Цифровая молекулярная материя

Физический движок промежуточного уровня

Digital Molecular Matter ( DMM ) — это запатентованный физический движок промежуточного программного обеспечения , разработанный Pixelux для создания реалистичных эффектов разрушения и деформации. Офлайн-версия может поддерживать моделирование высокого разрешения для использования в спецэффектах фильмов. Версия в реальном времени предназначена для видеоигр и других нужд моделирования, пытаясь имитировать физические системы реального мира. В отличие от традиционных движков моделирования в реальном времени, которые, как правило, основаны на кинематике жесткого тела , использование анализа конечных элементов (FEA) позволяет DMM имитировать большой набор физических свойств. Разработчики могут назначать физические свойства заданному объекту или части объекта, что позволяет объекту вести себя так, как он будет вести себя в реальном мире (лед, мармеладный мишка и т. д.). Кроме того, свойства объектов или частей объектов можно изменять во время выполнения, что позволяет создавать дополнительные интересные эффекты.

DMM можно создавать или использовать в Maya или 3ds Max для создания визуальных эффектов на основе моделирования.

Премия «Оскар»

В 2015 году трое из ключевых архитекторов DMM, Джеймс Ф. О'Брайен , Эрик Паркер и Бен Коул, были отмечены за свою работу над DMM премией «Оскар» . ^[1] Цитата о присуждении награды гласит:

Бену Коулу за разработку системы разрушения Kali, Эрику Паркеру за разработку инструментария Digital Molecular Matter и Джеймсу О'Брайену за его влиятельные исследования методов конечных элементов, которые легли в основу этих инструментов.

Объединенные инновации в Kali и DMM предоставляют художникам интуитивную, арт-директную систему для создания масштабируемых и реалистичных симуляций разрушения и деформации. Эти инструменты установили методы конечных элементов как новую точку отсчета для правдоподобного разрушения на экране.

Доступность платформы

DMM доступен и оптимизирован для Microsoft Windows , Xbox 360 , Sony PlayStation 3 , Apple Mac OS X и Linux .

Функция

DMM — это система физического моделирования, которая моделирует свойства материалов объектов, позволяя им ломаться и гнуться в соответствии с приложенным к ним напряжением. Конструкции, смоделированные с помощью DMM, могут ломаться и гнуться, если они физически нежизнеспособны. Объекты из стекла, стали, камня и желе можно создавать и моделировать в реальном времени с помощью DMM. Система достигает этого, запуская моделирование конечных элементов, которое вычисляет, как материалы будут себя вести на самом деле.

Использовать

DMM использовался в фильме LucasArts « Звездные войны: Сила необузданная » и снова использовался в фильме «Звездные войны: Сила необузданная II » . ^[2]

Также доступны плагины для Autodesk Media & Entertainment's 3ds Max и Maya animation software. Плагин встроен в Maya 2012. ^[3]

DMM интегрирован с Gamebryo , Trinigy Vision Engine , Irrlicht , OGRE и другими игровыми движками.

Компания MPC Moving Picture Company интегрировала DMM в свой внутренний программный конвейер, известный как Kali. ^[4]

Фильмы с использованием DMM

Несколько фильмов использовали DMM для создания офлайн-спецэффектов. К ним относятся:

