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2O14 7 MAGAZIN FÜR DIGITALE MEDIENPRODUKTION NOVEMBER | DEZEMBER 07|14 ISSN 1433-2620 > B 43362 >> 18. Jahrgang >>> www.digitalproduction.com Published by Deutschland € 14,95 Österreich € 17,– Schweiz sfr 23,– LIDAR ist lustig Von Punktwolken und Stolper- fallen – alles über Scanner Lucy & Guardians Kinokracher im Detail-Check – wo steckt der Teufel? MoCap in Maya Workshop für Einsteiger und Systemwechsler

LIDAR ist lustig Lucy & Guardians MoCap in Maya · das Lghti nig am Ende statt. Im Lighnitg wedren häufi g erstmals alle hochaufgelösten Assets aus Modeling, Animation und FX zusammen-geführt,

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MAGAZIN FÜR DIGITALE MEDIENPRODUKTION NOVEMBER | DEZEMBER 07|14

ISSN 1433-2620 > B 43362 >> 18. Jahrgang >>> www.digitalproduction.com

Published by

Deutschland € 14,95

Österreich € 17,–

Schweiz sfr 23,–

LIDAR ist lustigVon Punktwolken und Stolper-fallen – alles über Scanner

Lucy & GuardiansKinokracher im Detail-Check – wo steckt der Teufel?

MoCap in MayaWorkshop für Einsteiger und Systemwechsler

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Das Inhouse-Tool Katana, benannt nach dem japanischen Langschwert, entwickelte Sony Pictures Imageworks (SPI) für seine Asset-basierte Pipeline zum Look Development und Lighting. The Foundry übernahm es 2O1O und veröffent-lichte es als kommerzielles Produkt. Studios wie Pixar, Digital Domain, ILM, Trixter oder Spin VFX setzen es seitdem in ihren Pipelines ein. Wir sprachen mit Pipeline-Architekt Steve LaVietes, der Katana bei SPI mitentwickelt hat, über die Vorzüge der Software. von Mirja Fürst

Lighting mit Samurai-Schwert

Ein Bestandteil der Look-Development-Phase ist die Generierung und Anpas-sung von Shadern und Texturen, die

statischen 3D-Modellen zugewiesen werden – diese befinden sich häufig noch im Früh-stadium. In einer CG-Pipeline findet das Look Development normalerweise am Anfang und das Lighting am Ende statt. Im Lighting werden häufi g erstmals alle hochaufgelösten Assets aus Modeling, Animation und FX zusammen-geführt, um das Rendering einzuleiten.

Mit Katana schafft SPI zwischen diesen beiden Produktionsstufen eine Brücke, damit LookDev-Informationen losgelöst vom Modell generiert und effi zient ins Lighting weiterge-reicht werden können. So lassen sich Shader,

die bereits im Look Development generiert wurden, später im Lighting wieder den ani-mierten Versionen des jeweiligen Assets zuweisen. Des Weiteren können beispiels-weise ein vorab generiertes Master-Lighting- Setup, Render Settings sowie Export-Passes für die gewünschte Render Engine leicht auf mehrere Shots übertragen werden. Ka-tana bietet hierfür fl exible und skalierbare Tools, um große Datensätze zu bewältigen, und ermöglicht dabei dennoch das Durch-suchen, Überprüfen und Anpassen einzelner Attribute innerhalb der gesamten Szene.

Das Besondere an Katana im Vergleich zu anderen 3D-Softwarepaketen ist die prozedurale Kontrolle über eine komplett

renderfähige Szene. Alle Objekte in einer Szenenhierarchie werden zunächst als Boun-ding-Box-Repräsentation dargestellt – sie können aber zum Beispiel zur klaren Identi-fi zierung beim Zuweisen der Materialien se-lektiv zum Hi-Res-Modell „expandiert“ und in den Arbeitsspeicher geladen werden. Dafür muss nicht zwingend der gesamte Datensatz geladen werden. Dies wäre mit Katana zwar auch möglich, führt aber bei Riesenszenen wie bei jeder anderen 3D-Software zu Perfor-manceproblemen oder gar Abstürzen.

