پنگوئن فیلمساز

اشاره :
کمتر استودیوی بزرگ فیلمسازی و ساخت جلوه‌های ویژه کامپیوتری را در هالیوود می‌توان یافت که از لینوکس به عنوان سیستم‌عامل ساخت انیمیشن و جلوه‌های ویژه استفاده نمی‌کند. لینوکس نه تنها سرورهای رندرکننده، که دسکتاپ‌های هنرمندان طراح این استودیوها را نیز تصرف کرده است. در اپیزود فیلم جنگ‌های ستاره‌ای کاراکتر یودا و در قسمت دوم ارباب حلقه‌ها ارتشی از Orcها که به دژ بزرگ Helm's Deep یورش می‌برند از ساخته‌های لینوکس هستند.لینوکس که زمانی سرگرمی لینوس توروالدز بود، هم اکنون به سکوی نرم‌افزاری صنعت سرگرمی سازی هالیوود تبدیل شده است. در این مقاله رویکرد این استودیوها به لینوکس و نرم‌افزارهای اپن سورس بررسی می‌شود.

 

Irix و Linux
پیش از راه یافتن Linux به صنعت فیلمسازی، استودیوهای فیلمسازی و جلوه‌های ویژه کامپیوتری بیشتر ازIrix  به عنوان سیستم‌عامل و از نرم‌افزارها و سخت‌افزارهای سیلیکون گرافیکس (شرکت سازنده API گرافیکی OpenGL)برای ساخت فیلم های خود استفاده می کردند.

آیریکس سیستم‌عاملی براساس استانداردهای یونیکس است که توسط شرکت سیلیکون گرافیکس (SGI)  طراحی و توسعه داده  شده  است و می تواند روی کامپیوترها و سرورهای  32 بیتی  و 64 بیتی اجرا شود.

SGI برای قدرتمند‌کردن آیریکس، نرم‌افزارهای ویژه‌ای را برای آن طراحی کرده  است که  بسیاری  از آن‌ها در استودیوهای جلوه‌های ویژه مورد استفاده  قرار گرفته‌اند. تازه‌ترین نگارش این سیستم‌عامل، Irix 6.5.29، سیستم‌عاملی 64 بیتی است که در چهاردهم فوریه سال 2006 عرضه شده است.
 
SGI برای مهندسان صنعت فیلمسازی  بسیار شناخته شده است. از این‌رو هنگامی که ویندوز به سیستم‌عاملی فراگیر تبدیل شد، سیستم‌هایی مبتنی بر ویندوز NT و هنگامی که هالیوود به لینوکس روی آورد، سیستم‌های لینوکسی را  نیز عرضه  کرد که هم اکنون در شرکت‌های فیلمسازی مورد استفاده قرار می گیرند. هر چند ساخته شدن PCهای سریع و قدرتمند استفاده از سخت‌افزارهای SGI را کاهش داده است، این شرکت منعطف، با پشتیبانی از لینوکس، هم در سخت‌افزارها و هم در نرم‌افزارهای خود و سازگار کردن نرم‌افزار Maya با آن، شرکت مورد علاقه فیلمسازان است.

Field of Application
- From workstations up to supercomputers
- Visualization
- Simulation
- Film animations
- Natural science

System Environment
- only for MIPS/SGI systems
- scalable up to 512 CPUs and 1 TByte of RAM in one system
- 16 GByte RAM
- 64-Bit, 32-Bit on older systems
- XFS file system
- 4dwm window manager
- Supports the EFS, HFS and FAT file system
- GUI was named IRIX Interactive Desktop

لینوکس و فیلمسازان‌
شاید لینوکس سومین سیستم‌عامل  رایج پس از ویندوز  و مکینتاش باشد، ولی در استفاده در سیستم‌های گرافیکی قدرتمند، بالاتر از دیگران قرار دارد و در ساخت جلوه‌های  ویژه  بیش از سی فیلم  بسیار موفق و پرفروش مانند، ارباب حلقه‌ها، جنگ‌های ستاره‌ای: اپیزود 2، هری پاتر، شِرک و تایتانیک به عنوان سیستم‌عامل مورد استفاده قرار گرفته است.

