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Mercedes-Benz usa NVIDIA Maximus per realizzare la Concept Car Silver Arrow che concorre al prestigioso LA Auto Show Design Challenge

La progettazione automobilistica è una sofisticata combinazione di arte, alta moda e ingegneria che spesso rappresenta la massima espressione della creatività e della sensibilità estetica. L'estetica creativa è ancora più raffinata nel mondo rarefatto delle concept car, i veicoli che esplorano le possibili forme e funzioni future dell'automobile. Ogni anno, durante il LA Auto Show di Los Angeles, gli studi di progettazione vengono invitati a una sfida che li vede creare intere storyline basate su progetti di automobili davvero estremi.

Mercedes Benz

Da ormai diversi anni, l'Advanced Design Center California, la divisione di ricerca e sviluppo per il Nord America di Mercedes-Benz, partecipa al LA Auto Show Design Challenge. Quest'anno, lo studio Mercedes California ha aggiunto ai propri strumenti tecnologici la piattaforma NVIDIA® Maximus™, abbandonando i tediosi processi seriali per passare a un ambiente di elaborazione in parallelo che permette il multitasking anche nelle fasi di calcolo più impegnative.

“Iniziamo sempre con idee davvero ambiziose”, ha dichiarato Alan Barrington, il progettista di Mercedes-Benz Advanced Design Center California che, assieme a Jack Luttig, il progettista del veicolo, è stato incaricato di creare l'animazione. “Lo scorso anno, siamo stati costretti a scendere a numerosi compromessi, eliminando una serie di funzionalità straordinarie e riducendo la complessità generale del progetto a causa dell'incapacità della nostra soluzione informatica di eseguire le attività di progettazione e ray-tracing con la necessaria rapidità. Quest'anno le cose sono andate in modo del tutto diverso. Il sistema basato su NVIDIA Maximus ci ha dato tutto il tempo necessario per esplorare diverse opzioni in modo creativo, fatto che risulta immediatamente evidente dal nostro progetto di quest'anno.”

SFIDA

Per il Mercedes-Benz Advanced Design Center California, il LA Auto Show Design Challenge rappresenta la possibilità di dare libero sfogo alla propria creatività. Ma non si tratta affatto di un vuoto esercizio di progettazione fine a sé stesso.

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“Questa competizione è un importante forum per consente di mettere alla prova nuove soluzioni software e nuove tecnologie di progettazione, che verranno poi applicate allo sviluppo delle vetture di produzione”, ha dichiarato Christopher Rhoades, progettista capo del Mercedes-Benz Advanced Design Center California. “Internamente, serve anche a dimostrare al management di Mercedes in Germania il ruolo e il valore di studi di progettazione satellite, come il nostro.”

In precedenza, lo studio di progettazione usava una CPU quad-core. Il workflow di progettazione partiva dal 2D, usando disegno su carta oppure Adobe Photoshop o Autodesk Alias. A quel punto, si passava ad Alias per la modellazione 3D e ad Alias o Autodesk Maya per la visualizzazione.

“La visualizzazione, ovvero il vero e proprio ray-tracing delle superfici dell'auto, era la fase più impegnativa dal punto di vista del calcolo”, ha dichiarato Barrington. “Il rendering fotorealistico, cioè il ray-tracing, prevedeva un numero enorme di calcoli e poteva facilmente bloccare il computer per un giorno intero. La visualizzazione prevedeva centinaia di frame e il rendering di ciascun frame durava 10 minuti. Questo significava centinaia di ore di rendering ciascuna settimana.”

Il processo di ray-tracing monopolizzava completamente i sistemi informatici dello studio, rendendoli indisponibili per altri lavori durante il rendering.

“Anche tentando di programmare rendering e visualizzazioni notturne, spesso non avevamo il tempo necessario per portare a termine tutte le operazioni previste", ha dichiarato Barrington. “Eravamo quindi costretti a compiere scelte difficili sulle operazioni di ray-tracing da eseguire nel tempo disponibile. Di conseguenza, durante la competizione del 2010 abbiamo terminato il tempo a disposizione prima di dare attuazione a molte delle nostre idee. Una conclusione davvero frustrante.”

SOLUZIONE

Il Mercedes-Benz Advanced Design Center California ha installato due sistemi NVIDIA Maximus sulle workstation HP Z800. La piattaforma NVIDIA Maximus riunisce le capacità di grafica 3D professionale leader del settore e di fascia altissima dell'unità di elaborazione grafica (GPU) professionale NVIDIA Quadro® 6000 con la potenza di elaborazione in parallelo del nuovo co-processore NVIDIA Tesla C2075, per consentire la progettazione 3D, la simulazione e la visualizzazione contemporanea sul desktop.