Katana ähnelt Nuke hinsichtlich der Node-basierten Benutzeroberfl äche und be-sitzt ebenfalls eine Python-Scripting-Engine. Lighting und LookDev-Artists mit etwas Slap-

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Comp-Erfahrung sollten sich in dem Pro-gramm also schnell heimisch fühlen. Dem SPI-Entwicklerteam, zu dem neben Steve La-Vietes noch Jeremy Selan (siehe auch Open-ColorIO-Interview in einer der kommenden Ausgaben) und Brian Hall zählen, brachte Katana im Jahr 2013 einen „Scientifi c and Technical Oscar“ ein.

LaVietes hat am Savannah College of Art and Design studiert (siehe DP-Ausgabe 05/14), arbeitete dort im Anschluss als Do-zent und begann 1999 als Backend Pipeline Architect bei SPI. Zu seinem Portfolio aus dieser Zeit zählen unter anderem „Hancock“, „Wolkig mit Aussicht auf Fleischbällchen“ und „Alice im Wunderland“. Aktuell ist er als Senior Software Engineer bei Pixar Animation Studios beschäftigt.

DP: Wie ist Katana mit Spider-Mans Hilfe entstanden?Steve LaVietes: Im ersten „Spider-Man“-Film aus dem Jahr 2000 schwingt sich der

Charakter durch die New Yorker Stadtumge-bung. Das stellte SPI erstmals vor das Pro-blem riesiger CG-Environments mit unzäh-ligen Assets in einer Größendimension, die das Studio zuvor nicht bedienen musste.

Die Lighting-Software BIRPS, die SPI zu dem Zeitpunkt verwendete, konnte aber nur mit Einzel-Assets oder -effekten umgehen, aber nicht mit so großen Szenen. Katana begann als Node-basiertes Tool, das eigent-lich unsere Compositing-Software Bonsai ersetzen sollte. Da die Lighting-Problematik jedoch zu dem Zeitpunkt durch „Spider-Man“ dringlicher war und sowohl BIRPS als auch Bonsai Node-basiert waren, legte SPI die beiden Entwicklungsprojekte sowie die Teams zusammen. Das Ziel war eine ein-heitliche Lighting-Pipeline, die mit großen Datensets umgehen kann und verschiedene Renderer unterstützt. Dies führte zunächst zur Entwicklung eines modularen Scene-Assembly-Systems, das wir „Assembly/Component“ nannten. Mit diesem verlager-

ten wir während der ersten beiden „Spider Man“-Projekte die Berechnung der Szene zunehmend in Plug-ins, die in der Render-Software liefen.

DP: Wann wurde Katana als Vollversion in die Pipeline integriert?Steve LaVietes: 2004 begann SPI an dieser Lösung zu arbeiten – „Spider-Man 3“ und „Beowulf“ aus dem Jahr 2007 waren die ersten Projekte, bei denen Katana in die Pro-duktion integriert werden konnte.

DP: Für welche Projekte macht Katana Sinn?Steve LaVietes: Katana im Workfl ow ist sinnvoll, wenn man große Szenen mit kom-plexen Rendering-Bedürfnissen hat, eine enorme Shot-Anzahl stemmen muss oder in einem großen Team arbeitet, das Assets ma-nagen und austauschen muss. Artists sind damit in der Lage, an Szenen zu arbeiten, die ansonsten zu groß für die Speicherkapa-zität traditioneller 3D-Pakete wie beispiels-weise Maya wären. Ohne Katana wäre das Durchforsten und Anpassen jedes einzelnen Details von großen Szenen mit vielen hoch-aufgelösten Assets nicht so einfach möglich. Außerdem ist es leicht, durch den proze-duralen und nicht destruktiven Workfl ow, in dem sich Szenenveränderungen layern lassen, damit sogenannte „Recipes“ (dt. Rezepte) zwischen Shots, Assets und An-wendern auszutauschen. Szenenelemente lassen sich fast ausschließlich via Referenz laden, das ermöglicht ein nahtloses Aus-wechseln von Asset-Versionen, wobei aber dennoch lokale Änderungen beibehalten werden können. Zugang zu allen Szenen-elementen zu haben – bis zu den einzelnen Vertex-Punkten der Geometrie – bedeutet, dass viele Anpassungen, die normalerweise ein Zurückreichen in eines der vorherigen Departements in der Pipeline erfordern wür-