شتاب تجاری  لینوکس از زمانی آغاز شد که به‌عنوان  پلتفرم  در سرویس‌دهی به صفحات وب مورد استفاده قرار گرفت. در سال‌های رشد انفجاری اینترنت، لینوکس یک سوم سرورهای آی‌اس‌پی‌ها را روی وب سرور آپاچی، به خود اختصاص داد. چیزی که شرکت‌های اینترنتی دوست داشتند، سرعت زیاد و هزینه کم لینوکس بود. متخصصان  فناوری استودیوهای  فیلمسازی با دیدن  لینوکس روی سرورهای  آپاچی و سرعت  بالای این ترکیب در سرویس‌دهی به صفحات وب به فکر استفاده از لینوکس روی  سرورهای رندرکننده افتادند و این‌که آیا لینوکس می‌تواند فیلم‌ها را سریع‌تر و ارزان‌تر تولید کند؟

لینوکس در سال 1997 به هالیوود راه یافت؛ زمانی که شرکت (Digital Domain (D2 برای رندر کردن جلوه‌های ویژه فیلم تایتانیک از آن به عنوان  پلتفرم  کامپیوترهای خود استفاده کرد و این سیستم‌عامل  جایگزین Irix شد، ولی لینوکس پیش از تصرف استودیوهای جلوه‌های ویژه با موانعی روبه‌رو بود که باید آن‌ها را پشت‌سر ‌می‌گذاشت. بزرگ‌ترین مانع  لینوکس برای این کار، تنها عدم وجود درایورهای گرافیکی قدرتمند بود.

کارایی گرافیکی لینوکس بسیار پایین‌تر از سیستم‌عامل‌های دیگر بود. لینوکس با نبود درایورهای گرافیک سه بعدی شتاب‌دهنده در پلتفرم SGI روبه‌رو بود. در حالی که nVidia و دیگر سازندگان  کارت‌های ویژه بازی‌های کامپیوتری، کارایی گرافیکی را در سیستم‌های ویندوزی که از API ویژه خود یعنی DirectX استفاده می کردند به خوبی ارتقا داده بودند و ویندوز آماده‌تر از لینوکس برای تصرف دنیای فیلمسازی به نظر می‌رسید. ولی روی آوردن  استودیوها به ویندوز بیشتر از آنچه که تصور می‌شد سخت بود.

تبدیل میلیون‌ها سطر کد داخلی یونیکس به کدهای قابل اجرا روی سکوهای ویندوز یک کابوس بود. کدهای واسط گرافیکی کاربر و چندوظیفه‌ای  طراحی شده برای آیریکس برای تبدیل به کدهای قابل اجرا روی ویندوز NT نیاز به تغییرات بسیار زیادی داشت. کدام راه آسان‌تر بود؟ تبدیل میلیون‌ها سطر کد یونیکس به کد ویندوز یا نوشتن یک درایور گرافیکی قدرتمند برای لینوکس؟ در همین زمان شرکت nVidia درایور جدیدی را طراحی نمود که کارایی گرافیکی را هم در سیستم‌های ویندوز و هم در سیستم‌های لینوکس بالا می برد.

آنچه شرکت‌های فیلمسازی را بیشتر بر آن می‌داشت تا از لینوکس به‌ویژه روی سیستم‌های SGI استفاده کنند، پشتیبانی خوب آن بود؛ هر چه SGI از نیازهای صنعت فیلمسازی پشتیبانی می‌کرد، مایکروسافت همان‌قدر به آن بی‌اعتنا بود. شرکت‌ها دریافتند که خودشان باید به خودشان کمک کنند. آن‌ها برای توسعه سیستم‌عامل خود به جهت بالابردن کارایی گرافیکی سیستم‌هایشان به سورس کد نیاز داشتند و لینوکس این ویژگی‌ را داشت.

لینوکس از سیستم‌عاملی با کارایی گرافیکی پایین به سیستم‌عاملی قدرتمند برای پدیدآورندگان جلوه‌های ویژه کامپیوتری تبدیل شد. از آنجا که لینوکس براساس یونیکس نوشته شده بود، تبدیل کدهای Irix و یونیکس به لینوکس، بسیار آسان‌تر از تبدیل آن‌ها به کد ویندوز بود.

