Realtidsanimeringar för 1,5 miljoner kronor:
Datorerna bakom
Jurassic park!

En av de populäraste modellerna i Silicon Graphics sortimentet är Indigo. Datorn påminner om en vanlig desktop-PC men kan måndubbelt mer, och kostar måndubbelt med också.

Silicon Graphics, ett namn de flesta förknippar med specialeffekter i en rad filmer. Senast var det Jurassic park's dinosaurer som skapades med hjälp av deras datorteknologi. En teknologi som snart kommer finnas tillgänglig för var man i och med det nystartade samarbetet med Nintendo. Följ med Attack i en djupdykning ner i Silicon Graphics fantastiska värld!

Grafik, är som namnet redan antyder, vad Silicon Graphics specialiserat sig på. Om man vill köra en 24-bits bild i 1024 x 768 pixels upplösning i full videohastighet, dvs 25 bilder per sekund, blir det en dataström på 57 MB per sekund.

De vanliga datorerna (PC/Mac/Amiga) har inte bussar som praktiskt klarar av dessa hastigheter. På en Silicon Graphics maskin är man inte ens i närheten av maxfarten, deras bussar klarar nämligen lite över 380 MB/s. Och det är inte småpotatis det! Idag finns det visserligen ingen hårddisk som kan lämna 57 MB/s, något man på Silicon graphics löst genom att det går att ansluta flera hårddiskar och läsa från dem samtidigt! I ärlighetens namn ska det väl tilläggas att smakar det så kostar det!

Silicon Graphics grundkoncept har funnits i lite över tio år. Hur kom det sig att man kom på idéen att göra en dator specialiserad på grafik?

André Goos, säljare, på Silicon Graphics i Sverige berättar: "Det hela började 1982, långt innan PC hade slagit igenom. På den tiden, var kraftfulla datorer stora burkar som servade flera människor via terminaler. Dessa hade mycket dåliga grafiska möjligheter. En man som heter Jim Clark jobbade då på Stanfords Universitet där han undervisade i grafisk datalogi, han ville bygga en dator där grafiken sattes i första hand, men ingen på universitetet ville anslå några medel för ett sådant projekt. Det hela slutade med att Jim och sju av hans elever startade ett eget företag med namnet Silicon Graphics och därefter har det bara rullat på. Både Jim och de andra som startade företaget finns kvar än idag.

När företaget började växa, insåg Jim att han inte var rätt man att leda ett så stort företag, så han anställde en VD för att sköta driften. På detta sätt kunde Jim också göra det han tycker bäst om: bygga datorer! Idag är vi 4.800 anställda world wide och våra grafiska arbetsstationer används i en mängd olika applikationer. Begreppet arbetsstation kommer förresten från Unix-världen, där man med det ordet avser en dator som klarar sig helt själv, utan någon server eller liknande."

Virtual Reality och simuleringar
"Det är en sak att rendera på en dator och spara bild för bild, det klarar nästan vilken miniräknare som helst bara man har tid, men att mappa och rendera i realtid, är något annat - det kräver kraftfulla processorer och snabb grafik. Ett område vår utrustning är som skapt för. Våra maskiner har tre olika bussar, en CPU-buss som är klockad på samma frekvens som processorn, en grafikbuss som jobbar mellan RAM och grafikkortet. På Indyn, vår enklaste modell klarar denna buss 285 MB/s. Slutligen har vi en periferi-buss som jobbar mot ethernet, SCSI-controllern, ljudportarna och seriell och paralell portarna. Alla bussar är klockade på den mest optimala hastigheten. Det sitter också buffertar emellan, på så sätt störs inte programkod och grafiken av varandra.

Vi bygger också datorer som inte ser ut som någon annans. Våra är alltid designade och i olika färger, ofta med flake-lack. Vi fick, när vi lanserade, Indigon faktiskt designpris för att vi bröt trenden mot de gråa plåtlådorna."

Attack: Hur många datorer har ni sålt?
Andre: I Sverige har vi ca. 1500 maskiner ute. Vi säljer internationellt ca. 30-70 tusen maskiner per år.

Attack: Hur ser ert modellprogram ut idag?
Andre: Indy är vår billigaste maskin, kostar körklar från 85.000 kronor inkl. moms, och är den perfekta datorn för ingenjörer, forskare och andra tekniker som förutom vassa grafikegenskaper också behöver en dator för att ordbehandla och göra kalkyler och databaser på. Tidigare hade många av dessa yrkesgrupper flera olika datorer på sina skrivbord, t.ex. en Mac, en PC och en kraftfull Unixdator. Med Indyn ersätter vi alla dessa. Alla våra datorer använder Unix som operativsystem vilket multitaskar perfekt, dessutom följer det med en Mac och PC emulator (demoversioner - går att använda i tre månader). PC-emulatorn motsvarar en 50 MHz 486:a.

