Soul

Les secrets techniques de Soul, le dernier-né des studios Pixar

Les studios Pixar ont mis en ligne de nouveaux détails sur les innovations qui ont permis de donner vie au film Soul, actuellement visible sur Disney+. L’occasion pour nous de vous présenter ces différentes publications.

Les foules d’âmes, un défi majeur

  • « Rasterizing Volumes and Surfaces for Crowds on Soul » (par Sasha Ouellet, Daniel Garcia, Stephen Gustafson, Matt Kuruc, Michael Lorenzen, George Nguyen, Grace Gilbert), pour commencer, est une publication centrée sur une des difficultés majeures du film : la production de plans comportant des centaines de personnages volumétriques.
    La publication technique souligne que le pipeline pose-cache du studio, gourmand en entrées/sorties, était inadapté au monde des âmes. Les équipes systèmes et rendu prévoyaient que chaque plan dans cet univers allait nécessiter plus de 100To.
    Deux nouvelles technologies de rendu ont été développées pour contourner le problème, et sont explicitées dans la publication.

For expansive crowds of these characters to hit the same volumetric look while avoiding this I/O limitation, two new render-time technologies were developed. The first leveraged an existing volume rasterizer to pose volumes at render-time, informed by a lattice deformation. The second allowed for rasterization of surface primvars to be delivered to the volume shaders.

Des vêtements toujours plus détaillés

  • « Hypertextural Garments on Pixar’s Soul » (par Jonathan Hoffman, Matt Kuruc, Junyi Ling, Alex Marino, George Nguyen, Sasha Ouellet) se focalise sur un autre aspect du film. Pour créer du contraste avec le monde éthéré des âmes, le monde réel insiste sur les textures et détails, en particulier lors des gros plans. Les vêtements des personnages sont donc visibles de près, et l’équipe du film souhaitait que ceux-ci soient particulièrement détaillés pour souligner cette opposition entre les deux mondes.
    Afin d’arriver au résultat visible dans le film, l’équipe technique a mis en place un pipeline spécifique gérant les déformations au moment du rendu. C’est donc ce point qui est développé dans la publication.
    D’après cette dernière, les artistes du studio ont apprécié l’évolution, qu’ils soient spécialistes du shading ou des simulations.

Comment créer une âme

  • « Making Souls: Methods and a Pipeline for Volumetric Characters », est une publication de Patrick Coleman, Laura Murphy, Markus Kranzler, Max Gilbert que nous vous avions déjà présenté cet été lors de sa mise en ligne : s’y replonger sera néanmoins intéressant, maintenant que le film est sorti. Comme son nom l’indique, elle se concentre sur les personnages fantomatiques du futur long-métrage Soul.
    Pixar nous indique ici que le style visuel a nécessité l’implication de nombreuses personnes au sein du studio, de l’art department au lighting en passant par les shaders, TDs, développeurs. L’enjeu artistique était d’équilibrer l’aspect éthéré des âmes avec un design attrayant et une bonne lisibilité.
    L’équipe s’est notamment appuyée sur un système procédural sous Houdini pour obtenir l’aspect doux des personnages et les lignes dynamiques, et a mis en place un système de contrôle automatisé pour gérer les calculs de façon configurable et prendre en compte, lors des rendus, les modifications faites aux performances des personnages.

The soul characters in Disney/Pixar’s Soul have a stylized appearance that sets them into a unique world, which introduced many new challenges. Everyone from the art department and character modelers and shaders to the technical directors and developers in the effects, lighting, and software groups collaborated to bring this new visual style to screen. The soul world is abstract and ethereal; this needed to be balanced with visual clarity and design appeal. As our character rigging and animation tools use rigged surfaces, a key challenge was presenting a new representation derived from this data that meets our visual goals. To achieve softness of volumetric form and dynamically changing linework, we built a system to procedurally generate this data in Houdini. Significant numerical computation was required to create this data at the fidelity required. We developed an automated system for managing this computation in a configurable way, while keeping data for downstream renders in sync with changes to character performances.

Avec Pixar, la fin des problèmes de taille de vêtements

  • « Garment Refitting for Digital Characters » (Fernando de Goes, Donald Fong, Meredith O’Malley) enfin, est une publication portant sur une technique permettant d’ajuster des vêtements 3D entre différents personnages de morphologies variées. Le plan présenté dans la vidéo ci-dessous montre montre un cas concret : les jeans du premier homme ont été adaptés pour l’enfant, et celui de la femme adulte à l’adolescente. Le sweat du premier homme a été ajusté à tous les autres personnages. Enfin, le pantalon du second homme a été ajusté pour correspondre à la taille de l’adolescent.
    La technique s’appuie sur des itérations successives avec deux grandes étapes : une phase de relaxation (le vêtement est adapté à la forme de la cible tout en minimisant les distorsions du mesh) et une phase de réajustement qui remet à zéro l’espace entre le vêtement et le corps du personnage à l’aide de valeurs données par l’utilisateur.
    La technique gère des contraintes variées comme les épaisseurs multiples ou les coutures.

We present a new technique to refit garments between characters of different shapes. Our approach is based on a novel iterative scheme that alternates relaxation and rebinding optimizations. In the relaxation step, we use affine-invariant coordinates in order to adapt the input 3D garment to the shape of a target character while minimizing mesh distortion. In the rebinding step, we reset the spacing between the refitted garment and the character body controlled by user-prescribed tightness values. Our method also supports additional constraints that encode the spatial and structural arrangement of multi-layers, seams, and fold-overs. We employed this refit tool in Pixar’s feature film Soul to transfer garment pieces between various digital characters.

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