成就《阿凡達》的幕后英雄

風靡全球的大片《阿凡達》上映沒幾天就狂賺十幾億美元，至今在中國還是場場爆滿，一票難求。片中所呈現的美輪美奐的畫面史無前例，震撼的3D視覺效果更是令人驚嘆。而這一場視覺盛宴成功的背后所仰仗的是先進和強大的科技力量。

《阿凡達》的3D特效被公認為是開創了電影技術的新紀元，而它的火爆熱映也使為影片制作數字特效的數據中心—位于新西蘭的Weta Digital公司備受關注。Weta Digital之前曾參與過《指環王》、《金剛》和《2012》等電影的制作，不過，毋庸置疑的是，《阿凡達》的制作使Weta Digital 動用了更多的先進設備和技術，據說所產生的數據量比該公司歷史上制作的任何一部電影都多，甚至超過了《指環王》三部曲的數據量總和，這無疑為數字特效帶來了前所未有的挑戰。

超級計算集群

鑄成“渲染墻”

在競爭激烈的虛擬影視效果市場中，對于一個視覺特效數據中心來說，找到速度更快、能效更高的技術是保持競爭優勢的最關鍵要素之一。Weta Digital依靠龐大的渲染運算集群完成了《阿凡達》的制作，該集群在其內部被稱做Render Wall(渲染墻)，包含有3.5萬個CPU內核。在Weta Digital，惠普的計算集群解決方案和刀片服務器為影片的渲染運算立下了汗馬功勞。

為了《阿凡達》的制作，Weta Digital在2008年對計算集群重新進行了設計，并將其超級計算集群的容量提升了一倍。Weta Digital采用了HP Cluster Platform 3000BL集群平臺作為計算集群解決方案，操作系統采用Linux。新的系統由4個超級計算集群組成，并使用了1280臺HP BladeSystem BL2x220c刀片服務器，它的累積峰值計算性能高達205萬億次浮點運算/秒。由于應用性能和能效的提升，Weta Digital不僅能以更快的速度制作最先進的動畫產品，而且也能降低運營成本。

HP BladeSystem BL2x220c刀片服務器將Weta Digital數據中心的處理能力提高了一倍，使其不僅能夠提高處理能力，而且無需擴建數據中心，或者支付冷卻幾百個刀片服務器所需的額外費用。

海量數據管理

有條不紊

正是那些為影片拍攝而專門設計的立體攝像機以及海量特效渲染成就了這部影片，使這部影片對動畫渲染工作流程以及存儲基礎設施的需求達到了前所未有的高度。影片制作過程中，大量的渲染計算產生了海量的數據。有人計算過，最終完成的影片，每幀的數據是12MB，而每秒鐘24幀，因此，每分鐘的數據就有17.28GB，整部影片長達160分鐘，這將是多么龐大的數據量。而這相比整個電影在制作過程中所產生的數據卻是小巫見大巫，據說整個制作過程產生的數據大約有3PB。如此海量的數據，對于存儲和管理是一個很大的挑戰。

在影片的整個制作過程中，所面臨的主要數據存儲挑戰包括:如何有效地管理渲染集群所生成的海量數據，如何讓眾多的動畫制作師快速地訪問更新后的主版本紋理文件(紋理文件是該影片中描述物體外觀的圖片，如一片葉子或一縷頭發，在渲染過程中包裹在3D模型外部，以生成生動的、足以亂真的動畫形象)。

Weta Digital的首席技術官Paul Ryan說，在渲染過程中，同一圖像的多個層次和局部畫面合并形成一幀完整的電影畫面。渲染墻中有1萬個過程同時試圖訪問同一文件或文件組，而這將導致存儲中的“熱點”。為了緩解這一問題，Weta Digital采用了12個BlueArc的Titan服務器集群系統來存儲并管理超過500TB的數據，以確保同時向數千個為《阿凡達》制作特效的渲染節點提供數據以及700TB的近線存儲。BlueArc是HDS公司NAS產品的OEM廠商，在影片制作的高峰期，其NAS系統要服務于渲染庫上超過3.5萬個內核，全天候以每秒8GB的持續負載量處理1.6萬個并發讀寫流程。盡管增加了更多的渲染節點，該存儲系統依然能保持極高的吞吐量，最大程度地加快了工作進度，消除了主要瓶頸，并簡化了數據管理。