همچنین استودیوهای هالیوودی دریافتند که با داشتن یک  پلتفرم  استاندارد اپن سورس  برای توسعه، هر استودیو می تواند منابع ونرم‌افزارهای ویژه خود را روی آن توسعه دهد. هم اکنون نیز برخی از استودیوها بیش از یکصد برنامه‌نویس لینوکس دارند که روی نرم‌افزارهای ویژه آن استودیو کار می کنند.

انیمیشن Shrek ساخته شرکت DreamWorks که در سال 2001 ساخته شد، نخستین فیلم موفقی بود که در پلتفرم  لینوکس پیاده‌سازی و رندر شد. به گفته Ed Leonard از شرکت دریم‌ورکس: <کارایی سیستم‌‌های مبتنی بر لینوکس و کاهش هزینه‌ها، از بزرگ‌ترین ویژگی‌های استفاده از لینوکس بود.> این شرکت هم اکنون دارای بیش از دویست کامپیوتر دسکتاپ لینوکس برای انیماتورها و چهارصد سرور لینوکس است.

دریم‌ورکس تا‌کنون تقریباً سه میلیون سطر  برنامه‌نویسی کرده که همه آن‌ها به پلتفرم لینوکس منتقل شده است و با ساخت استودیوی دیگری در کالیفرنیا که ساختار سیستم‌های آن، همه مبتنی بر لینوکس است گسترش  بیشتری خواهد یافت.

شرکت پیکسار نیز دو میلیون سطر برنامه خود را به سکوی لینوکس منتقل کرده است. امکانات خط فرمان نرم‌افزارRenderMan این شرکت از سال 1999 روی لینوکس قابل دسترسی است. همچنین RenderMan Artist Tool نیز برای استفاده در نرم‌افزار مایا در سکوی  لینوکس تست بتای خود را پشت سر گذاشته است. Peachey معاون پژوهش و توسعه شرکت پیکسار می‌گوید: <انتقال نرم‌افزارهای اختصاصی شرکت به لینوکس بسیار سریع انجام‌شد، هر توسعه‌دهنده شرکت روزانه  به طور متوسط دوهزار سطر برنامه را به کدهای  لینوکس تبدیل می‌کرد.> پیکسار هم اکنون دارای پانصد کامپیوتر دسکتاپ SGI است و از سرورهای شرکت سان برای سیستم‌های رندر‌کننده خود استفاده  می‌کند.

همچنین  از  حدود  سی کامپیوتر  لینوکسی برای  توسعه  نرم‌افزارهای خود و یکصد و بیست  کامپیوتر  لینوکسی در تولید محصولات خود بهره می‌برد. انیمیشن در جستجوی نیمو توسط سیستم‌های لینوکسی پیکسار تولید شد.

به گفته اندی هندریکسون، پژوهشگر و توسعه‌دهنده ارشد شرکت ILM، سازنده جلوه‌های  ویژه فیلم‌های بسیار مشهور جنگ‌های ستاره‌ای: <شرکت ILM براساس یک زمانبندی، حدود بیست درصد از  ششصد  دسکتاپ و  بیست درصد از سکوهای رندرکننده خود را به کامپیوترهای  لینوکسی تبدیل کرده است. ILM برای جلوگیری از  ایجاد شوک در تولید محصولات خود هم از Irix که قبلاً مورد‌استفاده قرار می‌گرفت و هم از سیستم‌های جدید لینوکس پشتیبانی خواهد کرد.>

به گفته رابرت ویور، از شرکت :ILM <هنگام ساخت اپیزود دوم فیلم جنگ‌های ستاره‌ای، ارتقای کامپیوترهای این شرکت از RISC به لینوکس افزایش چشمگیری در کارایی و سرعت تولید فیلم ایجاد کرد. سیستم‌های قبلی بسیار کند بودند و طراحی شلیک لیزر توسط کاراکترهای فیلم در این سیستم‌ها بیشتر شبیه پرتاب نیزه از آب درمی‌آمد. با تبدیل سیستم‌عامل کامپیوترها به لینوکس سرعت این کامپیوترها پنج برابر افزایش یافت.>

در ساخت جلوه‌های ویژه کامپیوتری جنگ‌های ستاره‌ای: اپیزود 2، از ششصد کامپیوتر لینوکسی استفاده شده است.

