今年はSideEffectsSoftwareの25周年を迎えます
投稿者MIKESEYMOUR、2012年2月27日
同社のHoudini製品は、手続き型およびエフェクトアニメーションの頼りになるツールとして高く評価されています。共同創設者、最高経営責任者、Side Effectsの社長であるKimDavidsonと、今年のSci-TechOscarsで表彰されたSideEffectsの2人のスタッフ、AndrewClintonとMarkElendtに、マイクロボクセルの発明と統合についてお話を伺いました。マントラレンダラー。この作業により、初めて、マイクロポリゴンイメージングパイプラインで煙や雲などの体積効果を効率的にレンダリングできるようになりました。
以下のキム・デイビッドソンとのインタビューを聞いてください。
PRISM
Houdiniが登場する前は、コンピューター制作会社Omnibus向けに作成された社内コードに基づいたPrismsがありました。1987年、オムニバスは、CRAYコンピューターを所有していたロバートエイブルアンドアソシエイツアンドデジタルプロダクションズを買収したばかりの世界最大のCG制作会社でした。しかし1987年後半、オムニバスはトラブルに巻き込まれ、破産しました。キム・デイビッドソンとグレッグ・ヘルマノビッチは、受信機からPrisms 3Dソフトウェアのソースコードの権利を購入し、会社としてSide Effects Softwareを組み込みました（キム・デイビッドソンとの独占インタビューで聞くことができます）。
PrismsまたはそのコアにあるAction3Dアニメーションモジュールは、同社の最初の製品でした。ソフトウェアが段階的に廃止されるまで、Prismsは一連のソフトウェア製品でした。これらはすべてPrismsと呼ばれていましたが、実際にはそれ自体がほぼ別個の製品でした。興味深いことに、Houdiniの機能と製品の多くは、1986年頃にトーチをHoudiniに渡した一連のアプリケーションにマッピングできます（HoudiniとPrismsの両方が販売された時期がありましたが）。
Prismsに取り組むということは、今日でもそうであるように、手続き型アニメーションを介して製品の機能を拡張するという提案です。Prismsでは、これはSAGEによって制御およびプログラムされ、手続き型SOPは、自然には直接利用できないロゴに複雑な反射を生成することができました。しかし、PRISM には、モーフィングパッケージであるMojo、モーションコントロールインターフェイスであるMoca、インタラクティブな合成環境である ICE も含まれていました。 チャネルエディタJIVEやマテリアルエディタLavaなどのコアアクションモジュールに関連するツールに加えて、これらすべてがあります。
初期の頃から、副作用は良いパーティーを開催しました。元のユーザーの1人であるHarryMagiros（オーストラリアのSide Effectsの再販業者）は、次のように回想しています。 PS3でそれを行います。しかし、それは最初のユーザーグループではとても素晴らしい家族的な雰囲気でした。私たちは皆グレッグとキムの自宅の電話番号を持っていました、そして彼らは私たちが問題を抱えている場合に私たちが深夜に電話することを気にしませんでした。他の企業がマーケティングに大金を費やしている間、[Side Effects]はすべての人を個人的に知るようになり、それは当時の素晴らしい動きでした。」
実際、最初のすべてのユーザーグループは、ボストンで開催されたSIGGRAPH1989のユーザーグループでした。「それは私たちのホテルの部屋にありました、Davidsonを愛情を込めて思い出します。「グレッグと私を含む12人が出席し、オムニバス・ジャパンから2人、コンピューターFXから2人が参加しました。」
その会議の元の会議メモをPDF形式（cira 1989）で表示するには、以下をクリックしてください。
Prisms 1.0の時点で、エンターテインメント業界で複雑な最先端の3Dを実際に購入できるのは、ステーションIDとロゴフリップを必要とする人だけでした。Side Effectsの初期の作業の多くは、放送デザインのサポートでした。長編映画の視覚効果やハイエンドシミュレーションなどの分野は、サイドエフェクトチームが最初のグラフィカルユーザーインターフェイスを手続き型モデリングコードに導入した1987年にはまだ開発されていませんでした。
Prismsは、実際にはかなり成熟した「科学的」製品であり、1人の元のユーザーを引用すると、当時の周りの他の多くの製品よりも成熟していました。初期の頃は、おそらくPrismsの最大のライバルだったのはSoftimage XSIでした。
今日、Houdiniの副作用は、次のような3D制作のすべての主要な領域をカバーしています。
モデリング–ほとんどのジオメトリエンティティを含みます。ポリゴン、NURBS /ベジェ曲線/パッチとトリム、メタボール