Indy är "budgetmodellen" och kostar körklar från 85.000 kronor inkl. moms.

Emulering i all ära, men för att utnyttja prestandan i våra maskiner optimalt, ska ju programmen vara skrivna för Unix direkt. Så gott som alla stora program från PC och Mac världen kommer också till våra datorer numera. En av de senaste i raden är Adobe's PhotoShop. Stora 24-bits bilder dödar även den kraftfullaste Macen, något många proffesionella användare lider av. Många reklambyråer och tidningar går nu därför över till PhotoShop på våra datorer.

Indyn är också en mycket bra multimedia-dator, vi har som standard, 16-bits stereoljud, video in och video ut.

Vidare används Indyn mycket till ljudredigering, satellitbilds- efterbehandling där man bland annat låter datorn generera det fotograferade landskapet tredimensionellt. Sedan kan man i datorn flyga över landskapet! CAD är också ett stort område för Indyn. Ett område som kommer att växa är videoredigering, i och med att det mycket populära Avid-videoredigeringssystemet snart släpps för våra datorer. Indyn är också stereografikförberedd.

Attack: Vad får man då för sina 85.000 kronor?
André svarar, du får en dator med 64-bits arkitektur. Som CPU sitter en MIPS RISC R4000PC på 100 MHz som standard. Den gör 36 SpecInt92, vilket gör den ungefär dubbelt så snabb som en 486DX2. Indyn levereras med en 340 MB Fast SCSI-II hårddisk, 16 MB RAM och grafik i upplösningen 1024x768 i 8 bitplan som standard. En 15" monitor och en videokamera, IndyCam, följer också med. Vidare så är 16-bitars ljud med 4-stereokanaler, stereomickingång och en seriell digitalljud ingång standard. Som tillval finns Floptical, CD-ROM, 24-bits grafik och en annan CPU, en R4000SC som har 1 MB cache vilket ökar hastigheten till det dubbla mot R4000PC.

Vi har inga planer på att göra maskiner som direkt konkurrerar med de vanliga Mac och PC maskinerna - vi vill ta high-end marknaden.", säger André och fortsätter: "AV-Macarna är det värsta Apple har och de har med dem tänjt sin teknologi till max, medans vi är långt ifrån gränserna på vår: Indyn som är vår enklaste model har i många avseenden bättre prestanda än en AV-Mac redan från början och är dessutom uppgraderbar. Skulle det inte räcka, så har vi alltid en värre dator att erbjuda. Vartannat år tre- eller fyrdubblas den grafiska prestandan på våra maskiner, så fort går utvecklingen! Visst kommer det alltid komma andra som är bättre på just en specifik sak, men vi har en bredd som ingen annan har. Vi är det företag som alla andra jämför sig mot. Vi är måttstocken - något vi är stolta över!"

Attack: Vad kommer efter Indyn? "Efter Indyn, kommer Indigo och Indigo², de kostar körbara från 200.000 och landar på ca 600.000 beroende på konfiguration. Det är i princip samma grunddator som Indyn, men mer av allt, upp till 50% snabbare CPU, kraftfullare grafik osv. Indigon används mycket till molekylmodellering dvs grafiska presentationer av olika kemiska molekyler och hur de påverkar varandra. Crimson är nästa dator i serien, kostar från 500.000 och uppåt. Det går att ansluta mycket periferi-enheter. Kunden har också stor valfrihet när det gäller grafiken och det är också mycket lätt att uppgradera den när behoven växer.

En Indigo2. Indigo är namnet på en färg. Den färg datorns låda är gjord i!

Crimson maskinerna har vår RealityEngine, ett hårdvarukort som gör det mesta av grafikberäkningarna själv. CPU:n behöver bara skicka kordinater. RealityEngine klarar bl.a. av att lägga på texturer, göra polygoner, skapa antialiasing m.m. allt detta i realtid och med flera ljuskällor. T.o.m. atmosfäriska effekter som dis och dimma fixar RealityEngine helt själv. Crimson används mycket till simuleringar av flyg, bil och båt. Visualisering av flödet runt bilar och flygplan görs mycket, bl.a av SAAB i Linköping. Virtual Reality är också något vi är stora på.