在Weta Digital的存儲系統中，除了BlueArc的NAS系統外，NetApp的存儲系統也是一個重要的角色，并且兩者分工合作，共同完成影片制作過程的存儲工作，即BlueArc的系統負責存儲那些渲染系統所產生的電影畫面，而NetApp的集群存儲負責為“渲染墻”提供數據。為此，Weta Digital引進了一個NetApp雙節點高可用性集群FAS6080集群系統以及8臺NetApp的FlexCache設備。FlexCache通過使用本地緩存卷自動復制“熱點”數據，從而適應不斷變化的使用模式。

據Paul Ryan稱，NetApp的解決方案為Weta Digital削減了95%的數據管理開支，并提高了40%的存儲系統性價比，還大大降低了消耗在存儲處理上的CPU負載，實現了更短的訪問延遲時間、更快的渲染頻率，并提高了藝術家們的創作生產力。

新技術創造視覺奇跡

《阿凡達》中令人贊嘆不已的視覺奇觀背后，歐特克公司(Autodesk)提供的Maya和MotionBuilder等尖端、高效的設計工具起到了不可磨滅的巨大的作用。

影片的導演卡梅隆和他的制作公司Lightstorm Entertainment利用革命性的Virtual Film Making技術，將虛擬攝像機、先進的動作表情捕捉技術、3D特效軟件和實時呈現技術相融合，開創了一種前所未有的電影特效制作方式，實現導演在真實環境中與虛擬場景的緊密互動。他們通過使用歐特克的Maya和MotionBuilder軟件，創造出一個虛擬的表演舞臺，MotionBuilder在捕捉演員表演的基本動作的同時，將肢體或面部的動作數據映射給數字創造出的人物(CG角色)。而在現場一臺虛擬攝像機后，卡梅隆看到了過去只停留在他的想像中的阿凡達世界的畫面，并可不斷地指導或調整演員與虛擬環境間的互動，將真人的表演完美地融入計算機所創造出的世界里。

3D立體體驗無疑是《阿凡達》視覺奇跡的核心部分。在整個影片拍攝過程中，絕對精準地規劃出每一處畫面的3D透視深度是保證震撼觀影體驗所必不可少的環節。Virtual Film Making技術(以MotionBuilder為平臺)和Maya中三維立體場景制作解決方案，使原本在傳統拍攝過程中對畫面透視深度的不確定和反復修改成為歷史。卡梅隆通過獨特的3D虛擬影像擷取攝影系統拍攝出真人動作，映射到CG角色上并進行實時監測。而在影片最終完成前，Maya幫助導演從創作、編輯到觀看立體內容的每一個環節對影片3D效果進行充分把控，從而大大降低了3D特效制作方面可能出現的失誤。

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HP BladeSystem BL2x220c

刀片服務器

功能強大的高能效HP BladeSystem BL2x220c刀片服務器擁有靈活的體系結構，能夠讓客戶大幅節省成本、空間和電能。它所具有的靈活、高能效和價格合理的特點，可為客戶提供高性能、分布計算應用所需的最大密度。HP BladeSystem BL2x220c刀片服務器正為全球一些能效最高、符合行業標準的超級計算集群提供強大支持。對于那些希望在不增加基礎設施成本的前提下獲得最高應用性能的企業而言，上述性能優勢以及雙倍的單機架性能使HP BladeSystem BL2x220c成為它們的首選。

NetApp FlexCache存儲設備

Weta Digital的存儲系統中有4 套NetApp SA600 FlexCache存儲設備，均采用雙控制器高可用配置，運行 NetApp Data ONTAP 操作系統，安裝450GB 15000轉光纖磁盤驅動器。數據訪問后端同時配置一套 NetApp FAS6000 高端存儲系統，用于保留紋理文件母版。SA600使用FelxCache軟件，在大規模渲染集群和FAS6000存儲系統之間構成高度可擴展的“熱點”數據緩存層。