アニメーション–キーフレームアニメーションと生チャンネル操作（CHOP）、モーションキャプチャのサポート
パーティクル–Houdiniパイプラインの大きな側面
ダイナミクス–剛体ダイナミクス、計算流体力学、ワイヤー（曲線）ダイナミクス、布シミュレーション
ライティング– IPRビューアでのノードベースのシェーダーオーサリング、ライティング、および再ライティング
レンダリング–さまざまなレンダラーをサポートします。主に：Mantra、Renderman、mental ray、さまざまなサードパーティのap
体積測定–スカラーフィールドとベクトルフィールドの世代/母集団/操作/レンダリング
合成–浮動小数点の深い（レイヤー化された）画像の完全な合成
Pyroは、CoenClostersという名前のオランダのインターンによって始められました。「彼はちょうどいくつかのことで遊んでいました、それは経営陣によって取り上げられました、そして突然彼は監督の下でHoudiniのためにこの機能全体を開発しました、しかしそれでも」とDNegの元SideEffects従業員であるNickVanZutphenはコメントしました。「私と同じようなことが起こりました。DOPを学びたかったのでインターンシップに参加しました。この興味から、3か月半の研究プロジェクトを実施し、新しいFLIP可変流体ソルバーを作成しました。これは、既存のHoudiniノードに基づいて構築されました。その結果、当時のソルバーのいくつかの厄介な欠点が示され、Side Effectsは、非常に見栄えの良い粘度をサポートしてFLIPソルバーを完全に再構築しました。これには、私がしなかったためにできなかったものも含まれます。 C ++を書く。」
Mantra
このストーリーの編集を手伝ってくれたNickVan Zutphenによると、1988年に、大きなウールのセーターを着た男がSide Effectsのオフィスに現れ、「ひそかに」仕事を探していました。その人は当時保険会社で働いていたマーク・エレントでした。保険会社の部分は、キム・デイビッドソンとグレッグ・ヘルマノビッチにあまり感銘を与えませんでしたが、彼らが気付いたのは、エレントがAmiga 1000画面（512kb RAM）から撮った写真です。典型的な80年代後半のレイトレースされた球のレンダリングを表示しました。「彼は趣味としてレイトレーサーを書いていました」とVanZutphenは言います。「これは、フーディーニのネイティブレンダラーであるマントラのプロトタイプでした。」
マントラは今でもSideEffectsHoudiniパッケージレンダラーです。これは、多くの点でPixarのRenderManと非常によく似ています。これは、Houdiniの多くの顧客も使用しているレンダラーです。そして、マントラ、より具体的にはボクセルレンダリングが、今年のSci-TechOscarの副作用のAndrewClintonとMarkElendtの成功につながるのです。彼らは、Mantraソフトウェアへのマイクロボクセルの発明と統合により、Technical Achievement Award（アカデミー証明書）を受賞しました。この作業により、初めて、煙や雲などの体積効果を、他のコンピュータグラフィックスオブジェクトとともに、マイクロポリゴンイメージングパイプラインで統一された効率的なレンダリングが可能になりました。Mark Elendtは、アカデミーから2回前に授与されました。これは、彼の3回目の個人的な賞です。以下のタイムラインを参照してください。
Sci-Tech受賞者へのインタビュー
Andrew Clinton（3Dグラフィックプログラマー）とMark Elendt（上級数学者）に、マイクロボクセルの発明と統合に対するSci TechAwardsについて話を聞きました。
fxg：アカデミーに認められて、おめでとうございます。確かに、マイクロボクセルに関するこの作業は、皆さんのために数年前から行われています。
Andrew Clinton：はい、作業は2006年に開発者の1人が流体シミュレーターの作業を開始したときに始まりました。その結果得られた結果をレンダリングして確認するためのより良い方法が必要でした。
fxg：最初に戻ることはできますか？レンダラーのマントラが最初に登場したのはいつですか。また、レンダリングの問題に対するアーキテクチャ上のアプローチは何ですか。
Mark Elendt：Mantraは、90年代初頭にHoudiniの前身であったPrismsソフトウェアに最初に登場しました。それ以来、おそらく3、4回書き直されています。このアーキテクチャは、プログラム可能なシェーディング言語を備えたハイブリッドスキャンラインレイトレーシングエンジンです。NURBSサーフェス、サブディビジョンサーフェス、ポリゴンメッシュなどのさまざまなプリミティブをサポートします。
