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告别卡卡卡从GPU加速开始,NVIDIA Studio为分形艺术加速

2022-07-08

“ 感知技术 · 感触CG · 感受艺术 · 感悟心灵 ”

中国很有影响力影视特效CG动画领域自媒体


把创作比喻成旅游是个什么样感受?这可不是什么文艺的说法,著名的分形艺术创作者、CG 艺术家、教育家兼策展人杨雪果真的做到了。在分形艺术的创作过程中,杨雪果要创造出成千上万个分形艺术的样品,并在其中找到一个唯一合适的样品,然后再加工,合成,打磨成最终的艺术品。

杨雪果的《虚空造物》系列作品


像下图这样将现有的事物打破,重构,寻找多种概念和方法相互冲击,但又相互融合的创作方式,被称为分形艺术,最早由IBM研究室的数学家曼德布洛特提出,旨在探讨非整数的几何图形,而是在越来越细微的尺度上不断自我重复,是一项研究不规则性的科学。

说人话就是,给分形艺术一个框架,在现有框架内不断更换材质,不断重复,不断内卷。想想就脑壳疼。

重点是,数学创造的东西,一旦狂野起来,那可就是不修边幅的。分形艺术的内容创作者们,需要在成千上万被分形系统、分形算法构建好的样品中,寻找到合适的观察角度,合适的概念融合,合适的材质融合。正因为如此,杨雪果将分形艺术的创作过程,称为探索与发现艺术的旅行。


CG艺术家、教育家兼策展人杨雪果


从主观想象创作向客观探索的转变,依靠分形系统中的算法不断生成,再通过艺术家的审美和表达完成作品创作,听起来似乎是一件让人高兴的美差。但实际上过程并不像我们想象的那么轻松。

原因很简单,这个看似轻松的创作模式,实际上,分形艺术不仅对艺术审美要有很强的把控力,看似好看的图形,找到适合它的艺术表达方式也有一定的难度。重点是,分形艺术很吃算力!

试想一下,上一次你载入《GTA V》游戏花了多少时间?如果分形艺术创作中,每一个样品都花费数十分钟的渲染和生成,获得的绝大部分样品成果还是不修边幅、无法入眼的,紧接着,你还要花费足够的耐心,一张样品、一张样品的寻找合适的角度,每一次转动都需要数秒的等待图像渲染与生成。没有错,看着PC卡卡卡卡卡,就是分形艺术创作者早年面对的常态。换成别人,大概率是受不了的。换句话说,杨雪果老师当年的耐心,可不是一般的好。


没有耐心,是做不了分形艺术家的


但我们也不要急着对分形艺术敬而远之,毕竟时代和技术都是在进步的,在遭遇了无数次没有尽头的卡顿之后,杨雪果遇到了NVIDIA Studio。新旅程的故事,就这么开始了。

杨雪果的《虚空造物》系列作品



告别卡卡卡,从GPU加速开始


分形艺术最大的创作最大的难点是,你必须是个受过专业训练的艺术创作着,要擅长使用Photoshop、3ds Max、Substance Painter、Zbrush、UE5、Gaea这样一大堆的主流创作工具,但不要以为学会、善用就完事了,这仅仅是入门的开始。


紧接着,你得熟悉分形系统的算法和公式,比如杨雪果就会用上Mandelbulb3D、Mandelbulber、Jwildfire、Chaotica等一系列分形应用创作出3D或2D内容。每一步操作都必须经历OpenCL编译、预览、渲染,并且还要接受其中99.99%的样品丢进垃圾堆,最后0.01%的精品样品成为有价值艺术创作品的可能性。

杨雪果创作的类人生物让人不禁想探究世界本源


这样的过程必须确保系统的稳定,比如在漫长等待的最后是蓝屏,一定是包括分形艺术家在内的所有内容创作者都不愿意看到的画面。并且,还必须让整个创作过程尽可能的快起来。


这个看起来既要“鱼”又要“熊掌”的想法,其实在NVIDIA Studio中已经实现。NVIDIA Studio其实是一套完整内容创作解决方案的集合,包括硬件、驱动、软件优化、稳定性等诸多方面的优化。包含有NVIDIA Studio认证的PC,可以轻松做到创作过程中又快又稳。甚至,我们看到的NVIDIA Studio解决方案,会以笔记本的形态呈现。


将快且稳压缩到一个笔记本内,光是听起来就很厉害的样子。而事实上,NVIDIA Studio生态中设计本型号已经多达上百款,并且每隔一段时间都会不断推陈出新。

NVIDIA Studio设计本,华硕ProArt创16 2022


得益于NVIDIA Studio对内容创作的加速,前面提到的OpenCL编译、预览、渲染均可由NVIDIA Studio交给RTX GPU完成。凭借着在图形领域的强大性能,OpenCL编译被压缩到短短的数秒内,预览、渲染样品效果,更是即时完成,无需等待。


