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NVIDIA Maximus Technologie hilft Mercedes-Benz beim Design des Silver Arrow Konzeptautos für die LA Auto Show Design Challenge

Ein Auto zu entwerfen kombiniert die Anforderungen von Kunst, Haute Couture und Ingenieurwesen und erfordert ein gleichermaßen hohes Maß an Kreativität und ästhetischem Empfinden. Ganz besonders ausgeprägt ist der Ruf nach kreativer Ästhetik in der kleinen Sondernische des Designs von Konzeptautos, die die Zukunft von Form und Funktion der Fortbewegung im Automobil vorwegnimmt. Jedes Jahr werden auf der LA Auto Show in Los Angeles Designstudios aufgerufen, ganze Geschichten mit und um extreme Autoentwürfe zu entwickeln.

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Seit mehreren Jahren stellt sich das Advanced Design Center California, die nordamerikanische Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Mercedes-Benz, bei der LA Auto Show Design Challenge der Konkurrenz. In diesem Jahr hat das kalifornische Mercedes Studio seine Technologien um die NVIDIA® Maximus™ Plattform erweitert. Die NVIDIA Maximus Technologie verwandelt die Arbeitsabläufe bei Mercedes-Benz von langsamen, seriellen Prozessen hin zu einer parallelen Prozessumgebung.

„Zunächst haben wir immer sehr ehrgeizige Pläne“, sagt Alan Barrington, Designer beim Mercedes-Benz Advanced Design Center California, der gemeinsam mit dem Fahrzeugdesigner Jack Luttig für die Animationen zuständig ist. „Letztes Jahr mussten wir Kompromisse eingehen, auf viele schöne Funktionen verzichten und alles vereinfachen, weil unsere Computertechnologie für unsere Design- und Raytracing-Anwendungen einfach nicht schnell genug war. Dieses Jahr war alles ganz anders. Das NVIDIA Maximus System verschaffte uns die Zeit, um unterschiedliche Optionen auszuprobieren. Davon hat unser diesjähriges Wettbewerbsprojekt sichtbar profitiert.“

DIE HERAUSFORDERUNG

Für das Mercedes-Benz Advanced Design Center California stellt die LA Auto Show Design Challenge eine Chance dar, der Kreativität freien Lauf zu lassen. Aber es geht um weit mehr als nur um Design als Selbstzweck.

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„Dieser Wettbewerb ist ein wichtiges Forum zum Testen neuen Software und neuer Designtechnologien, mit denen wir die Entwicklung unserer Serienwagen verbessern können“, sagt Christopher Rhoades, Chief Designer des Mercedes-Benz Advanced Design Center California. „Intern beweist es der Verwaltung von Mercedes-Benz in Deutschland die wichtige Rolle und den Wert externer Designstudios wie unserem.“

Zuvor verwendete das Designstudio eine Quad-Core CPU. Der Design-Workflow begann in 2D, entweder auf Papier oder mit Adobe Photoshop oder Autodesk Alias Software. Anschließend kam Alias für die 3D-Modellerstellung und entweder Alias oder Autodesk Maya für die Visualisierung zum Einsatz.

„Die Visualisierung, vor allem das Raytracing der Lackoberflächen, war der rechenintensivste Schritt“, erklärt Barrington. „Fotorealistisches Rendern – also Raytracing – erfordert sehr viele Berechnungen, und das konnte den Computer leicht für einen ganzen Tag auslasten. Mit Hunderten Frames pro Visualisierung, wobei jedes Frame 10 Minuten zum Rendern benötigte, brauchten wir jede Woche mehrere hundert Stunden nur zum Rendern.“

Das Raytracing belegte die Computersysteme des Studios mit Beschlag. Während des Renderns konnten sie für keine anderen Aufgaben genutzt werden.

„Selbst wenn wir die Berechnungen für Rendern und Visualisierung bei Nacht durchführten, lief uns häufig die Zeit davon“, erzählt Barrington. „Wir mussten schwierige Entscheidungen treffen, wo wir auf das Rendern verzichten wollten, weil die Zeit nicht reichte. Im Jahr 2010 hatten wir einfach nicht genug Zeit, um alle geplanten Konzepte umzusetzen, und das war sehr frustrierend.“

DIE LÖSUNG

Das Mercedes-Benz Advanced Design Center California installierte zwei NVIDIA Maximus Systeme auf HP Z800 Workstations. Die NVIDIA Maximus Plattform kombiniert die branchenführende 3D-Grafikfähigkeiten der professionellen NVIDIA Quadro® 6000 High-End Grafikprozessoren mit der parallelen Rechenleistung der neuen NVIDIA Tesla™ C2075 Companion-Prozessoren für simultanes 3D-Design, Simulationen und Visualisierung auf dem Desktop.

