2020年3月18日,ACM公布了有“计算机界诺贝尔奖之称”的图灵奖,两人获得了这个奖项,他们分别是帕特里克·汉拉汉和艾德·卡姆尔。
左边为帕特里克·汉拉汉,右边为艾德·卡姆尔
他们的工作对 3D 计算机图形学有着重要推动性作用,而且这些工作对于近当代电影制作和各种电脑成像技术(Computer-generated imagery,电脑成像)有着革命性影响。
《三维动画设计》
帕特里克·汉拉汉现为斯坦福大学计算机图形学实验室的教授,曾经是全球顶尖动画公司、3D动画开山鼻祖皮克斯(Pixar)的创始团队中的一员。
而艾德·卡姆尔,则曾是皮克斯联合创始人和华特 · 迪士尼动漫工作室的总裁,由他参与创办的NYIT计算机图形实验室,引领了计算机 3D 动画近 20 余年,该实验室现仍为迪士尼、IBM、HBO、美国娱乐与体育节目电视网 (ESPN) 等公司管理数字动画和摄影项目。
等等,我们有没有get到一个词“皮克斯”,对,就是我们所熟悉的皮克斯。如果没有帕特里克和艾德的持续工作,可能到目前为止,我们都不可能感受到3D 动画电影的魅力。
率先与皮克斯结缘的是艾德·卡姆尔,他在1974年从尤他大学取得计算机科学的博士学位后毕业。
毕业后,他与吉姆·克拉克合作,后者后来在 Catmull-Clark 细分曲面上创建了 Silicon Graphics 和 Netscape,该曲面现在是动画和电影特效中使用的出色曲面补丁。
卡姆尔的技术在开发照片级逼真的图形,消除 “锯齿”(形状周围的粗糙边缘)方面起着重要作用。而锯齿,正是“古典” 计算机图形的象征之一。
《冯·诺依曼的计算机科学哲学》
1979 年,乔治·卢卡斯聘请卡姆尔加入卢卡斯电影公司(LucasFilm),他离自己的梦想又进了一步。
在卢卡斯电影公司,卡姆尔及其同事继续开发 3D 计算机图形动画的创新,而这个行业仍然被传统的 2D 技术所主导。
1986 年,史蒂夫 · 乔布斯(Steve Jobs)收购了卢卡斯电影公司的计算机动画部门,并将其更名为皮克斯,由卡姆尔担任总裁。
资料显示,虽然一开始,乔布斯看中的是团队的画图软件和电脑产品,但他最后被团队的动画电影梦深深打动。
《为什么是乔布斯》
在卡姆尔为皮克斯招募的第一批员工里,帕特里克·汉拉汉赫然在列。汉拉汉于 1985 年获得了威斯康星大学麦迪逊分校的生物物理学博士学位,在加入皮克斯前,他曾在NYIT计算机图形实验室短暂工作过。
汉拉汉与卡姆尔以及皮克斯团队的其他成员一起工作,开发出了一套日后称为 “RenderMan” 的生产渲染器雏形,并试图将两人在计算机图形上的诸多创新集成到了其中。
皮克斯创始团队(网络图片)
在皮克斯工作期间,汉拉汉还开发了体积渲染技术,让 CGI 设计师得以渲染 3-D 数据集的 2D 投影。汉拉汉赫还与另一位合作者马克·勒沃伊在一篇高引用量的论文中介绍了光场渲染,这种方法可以使观看者感觉他们正在穿越场景、身临其境。
1990 年,汉拉汉曾在 ACM SIGGRAPH 上发表了他的开创性的 RenderMan 研究。
然而,距离计算硬件发展到可以使用RenderMan制作类似《玩具总动员》这样的 3D 动画电影,还需要五年的时间。
在卡姆尔的领导下,皮克斯还是实现了用 RenderMan 制作一系列成功的电影,之后公司还将RenderMan授权给其他电影同行。
现在,奥斯卡金像奖视觉效果类电影中的 44 部,包括《阿凡达》、《泰坦尼克号》、《美女与野兽》、《指环王》三部曲以及《星球大战》前传,都有RenderMan的身影在。RenderMan 仍旧是 CGI 视觉效果的标准工作流程。
在皮克斯工作的 30 多年中,卡姆尔领导着这些实验室的数十名研究人员,他们发明了包括图像合成(image compositing)、运动模糊(motion blur)、布料模拟(cloth simulation)等基础技术,这些技术对计算机动画电影和计算机图形做出了更广泛的贡献。
离开皮克斯后的汉拉汉曾在普林斯顿大学和斯坦福大学担任学术职务。从1990年代开始,他和他的学生将RenderMan着色语言(RSL)扩展到在强大的 GPU 上实时工作,那时 GPU 才刚刚进入市场。
汉拉汉和他的学生开发的 GPU 编程语言促使了商业版本的开发(包括 OpenGL 着色语言),也彻底改变了电子游戏行业。
编辑:徐俊芳
责任编辑:李伶
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