这意味着成千上万的分形艺术创作样品,在强大的GPU性能推动下,被压缩到了很短的时间,通过一款NVIDIA Studio认证,形态轻薄的设计本就能轻松完成。


NVIDIA Studio设计本带来的强大的性能让杨雪果甚至放弃了在纸面上绘制草图,而是直接通过设计本在3D软件上完成基本的造型建模,随后将其高度信息提取出来,在进入到分形系统构建的各种各样的数学公式中。接下来就厉害了,凭借着GPU强大运算力,分形系统能够随机组合出千变万化的样本。


杨雪果的《虚空造物》系列作品


分形艺术作品包含极复杂的3D数学形状


也只有这时候,杨雪果才会强调自己是个探索者的角色,在成千上万的样本中找到自己满意的成果。NVIDIA Studio把艺术创作的痛苦过程,变成了顺畅的发现之旅。


而最终样品会被拿出来进一步加工,它既可以再一次使用不同的分形系统特效寻找新的效果,也可以转化回代码状态反复尝试,以最终获得让人满意的成品。每一个过程,NVIDIA Studio也参与到了其中。

“发现”而非“创造”的理念源自于杨雪果对自然界事物、物理学、哲学、中医学的强烈兴趣



让分形艺术进入元宇宙


事实上,关于杨雪果与NVIDIA Studio的故事只说了一半。通过NVIDIA Studio设计本,杨雪果也接触到了来自云端的NVIDIA Omniverse。

NVIDIA Omniverse是一个更进一步的All In One解决方案理念,它的强大足以让前面提到的大部分软件都能无缝衔接的融入其中。更确切的说,时下流行的元宇宙概念,或多或少都需要NVIDIA Omniverse作为钥匙打开元宇宙大门。


分形创作亦是如此。文章前面我们已经提到,分形艺术不仅要使用Photoshop、3ds Max、Substance Painter、Zbrush、UE5、Gaea这样的主流软件,还需要Mandelbulber、Jwildfire、Chaotica等一系列分形应用。每一个专业软件都有独特的文件格式,兼容性成了让人头疼的问题。


举个不恰当的例子。这相当于,分形艺术创作者们,需要长时间的面对用Photoshop阅读Word文档的苦差事,但为了艺术,又不得不做。


现在NVIDIA Omniverse直接打破了这个壁垒,创作者再也没有了文件格式转换的烦恼,NVIDIA Omniverse的所见即所得跨越了专业软件之间不兼容的壁垒,前一秒可能还在用UE5建模,后一秒就已经开始使用Photoshop进行合成。如果你有内容创作的合作伙伴,甚至还能看到多种专业软件在线同时协作,作品所见即所得的神奇景象。


甚至平时没想到的创意,在NVIDIA Omniverse打造的元宇宙世界中,也能够轻易获取。例如利用采自于真实物理材质的NVIDIA vMaterials MDL材质库,杨雪果能利用玻璃和金属等材质打造出宇宙虚空氛围。素材库中的资产和场景,能够Omniverse RTX路径追踪渲染器实现近乎实时的物理级光线追踪效果,并最终在Omniverse Create中形成最终渲染作品,所有操作可以一气呵成。



与此同时,作为内容创作者,上面提到的细节其实不必了解得如此清楚。对于创作者而言,只需要任意一款NVIDIA Studio设计本,就能快速的完成内容创作,甚至还会收获到意想不到的突破。


比如好莱坞主流的USD三维通用数据格式就已经与NVIDIA Omniverse Create无缝兼容,利用最新的RTX实时光影与AI降噪技术进行电影级的实时渲染。在进行3D或2D创作的时候,一不小心把动画效果也搞出来了,光是听起来就特别带劲。



用杨雪果的评价来说, “这是一场全新的创造体验,全实时的架构以及A.I.技术的加持,以及无障碍的跨平台合作机制和交互应用,给创作者带来了思维方式的改变与技术流程的升级”。



写在最后:突破艺术新造诣


如果仅从商业角度出发,类似分形艺术这样的CG创作品其实会有很高的实效性,但在理念上,CG又是相当前沿的,这对PC有了更苛刻的要求。就像游戏PC一样,没有强大的硬件性能支撑,那么创作的流畅度和丰富的创作想法,将会不停的被打断,对于创作者而言,无疑是一种煎熬。

杨雪果喜欢以音乐作为灵感的媒介,特别是摇滚乐和重金属音乐,这很大程度上影响了他对颜色和纹理的表达


但对于创作者而言,为了内容创作而去了解计算机硬件和知识似乎有些本末倒置,NVIDIA Studio设计本的诞生正好完美的解决了这些问题。在软硬件、驱动、云端的全面布局下,创作者从早年的注重繁琐的操作实践,转向了专注于思想与创意的挖掘。并且随着NVIDIA Omniverse不断普及,内容创作、协作流程获得了极大的优化,从一时兴起的想法到最终作品的呈现,只需要很短的时间。

杨雪果不断尝试新的颜色和纹理,以求进一步激发思考


利用NVIDIA Studio设计本,像杨雪果这样的创作者也终于抛开了繁琐操作、漫长等待和意外蓝屏等突发情况。现在,他们可以沉下心,将所有精力放在作品上,寻找艺术造诣更高层次的突破了。




全文完

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