Miehet läpimurtojen takana
Nykypäivän tietokoneliiketoiminnassa työskentelee tuhansia ihanan lahjakkaita taiteilijoita, ja heillä on valtava rooli muokattujen pelien suunnittelussa ja elokuvissa, joita katsomme taideteoksille, joita he ovat. Mutta jokaisen suuren digitaalisen taiteilijan taustalla on tietokonetieteilijä, joka auttoi tekemään työnsä mahdolliseksi.
Joissakin tapauksissa tiedemiehet olivat itse taiteilijoita, muissa tapauksissa he tulivat täysin riippumat- tomilta tieteenaloilta. Yksi asia, joka tämän luettelon jokaisella henkilöllä on yhteistä, on, että he työntivät tietokonegrafiikkaa eteenpäin jollain tavalla. Jotkut heistä loivat perustan monta vuotta sitten, kun teollisuus oli vielä lapsenkengissään. Toiset jalostivat tekniikoita, löysivät uusia ratkaisuja vanhoihin ongelmiin.
He olivat kaikki edelläkävijöitä:
01/10
Ed Catmull
Texture Mapping, Anti-aliasing, osastoimispinnat, Z-puskurointi
Koska kuuluisa asema on yksi perustajien Pixar Animation Studios, Ed Catmull on luultavasti tunnetuin tietokone tiedemies tällä luettelolla. Jokainen, joka viettää jonkin ajan kuluttua tai lukemisen Computer Graphics -liiketoiminnasta, on melkein varmasti törmännyt hänen nimensä päälle kerran tai kahdesti, ja jopa ihmiset, jotka eivät ole kiinnostuneita CG: n teknisestä puolesta, ovat saattaneet nähdä hänet hyväksymään Oscar-palkinnon teknisestä saavutuksesta vuonna 2009.
Pixarista lukuun ottamatta Catmullin suurimpia panostuksia kenttään ovat tekstuurikartoituksen keksiminen (yritä kuvitella teollisuutta, jossa ei ole tekstuuria), anti-aliasing-algoritmien kehittäminen, subdivision-pintamallinnuksen hienosäätö ja Z-konseptin uraauurtavaa työtä -puskuri (syvyyshallinta).
Ed Catmull oli todella yksi ensimmäisistä tietotekniikan tutkijoista, jotka todella aloittavat perustan nykyaikaiselle tietokonegrafiikkateollisuudelle ja hänen panoksensa kentälle ovat todella hämmästyttäviä. Hän toimii tällä hetkellä sekä Pixar- että Walt Disney Animation Studiossa.
02/10
Jim Blinn
Blinn-Phong Shader -malli, Bump Mapping
Blinn aloitti uransa NASAssa, jossa hän työskenteli Voyager-tehtävän visualisoinnissa, mutta hänen panoksensa tietokonegrafiikkaan tuli vuonna 1978, kun hän vallankumouksessa valon vuorovaikutuksessa 3D-pintojen kanssa ohjelmistoympäristössä. Ei vain hän kirjoitti Blinn-Phong shader -mallia, joka esitti laskennallisesti edullisen (eli nopean) tavan laskentaa pinta heijastuksia 3D-mallilla , hänelle on myös myönnetty keksintöjen keksimistä.
03/10
Loren Carpenter & Robert Cook
Reyes Rendering
Ensimmäinen pari, luettelossa, Carpenter ja Cook ovat erottamattomia, koska he julkaisevat uraauurtavaa työtä kirjoittajina (Ed Catmull osallistui myös tutkimukseen). Pari oli instrumentaalinen fotorealistisen Reyes- arkkitehtuurin kehittämisessä , joka muodostaa perustan Pixarin monumentaalisesti onnistuneelle PhotoRealistic RenderMan -ohjelmistopaketille (PRMan for short).
Reyes, joka tarkoittaa Renders Everything You Ever Saw, on edelleen laajalti käytössä studio-asetelmissa, etenkin Pixarissa, mutta myös klusterina Reyes spinoffeja, joita tyypillisesti kutsutaan Renderman-yhteensopiviksi renderöiksi. Pienemmissä studiossa ja yksittäisissä taiteilijoissa Reyes on enimmäkseen korvannut Scanline / raytracing-paketit, kuten Mental Ray ja VRay.
