Tái hiện quá trình sáng tạo VFX: Con đường đến với mô phỏng thời gian thực của JangaFX

Trong những năm gần đây, GPU hiện đại đã định hình lại hầu như mọi khía cạnh của đổi mới công nghệ. Nhưng trong khi chúng ta thường thấy các tiêu đề về chatbot và trình tạo hình ảnh AI, JangaFX đang sử dụng sức mạnh tính toán hiện nay để chuyển đổi hiệu ứng hình ảnh (VFX) thông qua mô phỏng vật lý thời gian thực.

Nhờ những tiến bộ công nghệ bao gồm GPU NVIDIA RTX™ mới nhất và phần mềm khai thác tiềm năng của chúng, các mô phỏng vật lý phức tạp trước đây mất nhiều ngày để dựng hình giờ đây diễn ra theo thời gian thực. Từ tinh vân của EVE Online đến các vụ nổ điện ảnh trong League of Legends và từ các cuộc giải cứu rực lửa của Superman đến viễn cảnh vũ trụ của How the Universe Works – sự thay đổi mạnh mẽ này mang đến cả thách thức và cơ hội khi các studio tái hiện lại các quy trình sáng tạo của họ xung quanh phản hồi tức thời. JangaFX đang dẫn đầu những nỗ lực này trong việc đẩy nhanh các quy trình VFX bằng cách tạo ra các công cụ cho phép các nghệ sĩ làm việc trên đồ họa cao cấp một cách tương tác.

Nick Seavert, CEO và nhà sáng lập của JangaFX , bắt đầu mày mò với hiệu ứng hình ảnh (VFX) khi còn là một nhà sáng tạo trẻ, nói đùa rằng “Tôi hơi bị cuồng đốt phá khi còn nhỏ. VFX là cách an toàn để tôi chơi với lửa”. Động cơ của Seavert khi mô phỏng thực tế rất đơn giản: ông muốn có những vụ nổ tốt hơn, chân thực hơn. Tuy nhiên, các công cụ ban đầu của ông khiến quá trình này trở nên tốn công sức.

Những thách thức với lửa

Vào đầu những năm 2010, việc mô phỏng lửa và khói cần nhiều giờ để dựng một khung hình duy nhất. Và mặc dù thiết lập của Nick được trang bị phần cứng có khả năng vào thời điểm đó – ổ cứng 75 gigabyte và card đồ họa GTX 780 – phần mềm hoạt hình không tận dụng hết sức mạnh của GPU. Thay vào đó, họ sẽ sử dụng CPU để thực hiện tất cả các phép tính toán học phức tạp đằng sau các mô phỏng vật lý.

“Tôi hơi bị cuồng đốt phá khi còn nhỏ. VFX là cách an toàn để tôi chơi với lửa.” – Nick Seavert, Tổng giám đốc điều hành & Nhà sáng lập, JangaFX

“Tôi tự hỏi—tại sao GPU không thể xử lý được điều này?” Nick nhớ lại. Trong trò chơi, GPU đã cho thấy chúng có thể tạo ra hình ảnh tuyệt đẹp theo thời gian thực. Vậy tại sao không thể mô phỏng? Câu hỏi đó đã trở thành nền tảng cho EmberGen : một công cụ được thiết kế để cung cấp cho các nghệ sĩ tốc độ và khả năng tương tác mà họ cần để duy trì sự sáng tạo.

Phá vỡ rào cản Render: Sự ra đời của VFX thời gian thực

Trước khi GPU hiện đại ra đời, các công cụ mô phỏng chất lỏng như FumeFX phụ thuộc rất nhiều vào sức mạnh của CPU. “Tôi phải đợi 12 đến 24 giờ chỉ để dựng một khung hình duy nhất”, Nick nhớ lại. “Đến cuối cùng, ổ cứng của tôi sẽ đầy và hệ thống của tôi sẽ bị sập”.

Vào thời điểm đó, việc tạo hiệu ứng hình ảnh có nghĩa là phải chịu đựng một quy trình làm việc rời rạc. Phần mềm đầu tiên tính toán cách các hạt di chuyển hoặc khói cuộn tròn theo thời gian, sau đó đưa các phép tính này thành kết quả có thể xem được. Cả hai bước đều mất nhiều giờ và các nghệ sĩ thường phải làm lại mô phỏng nhiều lần. Việc chờ đợi liên tục đã làm giảm động lực sáng tạo.

