电影制作中的网络技术刍议

近几年在IT产业中兴起的云计算技术，更是促进了电影企业的服务需求与IT产业前沿技术的迅速融合。各电影制作企业都根据自身特点采取不同的技术体系，对网络化协作应包含的领域也有不同定位，这里暂将目前较为常见的国际数字电影产业网络化协作分为通用公共云、行业公共云、企业私有云、网络化协作服务这四种主要发展模式。通用公共云数字特效电影制作的复杂程度与日俱增，带来了迅速增长的对存储与计算能力的要求，数字立体电影更是加剧了这一趋势。除了电影制作过程中的海量存储和运算需求外，影片制作完成后的数字文件的保存也为电影企业带来了巨大的负担。为克服运算与存储的巨大压力，网格计算（Grid　Compu－ting）和公共云存储服务近年来在美国电影企业得到应用。目前美国电影产业较多使用公共网格计算和云存储平台的主要包括以下几家：圣地亚哥超级计算中心（San　Diego　Supercomputer　Center）、亚马逊公司的简单存储服务（Simple　Storage　Service，S3）及内瓦尼克斯云存储网络（Nirvanix　CloudStorage　Network）等，而知名的电影胶片存储服务企业好莱坞地下室公司（Hollywood　Vaults）近年来也从只提供胶片物理存储，转向兼顾数据存储代管服务。基于公共云平台的数字电影网络化协同制作，主要通过“基础设施即服务”（IaaS）的方式实现远程存储，通过“平台即服务”（PaaS）、“软件即服务”（SaaS）以及虚拟化技术实现高性能计算和数据管理（图2所示）。通用公共云拥有低成本和高可达性的优势，但电影企业对创意内容安全问题相当谨慎，因此对公共云平台应用仍存疑虑。与此同时，由于公共云服务并未根据电影行业的特点进行定制，在IT管理的成本上也会有所增加。为此，目前使用公共云服务的企业在电影产业中仍属少数，几家最大的美国电影公司迄今尚未涉足这一领域。

行业公共云行业公共云（图3所示）是针对数字电影制作流程的某些环节，由服务提供商完成技术平台的配置，然后以按工作量计费的方式，将服务“零售”给电影特效企业。显然相对于通用公共云而言，行业公共云因定制服务而成本有所增加，但对用户来说，在数据私密性、IT管理成本、针对项目的灵活性方面，具备了更多优势。针对电影产业的行业公共云服务，首先是传统的提供集中的大规模并行运算的渲染领域，率先向云计算和网络化协作的方向转型。目前较为典型和成功的范例是渲染火箭公司（Render　Rocket）推出的三维渲染云服务，用户可灵活地通过互联网上传主流三维软件的渲染任务，用该公司推出的“任务控制”（Mission　Control）客户端实时监控渲染进程，待结束后直接下载渲染完成的图片序列文件。另一家在该领域较为成功的绿色按钮（Green　But－ton）公司，以按需服务的概念，致力于推进三维、后期制作软件的云计算化，使用户在软件内部就可直接向云端提交计算任务。渲染云服务有效解决了中小企业、个人对于大规模运算的临时性需求，渲染云服务不必考虑与客户的物理距离，其服务器放置地可选择房租、电力、带宽资源廉价的地点，并且由于规模效应大大降低了单位成本，因此，渲染火箭公司的服务价格最低可达每个CPU　0．7美元／小时，远远低于传统的渲染农场租用费用。尽管仍较通用公共云的成本有所增加，但几乎不存在用户IT管理成本，其“即需即用”方式灵活，具有巨大的优势。重要的行业软件企业也高度重视行业公共云服务的开发，旨在从零售软件授权方式，向提供按需供应的云计算服务方式转换。欧特克公司（Au－todesk）目前已推出了自己的云计算服务“欧特克云”（Autodesk　Cloud），提供按需计价的软硬件打包的云计算服务。

IT企业和电影动漫工作室联合，将自有技术转化为云计算服务，显示了未来另一种发展趋势。微软和皮克斯动画公司（Pixar）于2010年10月公布了双方基于Windows　Azure操作系统的皮克斯渲染人专业服务器版（Pixar＇s　Renderman　Pro　Server）专业渲染云服务产品原型，目前正在进行公测。“渲染人”（RenderMan）这一在三维动画领域占据主流地位的渲染软件，也将转向软硬件打包的云服务，提供给用户“租用”。专门针对电影行业的云计算服务也可能催生新的行业增长点。以制造CPU和显卡闻名的超微公司（AMD）联合欧托公司（OTOY）推出的“按需实时云渲染”技术，借用云端强大的CPU和GPU完成电影、游戏的实时运算，然后将视频流传送至运算能力弱的个人电脑、智能手机和平板电脑终端。2010年该平台了一个演示，将以运算量大而著称的电子游戏《孤岛危机》（Crysis）在云端实现运算，并在iPhone和iPad上实时显示。无独有偶，微软公司目前也正在大力发展旗下游戏机XBOX的云存储服务。未来随着按需实时云渲染技术的逐渐成熟，视频内容的转码、互动电影及电子游戏的运算将不必借助本地的计算和存储，完全可在云端实现，“内容＋硬件”的传播方式，无疑会造就又一个全新的行业增长点。基于云计算的分布式的网络化协作，也将进一步促进行业专门领域内的大规模协作和用户生成内容（UGC）的发展。新加坡的云图服务（CloudPic），旨在聚合全球数字艺术家，以虚拟工作室的方式，便于电影、动画、游戏企业通过互联网寻找和雇佣来自全球任一地点的人员参与项目工作，并通过提供专门的客户端，实现异地项目协同及工作成果提交。云图并不提供运算、软件、存储等服务，而是通过聚合人力资源的方式，搭建方便的企业与个人之间的协作通道。