 ILM برای دستیابی به وضوح بالاتر در نمایش فیلم‌های خود،  پخش کننده Irix Quicktime ویژه این شرکت را از سکوی ایریکس به لینوکس منتقل کرد و بدین ترتیب وضوح فیلم‌های فرمت MPEG-1 و AVI از 320 در 240 به  1280 در 700 افزایش یافته است و این پخش‌کننده‌ها مانند مانیتورهای رایج می‌توانند بیست و چهار فریم را در  هر ثانیه نمایش دهند.

 

شکل1- ILM نرم‌افزار اختصاصی خود را بر اساس نرم‌افزار انیمیشن سه بعدی تجاری SoftImage توسعه داد تا بتواند کاراکتر Yoda را در فیلم Star Wars :Episode II طراحی کند.

مهاجرت شرکت Weta Digital به لینوکس نیز هنگام ساخت جلوه‌های ویژه فیلم  ارباب حلقه‌ها روی داد. در این فیلم از دویست و سی کامپیوتر SGI مبتنی بر آیریکس و لینوکس برای ساخت بیش از هزار و دویست صحنه دارای جلوه‌های ویژه کامپیوتری استفاده شد.
 
وجود موتور گرافیکی ویژه روی سکوهای SGI در بالابردن سرعت کار طراحان گرافیکی فیلم بسیار مؤثر بود.

 این شرکت از نرم‌افزاری موسوم به Massive برای ساخت جمعیتی از Orcهای دیجیتال در ارباب حلقه‌های 2 استفاده می‌کرد.

به‌گفته Stephen Regelous یکی از توسعه‌دهندگان نرم‌افزار Massive، برای  به‌حرکت درآوردن یکصد هزار کاراکتر مجازی با استفاده از نرم‌افزاری دیگر زمان بسیار زیادی موردنیاز بود. با استفاده از پلتفرم لینوکس، کارایی نرم افزار Massive دو برابر سریع‌تر از ویندوز شد.


تنها استودیوهای ایالت متحده نبودند که به لینوکس روی آوردند، Double Negative بخشی از شرکت یونیورسال در لندن فیلم‌هایی مانند <مأموریت غیرممکن 2> را براساس سیستم‌های لینوکسی ساخته است.
 
در سال 2004 از این شرکت خواسته شد اسکادران بمب‌افکن‌های آلمانی را برای فیلم <دشمن پشت دروازه> طراحی کند. به گفته Ian Chisholm مهندس ارشد این شرکت: <هیچ هواپیمای واقعی‌ای در این فیلم به پرواز درنیامد؛ چرا که این نوع هواپیماها متعلق به پنجاه سال پیش بودند؛ همه آن‌ها توسط  انیماتورها، با استفاده از نرم‌افزار مایا و در کامپیوترهای لینوکسی طراحی شدند. برای تلفیق صحنه‌ها با هم و نیز ساخت افکت‌هایی مانند انفجار، از نرم‌افزار Apple Shake تحت لینوکس استفاده شد.>

با این وجود همه تصاویر متحرک کامپیوتری با نرم‌افزارهای اختصاصی شرکت‌ها طراحی نمی‌شوند. بسته‌های نرم‌افزارهای  مدل‌سازی و انیمیشن تجاری که توسط شرکت‌های نرم‌افزاری تولید می‌شوند نیز نقشی حیاتی در ساخت تصاویر متحرک کامپیوتری دارند. زمانی که دریم‌ورکس فیلم شِرِک را روی پلتفرم لینوکس ساخت، از نرم‌افزارهای ویژه خود استفاده کرد؛ چرا که در آن زمان نرم‌افزارهایی که پاسخگوی نیاز آن‌ها باشد وجود نداشت، ولی هم اکنون سه نرم‌افزار انیمیشن‌سازی تجاری آماده دارای نسخه‌های لینوکسی نیز هستند و بیشتر مورد استفاده استودیوها قرار می گیرند: نرم‌افزار SideFx Houdini که نسخه لینوکسی آن در سال 1999، و نرم‌ا‌فزارهایAlias Maya و SoftImage که نسخه لینوکسی آن‌ها در سال 2001 عرضه شدند.

