Pixar: la sfida delle superfici volumetriche

by Riccardo

Nel nuovo film Soul, targato Pixar/Disney, i tecnici hanno dovuto studiare nuova metodologie di renderizzazione per rappresentare i personaggi in una consistenza volumetrica, soffice ed eterea.
Cerchiamo di capire l’approccio metodologico utilizzato.

Come ormai sappiamo, ogni produzione della casa californiana Pixar nasconde sfide implementative che il team di produzione affronta introducendo nuove metodologie e a volte nuovi algoritmi sviluppati ad-hoc.
Anche in questo caso, il film Soul non tradisce le aspettative.
Oltre ad essere il primo lungometraggio che ha un protagonista di colore, Soul ha affrontato la sfida di rappresentare delle anime, uscendo dagli archetipi tradizionali legati alle varie religioni, cercando al contempo di evitare possibili controversie sulla caratterizzazione grafica all’interno del film.
Così, come afferma Pete Docter (regista del film) in un’intervista, il punto di partenza nel concept grafico dei personaggi è stato proprio questo: “Okay, what do various religions say about souls?” They use non-physical, vaporous [terms].” Una materia-non materia.

Sfide implementative

In questo caso, una delle sfide più evidenti ha riguardato la realizzazione dei personaggi, nella loro morfologia volumetrica e poligonale e, soprattutto, dalla loro apparenza eterea.
Concettualmente, il materiale doveva rispondere ad una visione “sospesa”, quasi immateriale, pur conservando la riconoscibilità formale ed espressiva.
A tale scopo, il team ha dovuto progettare un nuovo shading node per forzare un effetto di illuminazione e traslucenza andando a generare una diffusione artificiale sulla base della mappa normale.
In pratica, lo shading programmato calcola il colore del canale albedo attraverso la mappa normale, resa più tenue, tramite algoritmi di blur e l’utilizzo della tecnica Signed Distance Function (SDF), in modo da conferire maggiore “morbidezza” superficiale in funzione della camera di ripresa.

Manipolazione della Albedo sulla base della normal-map

Questo approccio, ha permesso il riutilizzo della topologia poligonale di alcuni personaggi secondari, andando a personalizzarne solo alcuni parametri materici nell’algoritmo, snellendo di fatto il flusso di lavoro.
Per conservare i dettagli espressivi del volto e delle movenze, sono stati aggiunti delle mesh lineari, riggati in modo ortogonale la camera e animati separatamente, per lo più ricavati dall’unione dei vertici superficiali complanari il piano di ripresa della camera, eventualmente accentuati negli spessori e densità, in modo da conservare pieno controllo delle pose dei personaggi.

Outline riggata e sovrapposta ai volumi

La creazione dei volumi generati dal nuovo shader sviluppato, sono stati implementati nel software Houdini, generando per ciascun personaggio più volumi sovrapposti, in parte occlusi tramite maschere di contorno, per consentire la visibilità di superfici mesh (come per esempio gli occhi, la lingua i denti, ecc.).

References:
SIGGRAPH ’20 Talks, August 17, 2020, Virtual Event, USA
© 2020 Copyright held by the owner/author(s).
ACM ISBN 978-1-4503-7971-7/20/08.
https://doi.org/10.1145/3388767.3407361

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