• Аватар (2009) – Деревья ломаются, вертолеты врезаются друг в друга – Weta Digital ^[5]
• Sucker Punch (2011) – Каменный пол и статуи, деревянные колонны, экстерьер здания и другие элементы в сцене храма – MPC ^{[6] [7] [8]}
• Исходный код (2011) – Поезд врезается в кирпичную стену – MPC ^[9]
• Люди Икс: Первый класс (2011) – Уничтожение корабля – MPC ^{[10] [9]}
• Шерлок Холмс: Игра теней (2011) – Башня рушится, снаряд пронзает дерево, стена разбивается снарядом – MPC ^[11]
• Гарри Поттер и Дары Смерти – Часть 2 (2011) – Каменные рыцари – MPC ^[12]
• Миссия невыполнима – Протокол Фантом (2010) – Разбитое стекло в серверной – Fuel VFX ^{[13] [14]}
• Гнев титанов (2012) – MPC ^[15]
• Белоснежка: Месть гномов (2012) – Prime Focus – Сцена разрушения коттеджа королевы ^{[ необходима ссылка ]}
• Прометей (2012) – MPC ^{[16] [17]}
• Авраам Линкольн, Охотник на вампиров (2012) – Method Studios – Сцена разрушения моста ^[18]
• Астерикс и Обеликс: Au service de Sa Majesté (2012) – Разрушение деревянного корабля
• Координаты «007: Координаты «Скайфолл»» (2012) – Крушение вертолета – MPC ^[19]
• Кампания (2012) – Сцена избиения младенца
• Человек из стали (2013) – MPC ^[20] – разрушение битвы в Смолвиле
• Джек – покоритель великанов (2013) – Разрушение замка – MPC ^[21]
• После нашей эры (2013)
• Олимп пал (2013)
• Хороший день, чтобы умереть (2013) – Вертолетный обстрел/Уничтожение труб – Метод ^[22]
• Тепло наших тел (2013) – Разрушение стен – Эффекты взгляда ^[23]
• Невероятная жизнь Уолтера Митти (2013) – MPC – несколько сцен, включая сцену уличной драки
• 300 спартанцев: Расцвет империи (2013) – MPC – Различные сцены разрушения, включая выстрел стрелой
• Одинокий рейнджер – MPC ^[24] – Уничтожение деревьев в последовательности атак команчей
• Тысячная улица
• Годзилла – MPC ^[25] – Разрушение всего города в эпическом третьем акте
• Седьмой сын – MPC
• Люди Икс: Дни минувшего будущего – MPC
• 47 Ронинов – MPC
• Помпеи
• Малефисента – MPC
• Новый Человек-паук 2 – Рекламные щиты на Таймс-сквер – Sony Pictures Imageworks. ^[26]
• Стражи Галактики – MPC
• Грань будущего ^[27] – ландшафт, транспортные средства, инопланетное «имитирующее» существо – Sony Imageworks, MPC
• Темные тени – MPC ^[28] – Трещины в сердце и коже, разрушение деревянной статуи
• Жизнь Пи – MPC
• В шторм – MPC
• Форсаж 6 – MPC
• Война миров Z – MPC

Телевизионные шоу, короткометражки и рекламные ролики с использованием DMM

• « Столпы Земли » — Первая церковь, сгоревшая в огне — UPP ^[6]
• Травма (эпизод 1) — Металлические перила гнутся, когда вертолет врезается в здание — Stargate Digital
• Падающие небеса
• Рекламные ролики Terminex от Vando Studio:
  • "Луч"
  • «Разрушение домов»
  • «Скользкий осьминог»
  • «Висячий жук»
  • «Яйцо» (Vimeo)
  • «Коридор» (Vimeo)
• Реклама Henessy XO
• Рекламные ролики компании Enel Power Company: «Удар камнем по лампочке», ^[29] «Удар молотком по лампочке» ^[30] - Trizz Studio
• Рекламный ролик Holden Colorado (детали кадра, полный рекламный ролик)
• «Oro Burus» (2013) (Vimeo: Создание Oro Burus)

Разработка

Инструменты DMM и промежуточное программное обеспечение были разработаны Pixelux Entertainment для эффектов в фильмах и играх в течение 6,5 лет, начиная с 2004 года. С 2005 по 2008 год версия технологии DMM в реальном времени от Pixelux была эксклюзивной для LucasArts Entertainment ^[31] как часть проекта Star Wars: The Force Unleashed (TFU). ^[32] Система FEM в DMM использовала алгоритм разрушения и деформации, разработанный профессором Калифорнийского университета в Беркли Джеймсом Ф. О'Брайеном в рамках его докторской диссертации. ^[33] Затем О'Брайен работал с командой разработчиков во главе с техническим директором Pixelux Эриком Паркером для разработки кода, подходящего для работы с визуальными эффектами и приложений в реальном времени. ^[34] Конвейер инструментов DMM был спроектирован и реализован командой во главе с Митчеллом Баннеллом, генеральным директором Pixelux.