Die kommerzielle Katana-Version von The Foundry unterstützt aktuell nur Linux 64-Bit, der Support von weiteren Betriebssystemen ist ge-plant. Das Tool ist nicht als Standard-„Out of the Box“-Produkt erhältlich, sondern wird mit Unter-stützung von The Foundry konfi guriert und in die jeweilige Pipeline des Studios integriert. Der Preis für die Software wird ebenfalls individuell, je nach den Bedürfnissen des Unternehmens, verhandelt. Die Lighting- und Look-Development-Software wird mit einer Pixar-Renderman-Lizenz ausgelie-fert, ein weiterer offi zieller Support-Renderer ist Arnold. Durch die Plug-in-API kann laut The Foundry aber jeder beliebige Renderer mit Kata-na kombiniert werden. Weiteren Informationen: www.thefoundry.co.uk/products/katana

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den, nun auch direkt in Katana durchgeführt werden können.

DP: Mit welchen Tools kann Katana zu-sammenarbeiten?Steve LaVietes: Da Katana Alembic unter-stützt, ist der Austausch mit anderen Tools, die ebenfalls Alembic exportieren können, möglich. Katana besitzt noch ein eigenes natives Dateiformat. Es wurde so designt, damit es in jede beliebige Studio-Pipeline integrierbar ist.

DP: SPI arbeitet mit Arnold. Welche wei-teren Renderer unterstützt Katana?Steve LaVietes: Katana arbeitet mit Pixars Ren-derman und Solid Angles Arnold zusammen; beide unterstützen auch Volu-men-Rendering über Ka-tana. (Anm. d. Red.: Zwi-schenzeitlich ist auch V-Ray für Katana erschienen.) Am besten läuft es mit einem Renderer, der prozedurale Grund-elemente supportet. Dennoch kann über die Plug-in-Schnittstellen jeder Renderer hinzu-gefügt werden.

DP: Welches ist der beste Weg, um Kata-na in die Pipeline zu integrieren?Steve LaVietes: Es funktioniert am besten in einer Asset-basierten Pipeline, die ein strukturiertes Geometry Caching mit Da-

teiformaten wie Alembic nutzt. Obwohl es direkten Support für Alembic liefert, inte-grieren Studios üblicherweise ihre eigenen Geometrie-Formate in die Katana-Pipeline. Am schnellsten läuft es, wenn Geometrie-Dateien bei Bedarf und nicht auf einmal im Voraus geladen werden können.

DP: Welche Veränderungen hat The Foundry an Katana vorgenommen?Steve LaVietes: In erster Linie hat The Foundry zur kommerziellen Version Plug-in-Schnittstellen hinzugefügt, sodass Studios das Tool für ihre persönlichen Zwecke anpassen können. Dafür mussten einige Abhängig-

keiten und Vorausetzungen des Tools aus der SPI-Pipeline verallgemeinert werden. Die Commercial-Version von Katana erhielt von The Foundry zusätzliche formale Dokumenta-tionen sowie Test- und Support-Ressourcen.

DP: Besteht die Kooperation zur Entwick-lung von Katana zwischen SPI und The Foundry weiterhin?Steve LaVietes: Für zukünftige Versionen ko-operieren beide Unternehmen nach wie vor.

Das Ziel war immer, eine gemeinsame Version von Katana zu kreieren, die sowohl für SPI als auch für jedes andere Studio geeignet ist.