企业私有云在电影行业的网络化协作领域，企业私有云（图4）是最先发展起来的技术体系。企业私有云是由电影制作企业自身负担基础设施建设并部署应用软件，放置在企业自身防火墙之内，或交由专门的IT企业进行主机托管。企业私有云在效率、安全性、服务质量和按需定制方面，都是最佳的有效控制方式，但是由企业自身承担所有软硬件成本，带来的支出非常高昂。因此，电影行业内的企业私有云，目前只有少数规模较大、盈利状况良好的大型企业才有实力建立，中小企业较少以私有云的方式展开协作。目前全球电影制作行业中最知名的企业私有云，是维塔数字工作室（Weta　Digital）的运算中心。早在20世纪90年代，维塔数字即建立了自有的运算数据中心。在经过最近一次2008年的硬件升级和架构重新设计后，维塔运算中心拥有4000多台惠普BL2x220c刀片服务器和10Gb／s带宽的局域网支撑其近10PB的存储系统，由32台每台拥有40000个处理器和104TB内存的超级计算机组成运算中心。通过虚拟化技术和任务管理系统，维塔数字的员工可在企业内的任意一台终端上，在权限允许范围内，调用其庞大的运算与存储系统。维塔数字的企业私有云经多年发展，体系较为完备，其应用的超级计算机系统，是目前全球前500位超级计算机排行中，唯一一个用于数字媒体和娱乐领域的。另一家较早建立大规模企业私有云的公司，是美国梦工厂动画（DreamWorks　Animation），其与惠普公司（HP）联合，在十年前已建立庞大的运算数据中心。梦工厂的运算中心完全采用了惠普智能管理中心系统（HP　Intelligence　Management　Cen－ter，IMC）搭建其从硬件、软件到管理的平台，采用3000多台HP　ProLiant　BL460cG6刀片服务器、Z系列图形工作站、HP　StorageWorks　X9720网络存储系统，配合运行在红帽Linux系统（RHEL）上的HP　Integrated　Lights－Out　2Advanced　Pack和HP　Command　View　EVA　Software管理软件，形成了完整的整合运算存储资源、任务管理、人力资源管理的制作平台。与此同时，梦工厂也是最早将运算任务迁移到云端的企业之一。2010年，该公司与专门服务于电影动画产业的云计算服务提供商塞瑞林克公司（Ce－relink）签署了合作协议，在后者进行其私有云的远程托管。借助塞瑞林克公司位于新墨西哥州的运算中心的电力、带宽和税收成本优势，梦工厂有效降低了其制作成本。从《超级大坏蛋》（Mega　Mind）开始，梦工厂的每个制作项目中，均使用了云计算技术。据梦工厂动画公司首席技术官埃德•莱昂纳多（Ed　Leonard）介绍，2011年梦工厂公司50％以上的渲染将由云计算完成。据介绍，梦工厂动画公司借助云计算技术，其影片制作成本降低了多达25％。据报道，目前美国领先的其他几家电影特效企业，如工业光魔（ILM）、索尼影像（Sony　Image－works）也正在积极筹备将其运算中心转为由云计算服务中心托管，以节省硬件支出和IT管理成本。出于对数据安全性的首要考虑，企业私有云将成为大多数顶级电影特效和数字动画公司目前的最佳选择。

网络化协作服务平台（混合云）随着超高成本的特效电影的大量出现，电影制作的复杂程度和规模都达到了前所未有的高度，一部电影的制作由多家公司分工完成的状态也越来越普遍，从而形成了网络化协作服务平台（混合云，如图5）。以影片《阿凡达》为例，共有14家特效制作公司参与了制作，分布在北美、欧洲、大洋洲等地区，其中也包括了工业光魔工作室（IndustrialLight　＆Magic）、维塔数字工作室（Weta　Digital）、模糊工作室（Blur　Studio）和帧库工作室（Frame－store　Studio）等国际上规模最大、技术水平最高的电影特效公司。由于各企业间的技术标准、软硬件平台差异较大，几年前各制作企业之间的跨国合作中的项目管理、任务分配和资源交换，多采用较为原始的模式。一些项目采用参与项目的某家企业内部开发的任务和资源管理软件进行项目管理，也有的项目则借助通用的项目管理软件，或简单采用虚拟专用网（VPN）的方式。随着企业间协作的情况逐渐普遍，这种粗放式、低效率和临时性的协作模式已经不能满足需求，因此基于统一标准的针对电影行业的项目管理平台逐渐出现和普及。

作者：刘达 方捷新 王雷 王春水 单位：中国电影科学技术研究所 中国传媒大学 北京电影学院