Версия DMM для ARM была включена компанией Pixelux в их продукт DMM Touch для iPhone/iPad. ^[35]

Версия подключаемого модуля DMM включена компанией Autodesk в выпуск Maya 2012. Подключаемый модуль DMM работает во всех версиях Maya на всех платформах как в 32-, так и в 64-разрядном режиме. ^[36]

Технические цитаты

В следующих технических документах описываются алгоритмы, на которых основан DMM, и некоторые технические детали его реализации:

• Эрик Г. Паркер и Джеймс Ф. О'Брайен. «Деформация и разрушение в реальном времени в игровой среде». В трудах симпозиума ACM SIGGRAPH/Eurographics по компьютерной анимации, страницы 156–166, август 2009 г. Авторская размещенная копия статьи. Архивировано 28 августа 2021 г. в Wayback Machine Paper в цифровой библиотеке ACM.
• Джеймс Ф. О'Брайен, Адам В. Баргтейл и Джессика К. Ходжинс . «Графическое моделирование и анимация вязкого разрушения». В трудах ACM SIGGRAPH 2002, страницы 291–294. ACM Press, август 2002 г. Авторская размещенная копия статьи. Архивировано 12 апреля 2021 г. в Wayback Machine Paper в цифровой библиотеке ACM
• Джеймс Ф. О'Брайен и Джессика К. Ходжинс. 2000. Анимация перелома. Commun. ACM 43, 7 (июль 2000), 68-75. Авторская размещенная копия статьи Архивировано 22.01.2022 в Wayback Machine Paper в ACM Digital Library
• Джеймс Ф. О'Брайен и Джессика К. Ходжинс. «Графическое моделирование и анимация хрупкого разрушения». В трудах ACM SIGGRAPH 1999, страницы 137–146. ACM Press/Addison-Wesley Publishing Co., август 1999 г. Авторская размещенная копия статьи. Архивировано 04.12.2021 в Wayback Machine Paper в цифровой библиотеке ACM

Технологические партнеры и использование компаниями

Известные компании, использующие эту технологию:

• Autodesk (программное обеспечение) ^[37]
• AMD (производитель чипов) ^[38]
• NVIDIA (видеокарты и т.п.) ^[39]
• LucasArts (цифровое искусство) ^[40]
• Moving Picture Company (Дом визуальных эффектов) ^[41]
• VandoStudio - Реклама Terminix Flying Monster и Terminix Beams - Разрушительные кадры с DMM