DP: Welche Begrenzungen hat Katana zum aktuellen Zeitpunkt? Und an wel-chen Erweiterungen arbeitet SPI derzeit?Steve LaVietes: Katana hat – wie viele andere interaktive 3D-Applikationen – das Problem, dass die Original-Architektur aus den 2000er Jahren nicht für die volle Aus-nutzung von Mehrkern-Prozessen ausgelegt ist. Die Arbeiten von SPI an der nächsten Generation der Scenegraph Processing En-gine namens „Geolib“ sind seit einer Weile in vollem Gange. Dadurch sollen die Leis-tung und die Interaktivität des gesamten Systems gesteigert werden. Vorabversionen dieser neuen Engine von SPI werden bereits in großen Studios getestet. Wie jedoch die weiteren Release-Pläne von The Foundry für Katana aussehen, ist mir nicht bekannt.

DP: Wie kam es zu dem Namen Katana?Steve LaVietes: Der Name entstand aus einem Insider-Witz bei SPI: Jemand sollte endlich ein Katana-Schwert nutzen, um den alten Bonsai-Baum zu fällen. Solche Witze entstehen, wenn man Programmierer be-auftragt, ein veraltetes System aufrechtzu-erhalten – in dem Fall Bonsai –, denn sie möchten immer lieber etwas Neues star-ten. Außerdem haben Programmierer einen schrecklichen Humor. › mf

»Der Name Katana für das Tool ent-

stand aus einem SPI-Insider-Witz.«

Steve LaVietes Backend Pipeline Architect, SPI

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„The Amazing Spider-Man 2: Rise of Electro“ war eines der aufwendigsten Projekte der letzten Zeit für Sony Pictures Imageworks. DP traf Digital Effects Supervisor David A. Smith bei der FMX 2O14. Im Interview erzählte er mehr zum Workflow sowie zur Anwendung von Katana bei diesem Projekt. von Mirja Fürst

Spinnennetze vs. Elektroblitze

Nachdem es bereits drei Verfilmungen mit Tobey Maguire als Comic-Held Spider-Man in den Jahren 2002 bis

2007 gegeben hatte, dann aber über Teil 4 Streitigkeiten entstanden, stoppte Sony Pic-tures Imageworks (SPI) eine weitere Produk-tion mit dem alten Team.

Kurzerhand wurde neu angefangen und Peter Parker alias Andrew Garfi eld ging im ersten Teil wieder zur Highschool. Dieses Jahr im April lief „The Amazing Spider-Man 2: Rise of Electro“ in den Kinos an, der Film

erscheint am 9. September auf DVD und Blu-Ray. Die Einspielergebnisse des zweiten Teils mit 750 Millionen weltweit waren ordentlich, lagen aber unter dem fi nanziellen Erfolg des ersten Teils. Aktuell wurde der Start des drit-ten Teils auf 2018 verschoben.

SPI war – wie bei allen „Spider-Man“-Verfi lmungen bisher – für die visuellen Ef-fekte verantwortlich, als Vendors halfen unter anderem MPC, Shade VFX (www.shadevfx.com) und Pixel Playground (www.pixel-playgroundinc.com). Eine der größten VFX-

Herausforderungen stellte der Bösewicht Electro (Jamie Foxx) dar, durch dessen Adern statt Blut blaue Elektrizität pulsiert. Sein Spe-cial-Effects-Make-up kreierte die KNB EFX Group (www.knbefxgroup.com), und um es zum Leben zu erwecken, fügte SPI VFX-Layers hinzu. Für seinen von innen heraus leuchtenden Look zog das VFX-Team Refe-renzen von nächtlichen Gewittern heran.

Der erste Teil der Reboot-Reihe wurde nativ in 3D gefi lmt, für den zweiten Teil leisteten Legend 3D (legend3d.com) und

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Prime Focus (www.primefocusworld.com) die Stereo-Konvertierung des analogen Arri-fl ex- und Panavision-Kameramaterials. Das Team drehte den kompletten Film in und um New York City. Auf Long Island baute SPI eine riesige Kulisse des nördlichen Teils des Times Squares im Original-Maßstab nach. Dafür nahm das VFX-Team jedes Detail des New Yorker Platzes mit Fotografi en und

Videos sowie einem Vermessungsteam auf. Um Werbeplakate und -fi lme auf dem Time Square entsprechend der Filmsponsoren noch kurzfristig einbauen oder ändern zu können, wurden riesige Greenscreen-Flächen in das Set integriert.

