké většiny jedná o kompetní high-res model, okolo kterého se dá libovolně létat a do sytosti zoomovat. Autodesk Maya, The Foundry MARI a další použitý software se prý při tvorbě nesmírně zapotily.

O interiéry lodi se postarali Atomic Fiction, kteří vycházeli přímo z natáčecích greenscreen placů. Ty byly postaveny jako veliké kulisy na hydraulických platformách, které dokázaly dle potřeby rotovat a simulovat manévry a destrukci lodi. Přesně na míru těmto studiovým scénám pak vznikaly rozsáhlé digitální dokreslovačky a enviro extensiony. To vše probíhalo v Maye a MARI, renderováno ve V-Ray a samozřejmě i v úzce spolupráci s Double Negative, neboť obě firmy se úzkostlivě staraly o to, aby exteriér a interiér lodi přesně navazoval a její celková struktura dávala smysl. Ve výsledku si tak perfektně připravili půdu pro klíčovou sekvenci filmu – destrukci Enterprise.

Zajímavostí je, že Star Trek Beyond je první filmem v ST historii, kde herci nemuseli předstírat legendární záchvěvy můstku – jeho kulisa byla konečně upevněn na hydralické platformě, která s ním doopravdy klepala. Více ve videu:


Fascinující hejna dronů

Pakliže bych měl vyzdvihnout jedinou sekvenci Star Trek Beyond, byla by to dozajista ta, ve které se hejno lodí záporáka Kralla poprvé střetne s lodí kapitána Kirka a během několika minut ji rozloží na prvosoučástky. V průběhu celé této části filmu jsem skutečně seděl s prsty zaťatým do opěradel sedačky, napjatý až k prasknutí. Režisérovi a jeho tvůrcům se podařilo vytvořit neokoukaný typ technologie, který při svém útoku nahání strach a nejistotu. Digital Domain už sice podobný typ mimozemských hejn představili pro film Ender’s Game, ale tam se většina bitev děla na virtuálním bitevním poli. Zde šlo o bezbrannou Enterprise a destrukce probíhala v bezprostřední blízkosti bylo to tedy osobnější a mnohem působivější. To, že se jednalo o obrovskou výzvu pro VFX tým, bylo jasné už z prvních trailerů.

Chování Krallovy flotily dronů vycházelo ze studie hejn ptactva, hmyzu a ryb. Úkolu se zhostili Double Negative, kteří měli za úkol zachytit, nasimulovat a následně i ovládnout ty překrásné vzory, podle nichž se taková seskupení individuálních organismů pohybují. Po dlouhém a náročném sběru dat pak v DNEg přišli s algorytmy, řídící se relativně jednoduchými pravidly “následuj vůdce”. Šlo o simulace statisíců jednotek, které měly vždy jeden vůdčí bod, jehož pohyby více čí méně přesně kopírovaly až do chvíle, než byl zvolen vůdce nový. V tu chvíli se vydaly za ním a tím začaly vznikat na pohled ohromující, v jádru však v podstatě prosté obrazce.

attack7
V DNEg se však nezastavili tam. Systém poháněly simulace, umělci tvořící filmové záběry však potřebovali mnohem více kontroly nad výsledkem. Vývojářské oddělení jim tedy dodalo tooly na to, aby se mohli libovolně ujmout vedení vůdčích jednotek a ke všemu ještě mohli definovat geometrickou formaci, kterou pronásledující swarm zaujímala. Takto vznikla pipeline, jíž se řídily všechny záběry sekvence: animátoři vedení supervizorem Michaelem Lumem nejdříve vytvořili hrubou animaci Enterprise, poté přidali trajektorie pár desítek útočících lodí. Teprve v závistlosti na nich pak probíhaly simulace zbytku, které někdy zahrnovaly až 200 000 lodiček v jednom záběru.

Autoři však kdykoliv mohli znovu přijít a tam, kde se jim simulace nelíbila nebo vyžadovali něco konkrétního (například několik přesně načasovaných lodí vrážejících do trupu Enterprise), mohli do dění zasáhnout ručně. Jelikož však byly tyhle ruční úpravy velmi náročné, z velké části o nich bylo rozhodnuty už v previzu, který byl úzkostlivě naplánován dlouho před natáčením. V téhle fázi se vyplatilo to, jak pečlivě DNeg a Atomic Fiction vybudovali Enterprise, aby dávala smysl zvenku i zevnitř – ve většině případů se totiž ruční úpravy týkaly záběrů, kdy je trup lodi roztržen prolétajícím dronem a je odhalen kus interiéru. Trikaři se museli nejenom postarat o ZBrushové úpravy trhliny, ale často i domodelovávali celé části vnitřku lodi odhalené nárazem.

Z nastolené pipeline se nicméně vyjímala závěrečná sekvence útoku na superstrukturu Yorktown (o které si povíme níže). Záběr na střet USS Franklin se záplavou útočících lodí totiž vzhledem ke své monumentálnosti nejdříve vznikl pomocí simulací v podobě vodní vlny a tu si teprve potom vzali do parády trikaři a učesali ji přesně pro potřeby záběru.

 

 

Zbraně proti nepřehlednosti

S tak obrovskými počty lodí útočících na Enterprise samozřejmě přicházel i problém s nepřehledností. Jak se dá zachytit chaotická akce ve vesmíru, kde není atmosféra ani jasná orientace v tom, co je nahoře a dole, kde navíc statisíce lodí krouží relativně blízko kameře – a při tom udržet divákův přehled o tom, co se vlastně děje? Aby tento problém vyřešili, přišli autoři s několika důmyslnými postupy.