Ссылки

1. «21 научное и техническое достижение, удостоенное награды Academy Awards®». Oscars.org | Академия кинематографических искусств и наук . 13 января 2015 г. Получено 25 июля 2021 г.
2. "Игровой радар+". www.nowgamer.com . Проверено 25 июля 2021 г.
3. «Анонсирован Autodesk Maya 2012. Что нового? « 3D-графика: Autodesk Maya •». 3dg.me .
4. "Talks | SIGGRAPH 2011". Архивировано из оригинала 2011-06-02 . Получено 2011-06-30 .
5. "Проф. Джеймс Ф. О'Брайен Разные материалы". people.eecs.berkeley.edu . Получено 25 июля 2021 г. .
6. "- YouTube". YouTube .
7. Журнал Cinefex , выпуск 125, http://www.cinefex.com/backissues/issue125.html Архивировано 20 февраля 2012 г. на Wayback Machine
8. "Stitching Together Sucker Punch". 2011-03-28. Архивировано из оригинала 2011-04-04.
9. Cinefex Magazine , выпуск 126, http://www.cinefex.com/backissues/issue126.html Архивировано 20.02.2012 на Wayback Machine
10. "X-Men: First Class VFX Breakdown". YouTube .
11. "ШЕРЛОК ХОЛМС: ИГРА ТЕНЕЙ - Сет Мори - Руководитель визуальных эффектов - MPC". 31 января 2012 г.
12. Журнал Cinefex , выпуск 127, http://www.cinefex.com/backissues/issue127.html Архивировано 07.03.2012 на Wayback Machine
13. "МИССИЯ НЕВЫПОЛНИМА. ПРОТОКОЛ ПРИЗРАК: Дэйв Морли - руководитель визуальных эффектов - Fuel VFX". 13 февраля 2012 г.
14. Журнал Cinefex , выпуск 129, http://www.cinefex.com/backissues/issue129.html Архивировано 25.03.2012 на Wayback Machine
15. "ГНЕВ ТИТАНОВ: Гари Брозенич - руководитель визуальных эффектов - MPC". 19 апреля 2012 г.
16. "Прометей: Восстановление священного пространства визуальных эффектов". Fxguide . 13 июня 2012 г.
17. Журнал Cinefex , выпуск 130, страница 60, http://www.cinefex.com/backissues/issue130.html Архивировано 23 июня 2012 г. на Wayback Machine
18. "lacluna — Авраам Линкольн, охотник на вампиров — эпизод разрушения моста". lacluna.cgsociety.org .
19. "Самое смелое приключение Бонда: Координаты «Скайфолл» - fxguide". 21 ноября 2012 г.
20. "Вехи визуальных эффектов в фильме "Человек из стали". 24 июня 2013 г.
21. "Немалый подвиг: создание Джека — покорителя великанов — fxguide". 8 марта 2013 г.
22. "Внутри Крепкого орешка - 4 самых эффектных кадра - fxguide". 19 февраля 2013 г.
23. Фрай, Винсент (1 апреля 2013 г.). "ТЕПЛО ТВОИХ ТЕЛЕЙ: Дэн Шрекер - Руководитель визуальных эффектов - Эффекты взгляда". Искусство визуальных эффектов .
24. "Приключения VFX: Одинокий рейнджер". 26 июля 2013 г.
25. «'Годзилла': как создатели фильма создали культовое существо и полностью компьютерную модель Сан-Франциско (фото)». The Hollywood Reporter . 27 мая 2014 г.
26. «Аппетит к разрушению — ведущие студии визуальных эффектов делятся своими приемами создания эпических разрушений» 3D World, выпуск 184. Онлайн-резюме
27. "Жить. Умереть. Повторить эффекты - fxguide". 10 июня 2014 г.
28. "DARK SHADOWS: Arundi Asregadoo - VFX Supervisor - MPC". Искусство VFX . 29 мая 2012 г.
29. "Энел | Стоун". 27 февраля 2012 г.
30. "Энел | Хаммер". 27 февраля 2012 г.
31. «Сила, с которой нужно считаться». 2009-09-01.
32. «Игра изменилась». 2008-03-01.
33. "Графическое моделирование и анимация разрушения" (PDF) . 2000-07-01.
34. «Деформация и разрушение в реальном времени в игровой среде». 2009-08-01.
35. "DMM Touch на iTunes". 2011-01-17.
36. "Autodesk Maya 2012 Software: Новые способы исследования, уточнения и представления творческих концепций". 2011-03-01. Архивировано из оригинала 2011-04-12.
37. "Решения для СМИ и развлечений » » Плагин Digital Molecular Matter". Архивировано из оригинала 2010-09-05 . Получено 2010-05-29 .
38. "Пресс-релиз". AMD . Архивировано из оригинала 2011-09-03 . Получено 2017-08-26 .
39. «Партнерская программа NVIDIA».
40. "Игры | Lucasfilm Ltd". Lucasfilm .
41. "Pixelux Entertainment". Архивировано из оригинала 2012-03-22 . Получено 2011-04-05 .