Sedan har vi Onyx, nu har vi kommit upp i superdatorklassen (om man använder fler än 2 CPU:er i Onyxen) och på prislappen står det minst 1,5 miljoner. Det här är en mycket polulär dator, första halvåret sålde vi fem stycken Onyx här i Sverige. Vi är faktiskt Sveriges största superdator-leverantör. Onyxen använder RealityEngine² och är faktiskt utnämd till världens bästa VR-maskin. Totalt kan en Onyx ha 24 CPU:er, och då blir det fart i lådan vill jag lova!

Silicon Graphics arbetshäst, Onyx, kostar omkring en och en halv miljon kronor!

En av de tyngsta applikationerna för Onyx-burkarna är modelldesign, så gott som alla biltillverkare använder Onyx tillsammans med programmet Alias för att kunna göra realtidsrendering av nya bilmodeller! Bland användarna finns Volvo, BMW och Nissan. BMW 850 och Nissan 300 är skapade med Alias på Onyx! Volvo gjorde sin miljöbil i Alias och producerade den utifrån de underlagen. Renault använder också Alias, bland annat för att se hur framtida bilar kommer se ut i verkliga livet: De filmar en befintlig bil som kör i olika landskap, sedan byter de ut den filmade bilen mot den framtida datorgenererade - allt i realtid!

Slutligen har vi vår Power Challenge serie. Det är rena beräkningsdatorer utan grafiska möjlighter, de används som servers och beräkningsdatorer åt andra datorer. Pris från 700.000 kronor. Det är inga småprylar det här, de är superdator-klassade och kan ha upp till 36 st CPU:er. Med 36 CPU:er får man 4600 MIPS och 864 MFLOPS. Det finns också en version med 18 stycken True Floating Point CPU:er som ger 5400 MFLOPS vilket är lika mycket som ca. 1100 stycken 68040 processorer på 40 MHz!"

Film, TV och grafik
"Våra datorer har alltid använts flitigt inom film och TV branschen", säger André. "Bl.a. så är så gott som alla sekvenser med rymdskepp i "Star Trek - The new generation" genererade på våra datorer. I "Jakten på röd oktober" är flera undervattensscener med ubåtarna filmade modeller, där bakgrunden är renderad på Silicon Graphics maskiner och sedan är allt ihopklippt. I sista "Indiana Jones" filmen: "The last crusador", är planet som kraschar datoranimerat på, ja just det, Silicon Graphics maskiner!

Vidare är vår utrustning använd till Gräsklipparmannan och Batman. I Michael Jacksons "Black & White" video ser man resultatet av våra prylar i slutet där ansikterna morphas mellan varandra. Def Leppards omtalade video är också gjord på vår utrustning. Vidare så använder TV4 våra burkar för grafik. Funhouse här i Stockholm har köpt en Indy med 24-bits grafik för att utveckla Virtual Reality på, kommer bl.a. köras på Gröna Lund.

På TV-sidan har Paintboxen alltid varit de facto standard, nu kommer den första riktiga konkurrenten: Programmet "Flame" till vår Onyx - kan allt som en paintbox kan i samma prisläge, men med "Flame" kommer vi ända upp till Omnimax format (Det som Cosmonova använder) plus att vi har en digital effektbox. På film sidan kommer Kodak med ett filmproduktions paket som heter "Cineon". Tidigare jobbade Kodak med egen hårdvara men har nu gått över på vår för att kunna satsa sina resurser helt på att utveckla sin mjukvara.

Den riktiga skrällen som gjorde att vi blev rejält omtalade i filmbranschen var när James Cameron använde våra prylar för att skapa vattenvarelserna i filmen "Avgrunden".

George Lucas företag: "Industrial Light and Magic" fick upp ögonen för vår utrustning efter den filmen och använde bl.a. "Alias" plus egenskriven programvara för att skapa den flytande metall-terminatorn i filmen Terminator2. Efter det blev vi kända som företaget som gjorde T2! I T2 har man scannat huvudet och kroppen på skådespelaren med en 3D-scanner och därefter i datorn byggt upp en trådmodel av honom på vilken man mappar metallen.

Det ena ledde till det andra och Walt Disney satsade på vår utrustning inför filmen "The beaty and the beast". Mest känd därifrån är scenen där de dansar i balsalen med kameran som flyter omkring dem."