fxg：では、マイクロボクセルはどのようにそれに適合しましたか？
クリントン：マイクロボクセル機能を実装する前は、ハイブリッド機能と、それをサポートするポリゴンサーフェスなどのスキャンライン部分があり、ボリュームをレンダリングする唯一の方法は、シェーダーを作成して独自のカスタムレイを実行することでした。マーチングまたはスプライトをレンダリングします。そこで、マルチポリゴンレンダラーの機能の一部をボリュームレンダラーに取り入れて、両方の長所を活用したいと考えました。
Elendt：つまり、マイクロポリゴンレンダラーはほぼ標準のReyesアーキテクチャであり、複雑なサーフェスを取得して、マイクロポリゴンと呼ばれるものが得られるまでそれをより単純なサーフェスに分割します。次に、各マイクロポリゴンをシェーディングし、それらをサンプリングします。これはサーフェスでは問題なく機能しましたが、その種のテクノロジーを使用してボリュームをレンダリングする方法はありませんでした。そのため、ボリューム用にReyesアーキテクチャを拡張し、より複雑なアモルファスプリミティブを実行したいと考えました。
マイクロボクセル表現
fxg：マイクロボクセルアプローチを採用する利点は何ですか？
クリントン：マイクロポリゴンフレームワークを使用する最大の利点の1つは、シェーディングとサンプリングが2つの異なるものであり、両方に2つの異なる品質管理ノブがあることです。したがって、シェーディングの品質をダイヤルアップして、画像サンプリングの品質を維持できます。モーションブラーなどです。または、「より高品質のモーションブラーが必要です」と言うことができ、シェーディングに追加のコストを支払う必要はありません。それによる効率の節約を利用することができ、あなたはより優れた制御を得ることができます。したがって、高品質のモーションブラーを取得するために、ピクセルごとに多くの光線をトレースする必要がない場合に、モーションブラーがより良くまたはより速くなります。被写界深度も同じです。また、それを画像処理パイプラインに統合して、深い画像と深い影を生成することもできます。
fxg：モーションブラーに加えて、より微妙な光の相互作用にも拡張されます。2つのボリュームプリミティブを混在させることができます。それについて話してもらえますか？
クリントン：標準のレンダラーを使用すると、サーフェスをオーバーラップさせたり、サーフェスを一致させたりすることができ、レンダラーはそれを非常にうまく処理できます。ボリュームの場合、レイマーチシェーダーが2つある可能性があるため、これまでは少し困難でしたが、他のシェーダーが何をしているのかわかりません。したがって、2つのオーバーラップするレイマーチングシェーダーがあり、それらが独立して計算されている場合、これらのボリュームプリミティブ間で正しい合成を取得することは実際には不可能です。したがって、あらゆる種類のレイエスまたはレイトレーサーで実際にうまく機能するのは、すべての順序付けがすべてのプリミティブに対して同時に行われるため、ボリュームサーフェスと適切に織り交ぜることができます。
fxg：前に深い画像について言及したとき、この用語はさまざまな人々によってさまざまに使用されています。z-depthの概念があり、さらに高度なディープ合成アプローチがあります。これは、たとえば、ボリュームクラウドでレンダリングされた画像に他の画像を配置するときに再レンダリングする必要がないことを意味します。どこのことを話しているのですか？
Andrew（L）とトロントのSideEffectsのオフィスのMark。
Elendt：マルチプレーンレンダリングがありますが、ディープカメラマップと呼ばれるものもあります。これは、画像のすべての深さに複数のカラーチャンネルを保存できる、数年前から使用している独自のソリューションです。合成画像まで完全な画像が得られるので、中央に何かを挿入したり、完全な深度の合成画像を作成したりできます。私たちはWetaのOpenEXR拡張機能を本当に楽しみにしており、独自のソリューションを取り除き、オープンソースに移行できることを願っています。
fxg：これはもちろん、フーディーニとその最も人気のあるアプリケーションの1つである、ボリュームエフェクトアニメーションの強みに当てはまります。
クリントン：そうですね、これらの深い画像の1つを合成しているとき、通常はシェーディングが二度と起こらないということです。つまり、ボリューム内でオブジェクトを前後に移動した場合、そのボリュームで計算されたシャドウは、合成を再実行しても更新されません。そのため、ボリュームのレンダリングをシャドウに対して再実行する必要があります。サンプルを適切に合成するため、サンプルの前にボリュームがあり、後ろにボリュームがある場合、z空間で適切に前後に移動します。ビューアに近づけると、ビューアと球体との間のボリュームが少なくなるため、合成をやり直すときに適切に考慮されます。