V první řadě se rozhodli skupiny lodí v rozdílné vzdálenosti od kamery svítit trochu jinými světly. Když použili pouze jediný směrový (a fyzikálně správný) zdroj světla od nejbližšího slunce, scéna se slila dohromady a působila uniformně a nezajímavě. Tak postupem času došli v DNeg k závěru, že rozdílné svícení pro jednotlivé plány nejenže od sebe efektivně oddělí frenetické dění, ale zároveň vše vypadá lépe.

Druhým postupem se stalo renderování rozdílných typů lodí. Nejenže měly jednotlivé jednotky swarm různý level-of-detail v závislosti na jejich vzdálenosti od kamery (to aby šlo výpočty milionů polygonů vůbec utáhnout), autoři pro blízké a vzdálené drony navíc použili i jiné modely. Samotné lodičky byly svým designem velmi hranaté a chytaly jen určité highlighty na svých okrajích. To prý krásně fungovalo v detailech a ve středním plánu. Jakmile ale šlo o hejno v dáli, záplava drobných odlesků byla dezorientující. Proto autoři v zadním plánu využili zaoblenější modely s méně hranami – tím zajistili jednolité highlighty a kromě toho hezčí a přehlednější záběr.

Třetí metodou pak bylo lehká desaturace zadního plánu. To sice bylo také podváděním na poli realismu (vesmír je stejně barevný v dálce jako nablízko), spojením všech tří metod však dosáhli kýženého výsledku a usnadnili tak vyprávění příběhu.

franklin-swarm

Ohromující Yorktown

Obrovská vesmírná kolonie Yorktown a sekvence při jejím prvním odhalení byla jednou z těch částí filmu, která mě vizuálně nadchla. Za jejím vznikem opět stálo Double Negative a ti nyní hrdě prohlašují, že se jednalo o zatím nejkomplexnější model s jakým kdy měli tu čest. Vše začalo vybudováním základových konstrukcí, které se skládaly z vnějšího pláště, mnoha vstupních komor a pokračovaly do středu, kde se nacházelo 32 gigantických paží na nichž se následně měla rozkládat hustě zabydlená města. Už v této základové fázi měl přitom model přes 200 miliard polygonů.

Autoři měli k dispozici téměř tisícovku unikátních modulárních částí, z nichž ručně seskládali celou základnu. Tyto části už byly předpřipravené, měly vyřešené textury i shading, hlavní tedy bylo je rychle a inteligentně rozposouvat a narotovat tak, aby proplétající se prstence působily elegantně, ne chaoticky. Stejný úkol měl i tým, který na nich z 60 modulárních typů budov (většina byla inspirována architekturou Dubaje) začal tvořit města. Ta nejdříve zkoušeli generovat pomocí svých procedurálních nástrojů, brzy však zjistili, že spousta lokací vyžaduje ruční pozornost. Vše přitom probíhalo v Maye na izolovaných kusech obrovského modelu vcelku bylo možné Yorktown vidět pouze při exportu do programu Isotropix Clarisse, který inteligentně generoval point cloudy a dokázal tak kolos renderovat téměř realtime.

Pro zaplnění měst dopravou a chodci v DNeg využili in-house software Riot, díky kterému do ulic nahnali digitální agenty složené z komparzistů nascanovaných přímo na natáčecím placu. Stejným způsobem vznikl také ruch na “obloze” Yorktownu, který sestával z předmodelovaných lodiček, jež přelétávaly nejen podél ramen superstruktury ale i mezi nimi. Veškeré záběry z povrchu byly natáčeny během hlavní produkce v Dubaji.

Finální model se skládal z neuvěřitelného 1.3 bilionu polygonů ( = 1,3 milionu milionů). Double NEgative tímhle výtvorem ve finálních fázích produkce prý několikrát narazili na limity v tom, co zapojené programy dokázaly utáhnout – a tak si nejednou zažádali přímo u Autodesku a ostatních výrobců, aby jim dodali rychle patche pro zvýšení výkonu. “Teprve když jsme vše přizpůsobili pro použití v Clarisse, mohli jsme se na model podívat v celé jeho kráse,” vzpomíná Rhys Salcombe, 3D sequence supervizor projektu. “Bylo to skutečně ohromující.”

 

 

Celý projekt moc pěkně shrnul Ron Ames pro časopis Cinefex: “Za svou kariéru jsem mohl sledovat, jak se filmové efekty, původně okrajová oblast, která vznikala často až po natáčení, proměnily v nedílnou složku produkce. Vlastně už o nich dnes ani nesmýšlíme jako o efektech – staly se pevnou součástí moderní filmové řeči. Na tomhle projektu se sešel tým, kde byli na všech pozicích lidé, kteří si toto uvědomovali a přesně takový proces respektovali. Byla tu krásná atmosféra spolupráce; když měl někdo problém, ostatní pomohli. Tenhle způsob práce je skutečná radost.” A výsledek podle toho (až na pár výjimek) doopravdy vypadá.

Skvělé 50minutové povídání o tvorbě Star Trek Beyond od Atomic Fiction supervizora Kevina Baillie:


Zdroje: Cinefex, FXGuide, Art of VFX

Podobné články

Freelance filmař, trikař a grafik. Cinematic Designer ve Warhorse Studios. Redaktor časopisu Pixel a tvůrce VFXcz.

  • Petr Hoffmann

    Díky Martine, už týden čtu tvůj web kažý den a naplňuje mě to krásnými pocity, díky, jsi skvělý!