Auf diesem System betreiben die Designer von Mercedes-Benz Autodesk 3ds Max, Bunkspeed Move/Drive mit NVIDIA iray®, Maya, Alias, Photoshop und Adobe After Effects Software.

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„Mit dieser Maximus Konfiguration können wir arbeiten wie mit einer Render-Farm mit zwei Rechnern“, erklärt Barrington. „Wenn wir eine fotorealistische Animation brauchen, entwerfen wir eine Szene und schicken sie zum Rendern mit Bunkspeed und iray in den Hintergrund. Wir können sofort mit der Arbeit an der nächsten Szene beginnen und sie zum Raytracing schicken, wenn die Vorherige erledigt ist. Bunkspeed und Maximus arbeiten perfekt zusammen und liefern die Leistung und Geschwindigkeit die wir brauchen, um sofort erkennen zu können, wie eine Szene aussehen wird. Das ist eine große Hilfe, um schneller den beabsichtigten Look zu erzielen.“

Der Beitrag des Mercedes-Benz Advanced Design Center California zur LA Auto Show Design Challenge 2011 trägt den Titel Silver Lightning und ist ein Tribut an 125 Jahre Innovation und hervorragendes Automobil-Design. Die Animation für den Wettbewerb umfasst eine Geschichte mit zwei Techno-Figuren, die eine einzigartige Harmonie aus Sicherheit und Stil erreicht haben: der Mercedes-Benz Rennwagen Silver Arrow, eine Ikone des Rennsports, und der ungeliebte Crashtest-Dummy.

„Die fotorealistische Animation ist wie ein Trailer für einen Kinofilm, mit beeindruckenden, aufregenden Szenen“, sagt Barrington. „Wir verwendeten die NVIDIA Maximus Systeme zum Modellieren und für das Raytracing des Autos und der anderen Charaktere − sowohl bei der Animation als auch bei den dazugehörigen Postern und Standbildern. Die Anfangsszene des Trailers ist sehr dramatisch und enthält viele Lichteffekte, darunter auch ein einzelner Sonnenstrahl, der zum Mittelpunkt der Szene wird. Mit unseren alten Technologien wäre das schlicht nicht möglich gewesen, weil wir nicht interaktiv designen und rendern konnten. Wir hätten gar nicht die Zeit gehabt, um solche komplexen Lichteffekte einzuarbeiten.“

DIE AUSWIRKUNGEN

„Durch die parallelen Berechnungen des NVIDIA Maximus Systems konnten wir unsere Kreativität verzehnfachen“, freut sich Barrington. „Ohne zusätzlichen Zeitaufwand können wir mehrere Varianten durchprobieren und so bessere Endprodukte liefern.“

Das Designstudio geht davon aus, dass die Ingenieure von Mercedes-Benz diese Technologien ebenfalls implementieren und für noch größere Datensätze als die Designer einsetzen werden.

„Raytracing und andere rechenintensive Aufgaben bremsen unseren Workflow nicht mehr aus“, sagt Barrington. „Während das NVIDIA Maximus System mit Rendern beschäftigt ist, können wir gleichzeitig 2D-Zeichnungen und 3D-Modelle anfertigen und andere Aufgaben bearbeiten. Wir bleiben immer produktiv, nicht nur bei der Animation für den Wettbewerb, sondern auch bei unseren regulären Aufgaben.“

Zu diesen „regulären Aufgaben“ zählen das Design von Konzeptautos und Serienwagen für Mercedes-Benz, und der Verkauf von Designkonzepten an den Hauptsitz des Unternehmens.

„Es ist wichtig, talentierten Designern die richtigen Hilfsmittel zur Verfügung zu stellen, damit sie ihre Begabung optimal umsetzen können“, erklärt Rhoades. „Das tun wir mit der NVIDIA Maximus Technologie. Außerdem macht es diese Technologie einfacher, dem Hauptsitz in Deutschland unsere neuen Ideen und Innovationen mitzuteilen und unseren Wert als Design-Außenstelle zu belegen.“

Dieser Wert basiert letztlich auf den kreativen Möglichkeiten des Studios.

„Es liegt im Wesen unseres Berufs, dass es ständig Veränderungen gibt“, sagt Barrington. „Mit der NVIDIA Maximus Umgebung können wir unsere Designs bis zur letzten Minute immer wieder bearbeiten und optimieren. Durch Multitasking bleiben wir jederzeit effizient. und wir müssen endlich keine Kompromisse mehr eingehen oder unsere Kreativität einschränken.“

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Alle Abb. mit freundlicher Genehmigung von Mercedes-Benz Research & Development North America, Inc.:

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