EmberGen đã phá vỡ chu trình này bằng cách kết hợp mô phỏng và kết xuất thành một quy trình thời gian thực duy nhất. Nghệ sĩ giờ đây có thể điều chỉnh các thông số và ngay lập tức thấy hiệu ứng được kết xuất đầy đủ của họ, biến một công việc lặp đi lặp lại thành một trải nghiệm tương tác.

Nick tìm thấy cảm hứng trong Hammer Editor của Valve , cho phép người sáng tạo tinh chỉnh hiệu ứng hạt và trực quan hóa kết quả ngay lập tức. Nick giải thích rằng “Các công cụ của Valve chạy theo thời gian thực—bạn sẽ nhấp vào một nút, thấy một vụ nổ và ngay lập tức chơi đùa với nó”. Anh ấy muốn mang lại sự tức thời đó cho các mô phỏng thể tích 3D. Mặc dù ban đầu bị coi là không thể, nhưng những tiến bộ trong công nghệ GPU vào năm 2016 đã giúp mô phỏng chất lỏng theo thời gian thực trở nên khả thi, đặt nền tảng cho EmberGen .

EmberGen thay đổi quy trình làm việc như thế nào

Tác động của EmberGen được thể hiện rõ trong các trò chơi như EVE Online , nơi CCP Games phải đối mặt với một thách thức to lớn: tạo ra những đám mây dày đặc, có thể tích lớn có thể mang lại chiều sâu cho các trận chiến không gian mà không làm chậm quá trình sản xuất.

Những đám mây thể tích này đòi hỏi sức mạnh tính toán đáng kể. EmberGen đã giúp CCP Games loại bỏ những hạn chế này bằng cách tận dụng khả năng VRAM của GPU NVIDIA RTX™ – cho phép các nghệ sĩ chế tác và tinh chỉnh các đám mây phức tạp theo thời gian thực. Nhóm đã xuất các mô phỏng được tối ưu hóa này dưới dạng tệp VDB cho công cụ trò chơi của họ. Nick giải thích: “Chúng tôi muốn đảm bảo rằng các nghệ sĩ có thể lặp lại mà không có giới hạn”. “Công nghệ không nên kìm hãm sự sáng tạo”.

Công nghệ đằng sau phép thuật thời gian thực của Embergen

Điểm cốt lõi trong khả năng thời gian thực của EmberGen là cách nó tương tác với GPU, cụ thể là phần cứng hiện đại như dòng RTX™ 4090 và RTX™ 6000 của NVIDIA . Băng thông bộ nhớ cao và khả năng xử lý song song cho phép các ứng dụng xử lý hàng tỷ voxel (điểm ảnh 3D) cùng một lúc, giúp tăng tốc tính toán và hiển thị kết quả ngay lập tức.

Những nhà sáng tạo chuyên nghiệp có thể tiếp cận sức mạnh này thông qua các máy trạm được xây dựng cho các quy trình làm việc đòi hỏi cao này. Dell Precision 5860 Tower và Precision 7960 Tower , được trang bị các GPU NVIDIA RTX này, cung cấp nền tảng cần thiết cho mô phỏng và dựng hình theo thời gian thực. Kết hợp với các công cụ VFX của JangaFX , những nhà sáng tạo có thể nhanh chóng tạo ra các vụ nổ, đám mây tinh vân và nhiều thứ khác từ máy trạm của riêng họ.

Tại sao thời gian thực lại quan trọng

Đối với Nick và nhóm JangaFX , mô phỏng thời gian thực là về việc giảm các bước ẩn giữa nghệ sĩ và tác phẩm nghệ thuật. Khi nghệ sĩ có thể thấy tác động của những thay đổi của họ ngay lập tức, họ có thể tự do thử nghiệm và vượt qua các ranh giới. Sự tự do đó là điều khiến các dự án như đám mây thể tích của EVE Online trở nên khả thi. Đó cũng là động lực thúc đẩy nhóm tiếp tục vượt qua các giới hạn mà GPU có thể làm được.

“Chúng tôi không chỉ muốn tạo ra các vụ nổ,” Nick nói. “Chúng tôi muốn quá trình tạo ra các vụ nổ cũng mang lại cảm giác bùng nổ.”

Được thiết kế để có hiệu suất vô song, PC hiệu suất cao Dell Pro Max* khai thác toàn bộ tiềm năng của đồ họa chuyên nghiệp. Để tìm hiểu thêm về lợi ích của PC hiệu suất cao và GPU NVIDIA RTX, hãy nhấp vào đây

*Máy tính hiệu suất cao Dell Pro Max, trước đây được gọi là máy trạm Dell Precision