جالب این‌که  اپل و پیکسار که استیو جابز در راس هر دو قرار دارد، به دو شرکت قدرتمند سازنده نرم‌افزارهای تحت لینوکس تبدیل شده‌اند. برای نمونه، نسخه لینوکسی رایج‌ترین نرم‌افزار تلفیق (compositing) انیمیشن موسوم به Apple Shake توسط شرکت اپل در سال 2000 و رایج‌ترین نرم‌افزار رندر کننده موسوم به Pixar RenderMan توسط شرکت پیکسار  در سال  1999 عرضه شد. 

برخی از فیلم‌های مشهوری که برای ساخت آن از لینوکس به‌عنوان سکوی کاری استفاده شده است:

تایتانیک‌ آرماگدون‌ باشگاه مشت زنی‌ روز ششم‌ سوپرنوا مردان‌ سیاره سرخ‌ دشمن پشت دروازه‌‌ها شرک‌ آخرین فانتزی‌ هری پاتر آسمان وانیلی‌ ارباب حلقه‌ها - 2 جنگ‌های ستاره‌ای: قسمت دوم‌ ماشین زمان‌ ماتریکس - 2

کمبود نرم افزارهای گرافیکی اپن سورس
استفاده از لینوکس که یک نرم‌افزار اپن‌سورس است، توسط استودیوهای فیلمسازی که سورس‌کد  نرم‌افزارهای اختصاصی خود را محرمانه نگاه می‌دارند، شگفت‌انگیز به نظر می‌رسد. حقیقت این است که استودیوها دریافتند که با داشتن یک سیستم با سورس کد باز، توسعه نرم‌افزارهای اختصاصی آن‌ها  آسان‌تر و سریع‌تر از پیش خواهد بود.

همچنین خود شرکت‌ها می‌توانند قابلیت‌های  تخصصی‌ای را که  تنها در کارهای ویژه کاربرد دارد و تولیدکنندگان  لینوکس آن‌ها را در سیستم‌عامل  قرار نداده اند، در ساختار لینوکس توسعه دهند.

البته تنها نرم‌افزارهای تحت لینوکس اندکی برای طراحی، مدل‌سازی و انیمیشن وجود دارند که به صورت اپن‌سورس عرضه می‌شوند. برای نمونه، CinePaint نرم‌افزاری مانند فتوشاپ است که برای ایجاد هرگونه تغییر در تصاویر به کار می‌رود.

این نرم‌افزار مانند لینوکس اپن‌سورس و به صورت رایگان قابل دانلود است. CinePaint براساس پروژه‌ای نرم‌افزاری موسوم به Film Gimp که در سال  1998 با هدف ساخت یک بسته طراحی قدرتمند برای لینوکس آغاز شد، ساخته شده است.

استودیوهای فیلمسازی و جلوه‌های ویژه  نیز کارهای زیاد و زمانبری برای  توسعه  نرم‌افزارهای اختصاصی خود انجام داده‌اند، ولی این  نرم‌افزارها  تنها در پروژه‌های خود این استودیوها به کار می‌روند و سورس کد آن‌ها بسیار محرمانه است. برخی از این نرم‌افزارها از اساس و بدون استفاده از هسته نرم‌افزارهای دیگر ساخته شده‌اند و برخی دیگر پلا‌گین‌هایی هستند که همراه نرم‌افزارهای حرفه‌ای وتجاری مانند Alias Maya و Apple Shake مورد استفاده قرار می‌گیرند.
 
هر چند سورس‌کد نرم‌افزارهای  تجاری آماده  نیز  برای  بیشتر  کاربران، بسته است، اما استودیوها قراردادهایی با شرکت‌های تولیدکننده آن‌ها می‌بندند که براساس آن می‌توانند به سورس کد آن‌ها دسترسی داشته باشند. 

لینوکس نوع جدیدی از همکاری را میان شرکت‌های فیلمسازی پدید آورده است. این  شرکت‌ها که پیش از این سورس‌کد نرم‌افزارهای اختصاصی خود را محرمانه نگاه می‌داشتند، هم اکنون با روی آوردن به لینوکس و استفاده از آن، بخشی از کد نرم‌افزارهای خود را به صورت اپن سورس، با شرکت‌های دیگر به اشتراک می‌گذارند.