fxg：それはあなたのマイクロボクセルアプローチによって促進されますか？
クリントン：まあ、それは実際には2つの別々のものだと思います。いずれかのレンダリングエンジンを使用して、実際に深い画像を生成できます。1つはマイクロボクセルレンダリングで、もう1つは実際のレイマーチャーです。必要な品質や結果の種類に応じて、これらを切り替えることができます。多くの場合、マイクロボクセルの方が高速ですが、どちらもレンダラーからの同じ出力に要約されます。深い画像になってしまうこともあれば、最終的にフラットにしたいと思うこともあります。
Elendt：重要なのは、マイクロボクセルが登場する前は、シェーダーを使用してボリュームシェーディングを行っていた場合、その情報をディープシャドウマップやディープマップに取り込むのは非常に困難だったということです。ディープマップにサンプルを書き込むための機能はありませんでした。しかし、ボリュームレンダリングを統合されたプリミティブとして、そしてレンダリングパイプラインの一部として持つことで、それを簡単にすることができます。ボリュームはレンダリングパイプラインの一部であるため、ボリュームにモーションブラーまたはディスプレイスメントシェーディングを設定するのと同じです。したがって、レンダラーは、レンダリングプロセスの外に出て、ボリュームシェーディングを実行する場合よりも、ボリュームに対して多くのことを実行できます。シェーダー。
クリントン：つまり、追加した機能は2つの段階で発生していると考えることができます。それらの1つは、ボリュームプリミティブをレンダラーのネイティブ部分として統合することでした。これにより、これらの深い画像を生成したり、モーションブラーを正しく機能させたりすることができます。そして2番目の部分はそれを超えて、マイクロポリゴンフレームワーク全体を配置し、ボリュームプリミティブでも機能させることができると言っています。これにより、デカップリングされたシェーディングの利点が得られ、追加の制御と非常に高速なモーションブラーが得られます。
fxg：レンダラーのマントラは市場のどこにいると思いますか？
クリントン：レンダラーを市場に出すことの1つは、それがどれほど一般的であるかと関係があります。そして、それは私たちが完全にプログラム可能なシェーディング言語に基づいているという事実と関係があります。また、サーフェスだけでなく、実際にはその言語で書かれたアルゴリズム全体を持っているので、その言語で多くのことを制御できます。物理ベースのレンダラー。
エレント：それはフーディーニのようなものです–それは非常に柔軟性があります。
クリントン：「ワンボタン」アプローチにも取り組んでいます。高品質の組み込みシェーダーが必要であり、設定を簡素化し、適切なデフォルトを設定したいと考えています。
Elendt：実際、マイクロボクセルはこの典型的な例です。以前は、ボリュームと煙と火をレンダリングするのは非常に困難でした。そして今、それははるかに簡単です。
fxg：マイクロボクセルに関して今後の開発は何ですか、それとも現在完成しているものですか？
クリントン：マイクロボクセルの作業はかなり完了していて、実際には数年前から行われていると思います。インタラクティブレンダリングについては多くの作業を行ってきました。数年前にIPRを追加したため、完全にレイトレーシングに基づいています。そして、それは私たちのレンダラーの重要なことの1つです–それはハイブリッドです。したがって、レイトレーサーを使用して高速プレビューを取得できますが、キャッシュモードの方が高速であるため、最終レンダリングを行うときにファームでマイクロボクセルを使用します。これらの概念のいくつかをレイトレーシングに戻すことは、将来の作業の可能性があると思います。たとえば、モーションブラーの優れた点をいくつか取り上げ、シェーディングを切り離して、レイトレーシングの世界に戻します。
fxg：物理ベースのレンダリングについて教えてください–完全なGIタイプのソリューションに関してどのくらいの速さで進んでいますか？
クリントン：物理ベースのレンダラーがあり、ほとんどがレイトレーシングに基づいていますが、実際にはイメージャーをマイクロポリゴンに変更できます。つまり、2つのバージョンがあります。フルレイトレーシングバージョンと、マイクロポリゴンレンダラーを使用するバージョンです。マイクロポリゴンを使用して完全なシェーディングを行うと、その時点でレイトレーシングに移行し、余分なバウンスが発生します。したがって、物理ベースのレンダリングにアプローチする方法は、これを行うシェーダーを使用することです。BRDFを生成するサーフェスシェーダーがあります。これは、サーフェスが光を反射する方法の説明です。次に、シーン内のライティングシミュレーションを実行するために、レイトレーシングアルゴリズム全体を実際に実行する別のシェーダーがあります。