Su questo sistema, i progettisti di Mercedes –Benz eseguono Autodesk 3ds Max, Bunkspeed Move/Drive con NVIDIA iray®, Maya, Alias, Photoshop e Adobe After Effects.

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“Con la nostra configurazione basata su Maximus è come se disponessimo di una vera render farm anche se abbiamo appena due macchine” continua Barrington. “Ora quando creiamo un'animazione fotorealistica, siamo in grado di progettare una scena e renderizzarla in background su Bunkspeed con iray, quindi di iniziare immediatamente a lavorare sulla scena successiva, che sarà avviata al ray-tracing non appena la prima sarà terminata. Bunkspeed e Maximus si fondono alla perfezione e offrono la potenza e la rapidità che ci serve per avere un'idea istantanea di come apparirà la scena che stiamo realizzando. Questo è davvero di enorme aiuto per ottenere il look che desideriamo con la massima rapidità.”

Il progetto del Mercedes-Benz Advanced Design Center California per il LA Auto Show Design Challenge del 2011, denominato Silver Lightning, omaggia i 125 anni di innovazione automobilistica ed eccellenza progettistica dell'azienda. L'animazione destinata alla competizione presenta due personaggi che offrono una perfetta sintesi di sicurezza e stile: la caratteristica auto da corsa Mercedes-Benz Silver Arrow e il misconosciuto manichino da crash test.

“L'animazione fotorealistica è come il trailer di un film, con scene entusiasmanti e di alto impatto emotivo”, ha dichiarato Barrington. “Abbiamo utilizzato i sistemi NVIDIA Maximus per modellare ed eseguire il ray-tracing dell'auto e di altri personaggi non solo per l'animazione, ma anche per un poster di film e per varie immagini statiche che abbiamo creato. Inoltre, nella scena iniziale del trailer volevamo raggiungere il massimo effetto drammatico. Proprio per questo l'illuminazione era della massima importanza e il nuovo sistema ci ha permesso di creare un raggio di luce solare che è diventato il vero punto focale della scena. Non avremmo mai potuto ottenere questo risultato con i nostri strumenti precedenti, dato che non permettevano l'interazione di progettazione e rendering. Non avremmo avuto tempo a sufficienza per implementare questo tipo di illuminazione complessa.”

IMPATTO

“Grazie alle capacità di elaborazione in parallelo offerte dai sistemi NVIDIA Maximus, ora siamo in grado di essere sino a dieci volte più produttivi”, ha dichiarato Barrington. “Possiamo esplorare un numero enorme di opzioni diverse e arrivare quindi a un prodotto finale nettamente migliore a prescindere dalle scadenze fissate.”

Lo studio di progettazione si attende che questi strumenti tecnologici vengano adottati anche dai progettisti di Mercedes-Benz, che lavorano con serie di dati ancora più grandi.

“Il ray-tracing e altri processi di elevata complessità non fanno più rallentare il workflow”, ha dichiarato Barrington. “Mentre eseguiamo il rendering di qualcosa sul sistema NVIDIA Maximus, possiamo continuare a realizzare bozzetti 2D, modelli 3D e altro ancora. Possiamo quindi conservare la massima produttività non soltanto per le animazioni che utilizziamo per la competizione, ma anche nei nostri lavori normali.”

Questi “lavori normali” implicano la progettazione di auto concettuali e di produzione per Mercedes-Benz, oltre alla presentazione di idee di progettazione alla sede centrale dell'azienda per cercare di ottenere il loro benestare.

“È importante fornire ai progettisti di maggiore talento gli strumenti più adatti in modo che possano esprimersi al massimo”, ha dichiarato Rhoades. “La tecnologia NVIDIA Maximus ci ha permesso di fare proprio questo e ha anche semplificato la comunicazione delle nostre nuove idee alla sede centrale in Germania, sottolineando il nostro valore come studio satellite.”

Alla fine, quel valore poggia sulla capacità creativa dello studio.

“La natura del nostro business è che ci sono sempre modifiche”, prosegue Barrington. “Grazie all'ambiente basato su NVIDIA Maximus, possiamo continuare ad affinare e migliorare il nostro progetto, sino all'ultimo minuto. Possiamo rimanere efficienti e operare in multitasking. Non dobbiamo più limitarci e scendere a patti con la nostra creatività.”

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