Warum Andrew Garfi eld beim Dreh die weißen Plastikaugen des „Spider Man“- Kostüms trotz eingebauter Linsen nicht an-

ziehen konnte und welchen Vorteil dies für das CG-Team hatte, verriet uns David A. Smith (www.imdb.com/name/nm0807860).

DP: Warum hat Spider-Man in diesem Teil viel größere Augen?David A. Smith: Sein Anzug sollte cartoon-hafter aussehen. Die Designentscheidung wurde vermutlich vom Look der „Ultimate Spiderman“-Comic-Reihe beeinfl usst. Das Lustige an dem Anzug war: Weil die Schau-spieler oder Stuntleute durch die Plastik-augen beim Dreh nicht genug sahen, trugen sie diese nie. Deshalb mussten wir sie in allen Shots in der Postproduktion nach-träglich einsetzen, was den Vorteil hatte, dass wir alles Mögliche in ihnen refl ektieren konnten. Das brachte eine Menge Leben und Ausdruck in Spider-Mans Gesicht.

DP: Wie groß war das SPI-Team für das Projekt?David A. Smith: An „Spider-Man 2“ haben unsere Teams in Los Angeles und Vancou-ver gearbeitet. Es war eine 50/50-Auftei-lung auf beide Locations, insgesamt haben ungefähr 400 Artists für SPI an dem Projekt gesessen. Wir haben ein Kommunikations-system, mit dem alle Teammitglieder das gleiche Interface sehen, deshalb macht es für uns keinen Unterschied mehr, wo jemand sitzt. Darüber hinaus arbeiten wir mit einer Division in Indien sowie verschiedenen Ven-dors zusammen.

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DP: Wie ist die SPI-Pipeline aufgebaut?David A. Smith: Sie ist Maya-basiert und wird durch zahlreiche proprietäre Codes und Plug-ins ergänzt. Maya nutzen wir für Cloth- und Hair-Simulationen, bei „Spider-Man 2“ kam das Tool vor allem für die Spinnennetze zum Einsatz. Die Maya-Daten konvertieren wir in das Alembic-Format und importieren sie so in Katana oder Houdini. Wir lighten in Katana, rendern in Arnold und compen in Nuke. Es ist eine klassische Pipeline, die viele Leute haben – so sind Artists in der Lage, fl üssiger mit ihr zu arbeiten und mehr zu teilen. Un-ser Managementsystem Track-It ist ein um-fangreiches, selbst geschriebenes Tool, das wir seit zehn Jahren nutzen. Wir haben auch Shotgun getestet, ob es für unsere Zwecke effektiver sein könnte, haben aber bisher nicht gewechselt.

DP: Haben Sie die Blitzeffekte von Electro mit Houdini erstellt?David A. Smith: Die meisten davon – es waren generier te Geomet r ien und Prozedurale, die wir auseinanderbrechen ließen. Dank Alembic können wir jede Art von Geometrie in Katana importieren.

DP: Welche weiteren Vorteile hat Katana im Workfl ow?David A. Smith: Es ist intuitiv, aber den-noch sehr umfangreich in der Anwendung. Circa 50 bis 60 Artists haben es bei „Spider-Man 2“ regelmäßig für das Lighting einge-setzt. Selbst wenn ein Artist nicht so techni-kaffi n oder kein Lighting-Experte ist, kann er damit dennoch schnell die Lighting-Basis er-lernen. Wer dagegen sehr technik orientiert arbeitet, kann es in der Anwendung gut erweitern. Wir nutzen es zum Beispiel, um Stufen einer Zerstörung von Gegenständen über Sequenzen hinweg zu verwalten. Oder um Variationen eines Assets zu verwalten, wenn wir beispielsweise digitale Doppelgän-ger von Schauspielern haben. Mit Katana kann man alles aus dem Lighting-Bereich organisieren.