fxg： Houdiniに来て、RenderManに慣れている人にとって、マントラを理解するのはどれくらい簡単ですか？
Elendt：RenderManから来ているので、mentalrayのようなものよりもはるかに理解しやすいです。MantraはRenderManと多くの概念を共有しています。つまり、プログラム可能なシェーディング言語のアイデアがあります。RenderManは、おそらくそのシェーディング言語でもう少し洗練されています–彼らは現代のRSLでいくつかの素晴らしいことをしました。しかし、両方が
REYESレンダラーであるという点でさえ、多くの概念は非常に似ています。
fxg：おめでとうございます。お話をありがとうございました。
タイムライン
1987
ソフトウェアを販売するためのSideEffectsフォーム（ただし、立ち上がって実行するためにいくつかの生産を行います）
手続き型モデリングシステムに最初にGUIを配置する
1988
最初にユーザーインターフェイスに表現言語を組み込む
1989
最初にメタボールを追加する
最初にポリゴン削減ツールを使用する
1992
最初にパーティクルシステムを含める
最初にモーフィングパッケージを作成する（Mojo）
1993
最初にモーションキャプチャを統合（Moca）
最初にタイムフレームサンプリングを含める（Tima）
Houdini開発作業が開始 – ICEは新しいアプローチの最初のものです
1995
最初にすべてのコンポーネント（モデリング、アニメーション、レンダリング、合成）を1つの実行可能ファイルに統合する
最初にNURBS、ポリゴン、およびベジエを「平等な市民」としてサポートする
1996年12月
Houdiniがリリースされました
HoudiniがCGWイノベーションアワードを受賞
1997
Contact、Houdiniがほぼすべてのエフェクトショットに使用されている最初の主要な映画フィルムの1つ。次に、Titanicの場合、DigitalDomainはPrismsを広く使用します。
最初のSci-TechOscar：Greg Hermanovic、Kim Davidson、Mark Elendt、Paul BreslinPrisms
ソフトウェアパッケージの手続き型モデリングおよびアニメーションコンポーネントの開発。
Prisms 3D AnimatioNソフトウェアは、手続き型のビルディングブロックプロセスを通じて、自然現象をシミュレートし、パーティクルエフェクト、複雑な3次元モデル、および長編映画の視覚効果のモーションを作成するために使用されます。
1998
（Houdini 2.5）
アカデミーからの技術功労賞、Prismsでの手続き型アニメーションの先駆者
What Dreams MayComeがオスカーで最優秀VFXを受賞オスカー
最初に手続き型パーティクルシステムにGUI
を導入最初にHoudiniの階層型スプライン
v2.5をリリースCHOPSでCGWイノベーションアワードを受賞
CHOPSは、ヘルシマノヴィッチが取り組んだ最後の主要なコードです。彼は現在、デリバティブの社長です。
1999
Linux上のHoudini、Linux上に存在する最初の主要な3Dアプリケーション
2002
Houdiniのv5.0リリースに加えて
Houdini Halo、スタンドアロンの合成および画像編集アプリケーション
2回目のSci-Tech受賞：Mark Elendt、Paul H. Breslin、Greg Hermanovic、Kim Davidson
Houdiniソフトウェアパッケージに例示されているように、Prismsプログラムの手続き型モデリングおよびアニメーションコンポーネントの継続的な開発に対して。手続き型ビルディングブロックプロセスを通じて、Houdiniソフトウェアは、パーティクルエフェクトと複雑な3次元モデルを使用して自然現象をシミュレートするために使用されます
2003年5月
v6.0がリリースされ、新しいデジタルアセット機能
2005年10月
v8.0がリリースされました
2007
v9.0がリリースされ、新しいインターフェイスとワークフロー。Siggraphでベータ版がリリースされました
v9.5 –最初のMacバージョン
2009年4月
v10.0：リリース、PyroFXツールセットとステレオサポート
2011
7月にリリースされたv11.0は、Alembicのサポート
によりSiggraphでHoudiniv12が大話題になりました
ゼロから構築された新しいジオメトリエンジン、高速の火と煙のためのPyro FX 2.0、統合されたBulletソルバー、超高速のインスタンス化ツール、および強化されたビューポートエクスペリエンスを含む主な機能
2012
Mantraソフトウェアのマイクロボクセル向けの3番目のSci-
techOscar Houdini開発は、パフォーマンスとGPUの改善に重点を置いています。
Copyright（c）2012 fxguide、LLC。