Jurrassic Park
Inför planeringeringen av Jurassic Park hade Steven Spielberg från början tänkt sig använda sig mycket av fullskale modeller av dinosaurerna eftersom skådespelarna då kan se dem och allt blir lättare att regissera. "Stan Winston Studios" kopplades in (de har gjort modeller till en rad filmer). Problemet med dinosaurer i fullstorlek var vikten och motorkraften i servomoterna som ska driva dem. Styrsystemen blev också svåra. Spielberg hade tänkt sig komma runt de problemen genom att använda mindre modeller och den animeringsteknik som Phil Tippett utvecklat: Go-motion. Steven hade också kontaktat Industrial Light and Magic (ILM) och frågat lite vad de kunde göra. De i sin tur samlade ihop gänget som gjort T2 och satte ihop en datoranimering med endast skelettet av en dinosaur. Steven och alla andra blev så imponerade att ILM genast fick jobbet att producera filmsekvenser.

För modelleringen använde de "Alias" och för att animera "SoftImage". För att måla "huden" använde de "Colorburst" (numera "Matador"). Slutligen renderades scenerna i "Renderman" på mer än 75 st av våra arbetsstationer. Sedan ska man väl kanske nämna att ILM specialskrev ca. 150 st småprogram som länkade och utökade funktionerna på de kommersiella programmen.

De lät Stan Winstons små-modeller stå som grund för alla datordinosaurer också, på så sätt kommer både modellerna och datorvarianterna från samma person och det blir lättare att klippa mellan dem. Detta gjordes genom att använda en "CyberWare" 3D-scanner, med vilken modellerna scannades in i datorn. Phil Tibett fick sedan hjälpa ILM att få de rätta rörelserna på datordinosaurerna. För detta satt de bland annat och tittade på olika naturfilmer. Phil som är expert på hur modeller ska röra sig för att verka äkta, konstruerade också en modell med 60 potentiometrar som datorn kunde läsa av och översätta till trådmodellen i datorn. På så sätt fick datoranimatörerna hjälp med de rätta rörelserna.

De skapade två olika animeringar, den första där allt det stora rör sig, skelett och alla ben, sedan en andra animering ovanpå, där musklerna rör sig, huden veckas osv. Den andra animeringen baserar sig på hur skelettet rörde sig i den första. Inför detta arbete studerade de hur elefanters hud och muskler rör sig ovanpå sitt skelett.

Det svåraste arbetet var att få de filmade sekvenserna att stämma mot de datoranimerade. En dinosaur som står på golvet ska ju inte glida iväg i sidled när kameran panorerar. ILM var därför tvungna att kopiera kamerarörelserna till 100%. Till sist hade de trimmat upp sin organisation så mycket och skapat ett resultat som var långt bättre än vad de själv hade hoppats på när de startade projektet med Jurassic Park.

I början använde man så mycket som möjligt stillastående kamera som pekade rakt mot sidan på dinosauren. Allteftersom de blev duktigare gjorde de mer och mer avancerade scener. Steven Spielberg ändrade t.o.m. slutscenen och gjorde den i tre dimensioner med flera kamervinklar och panoreringar samt närbilder på dinosaurena.

ILM gjorde också en del andra tricks åt Steven, bl.a. bilen som kraschar genom träden. Den hängde i wirar, som ILM sedan med datorenas hjälp redigerat bort. De klistrade också dit ansiktet från en av de kvinnliga skådespelarna ovanpå stuntkvinnan i en scen.

Det är mycket hemlighetsmakeri bakom hur filmen gjordes exakt och det är svårt t.o.m. för oss att få loss information och bilder.

Världens häftigaste speldator!
"Inom vårt företag kommer många idéer nerifrån, samarbetet med Nintendo är ett exempel på det. En av våra anställda hörde att Nintendo letade efter ett företag duktiga på grafik att samarbeta med inför kommade spelmaskiner, han satte sig hemma och experimenterade lite med vilka möjligheter som vi kunde erbjuda. Efter kontakter mellan Nintendo och oss, satte vi ihop ett gemensamt team som ska ha en maskin ute i hemmen i slutet av 1995 som för en kostnad av 250 dollar (2000 kr) kommer erbjuda: 24-bitars 3D-grafik i realtid. Hjärnan i maskinen kommer bli en 64-bitars RISC-processor från företaget "MIPS" (ägs av Silicon Graphics) med en kapacitet på över 100 MIPS (Miljoner Instruktioner Per Sekund) och 100.000 polygoner per sekund, vilket faktikst är mer än dubbelt mot vad en Indy klarar idag."

Med Silicon Graphics samarbete med Nintendo, får termen "Power to the people" plötsligt en ny betydelse!

Anders Lattermann