DP: Mit wie vielen Assets kann Katana zur gleichen Zeit umgehen?David A. Smith: Ich habe keine Begrenzung erlebt. Wir konnten unsere Assets so groß kreieren, wie wir sie brauchten, ohne dass Katana Probleme gemacht hätte. Wichtig da-für ist, dass die Pipeline um Katana herum in der Lage ist, so viele Daten zu kodieren. Den Datenkodierungsprozess haben wir in letzter Zeit wesentlich effi zienter gemacht.

Das Team musste sich so nur noch Gedanken machen, ob es genügend Ressourcen und Zeit hatte, um eine CG-Welt so realistisch wie möglich zu kreieren – aber sich keine Sorgen um technische Grenzen machen. Für eine effi ziente Bearbeitung von riesigen As-set-Szenen, wie beispielsweise den Wolken-kratzer-Kulissen in „Spider-Man“, stehen Ar-tists viele Wege zur Verfügung: Sie können Assets in einer Szene aus- oder einschalten sowie nur bestimmte Bereich bearbeiten oder rendern. Das verkürzt die Iterationszeit wesentlich.

DP: Die konsistente Na-mensgebung ist extrem wichtig bei der Anwen-dung von Katana. Wie haben Sie das in einem so großen Team organisiert?David A. Smith: Zu diesem Zweck haben wir viele Support-Tools entwickelt, die da-für sorgen, dass die Artists die Namenskon-ventionen einhalten. Das Team nennt sie „Polizei-Tools“, denn durch sie werden sie zur richtigen Namensgebung gezwungen und wissen, welche Shots zur Verwendung genehmigt wurden. Das ist extrem hilfreich, um Verwirrung klein zu halten.

DP: Welche Features sind im Laufe der Entwicklung hinzugekommen, die Sie besonders schätzen?

David A. Smith: Mit der aktuellen Version sind wir in der Lage, alle Volumenelemente einer Szene zusammen zu rendern – diese Möglichkeit brauchten wir wirklich dringend. Vorher mussten wir alles in verschiedene Passes und Renderer aufteilen. Speziell für die „Spider-Man 2“-Szenen mit den zahl-reichen Gas- und Blitzeffekten war dies essenziell.

DP: Warum hat SPI Katana an The Foundry verkauft?

David A. Smith: Es hatte viele Vorteile für uns: Wir sind jetzt The-Foundry-Partner, was hinsichtlich unserer Nuke-Verwendung sehr nützlich ist. Darüber hinaus möchten wir so für unsere innovativen Technologien und robuste Pipeline in der Branche bekannt werden.

DP: Ist das SPI-Katana das gleiche, das bei The Foundry erhältlich ist?David A. Smith: Nein, wir haben immer un-sere eigene Version weiterentwickelt und sie ihre. Aber ich denke, das Grundgerüst ist nach wie vor ähnlich. › mf

Sony Pictures Imageworks hat sein Head-quarter aktuell nach Vancouver verlegt. Dort hatte das Unternehmen 2O1O bereits eine Loca-tion gegründet. Das neue, rund 7.OOO Quadrat-meter große Studio in Vancouver soll etwa 7OO SPI-Mitarbeiter beschäftigen. Aktuelle SPI-Projekte sind „Guardians of the Galaxy“, „Hotel Transylvania 2“ und ein „Schlümpfe“-Sequel. www.imageworks.com

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elemente auf einmal zu rendern.«

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Sony Pictures Imageworks hat sein Head-quarter aktuell nach Vancouver verlegt. Dorthatte das Unternehmen 2O1O bereits eine Loca-tion gegründet. Das neue, rund 7.OOO Quadrat-meter große Studio in Vancouver soll etwa 7OOSPI-Mitarbeiter beschäftigen. Aktuelle SPI-Projekte sind „Guardians of the Galaxy“, „Hotel Transylvania 2“ und ein „Schlümpfe“-Sequel. www.imageworks.com

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