04/10
Ken Perlin
Perlin Noise, Hypertexture, Real-Time Character -animaatio, Stylus-pohjaiset syöttölaitteet
Perlin on toinen niistä teollisuuden raskasvoimista, joiden saavutukset ovat kauaskantoisia ja korvaamattomia. Perlin Noise on suosittu ja järkyttävän monipuolinen prosessimuoto (kuten nopea, helppo, ei texture-map), joka on vakiona lähes kaikissa 3D-ohjelmapaketeissa . Hypertexture - kyky tarkastella mallin tekstuurien muutoksia reaaliajassa - on eräs suuren ajan säästämisen tekniikoista taiteilijan työkalusivustossa. Luulen, että reaaliaikainen animaatio luultavasti puhuu puolestaan. Stylus-pohjaiset syöttölaitteet - yritä erottaa digitaalinen kuvanveistäjä luotettavasta Wacom-tabletista.
Nämä ovat kaikki, mitä digitaalinen taiteilija käyttää jokaisena päivänä, että hän tekee taidetta. Ehkä mikään perlinin edistysaskelista ei ole yhtä räikeää kuin sanovat, tekstuurikartoituksen keksiminen, mutta ne ovat joka tapauksessa yhtä arvokkaita.
05/10
Pat Hanrahan & Henrik Wann Jensen
Sivupinnan sironta, valokuvamallinnus
Oletko koskaan nähnyt Pixarin Tin Toyia tai muita aikaisempia yrityksiä ihmisluonnon kuva-realistisessa renderöinnissä? Jotain näyttää siltä, eikö? Tämä johtuu siitä, että ihmisen iho ei ole täysin läpinäkyvä - se itse asiassa välittää, hajottaa tai absorboi suuren osan valosta, joka iskee sen, antaen iholle hienovarren punaisen tai vaaleanpunainen sävy, jossa verisuonet ovat lähempänä pinnalle. Varhainen pinnan varjostimet eivät kyenneet tekemään tätä vaikutusta kunnolla, mikä aiheutti ihmisten merkkejä kuolleeksi tai zombielämmäksi.
Sivupinnan sironta (SSS) on varjostustekniikka, joka tekee ihon kerroksittain, ja jokainen kerros lähettää eri ympäristöhaasteen syvyyskarttojen perusteella - tämä on Jensen & Hanrahanin suurin panos kentällä ja se on instrumentaalinen siinä muodossa, tänään.
Jensen yksin kirjoitti fotonikartoitusalgoritmia ja samalla käsittelee valoa, joka kulkee läpikuultavissa materiaaleissa. Erityisesti fotonikartoitus on kaksiulotteinen maailmanlaajuinen valaistusmenetelmä, jota käytetään yleisimmin simuloimaan valoa läpäisemällä lasin, veden tai höyryn läpi.
Kaksi palkittiin akatemian palkinnot teknisestä saavutuksesta, kun he työskentelivät pintarakenteen sironnassa.
06/10
Arthur Appel & Turner Whitted
Raycasting & Raytracing -algoritmit
Vaikka teknisesti kaksi erillistä läpimurtoa, laskemme raycasting (Appel 1968) ja myöhemmin raytracing (Whitted 1979) yhdeksi merkiksi, koska Turner Whitted oli pohjimmiltaan rakentamassa ja sopeuttamassa Appelin tekemää työtä monien vuosien ajan.
Yhdessä kaksi rei'itys muodostaa nykyaikaisen renderöintitekniikan perustan ja ovat korvannut scanline-renderoijat, koska ne kykenevät paremmin jäljentämään tarkasti luonnon valaistusilmiöitä, kuten värinpoistoa, varjopäästöjä, taittumista, heijastusta ja syväterävyyttä. Vaikka raytracing renderers ovat erittäin tarkkoja, suurin haitta on aina ollut (ja edelleen) niiden nopeus ja tehokkuus. Kuitenkin nykypäivän erittäin tehokkailla suorittimilla ja omilla grafiikkalaitteilla tämä on tullut vähemmän ongelmaksi.
07/10
Paul Debevec
Kuvapohjainen mallinnus, HDRI
Hänen läpimurtojensa takia Paul Debevec on yksin vastuussa kymmeniä tuhansia huonosti ohjattua "futuristista autoja, jotka istuvat tyhjänä valkoisessa huoneessa, mutta silti heijastavat koko ympäristöä". Hän on myös vastuussa satoja ympäristö-, auto- ja arkkitehtonisten visualisointiasiantuntijoiden työnkulun yksinkertaistamisesta.
Kuvapohjainen renderointi mahdollistaa HDRI-kuvan (360 asteen panoraamakuvan ympäristön) tuottamisen 3D-kohtauksen valokuvioiden luomiseksi. Kevyiden karttojen luominen todellisesta näkökulmasta merkitsee sitä, että taiteilijoiden ei enää tarvitse viettää tunteja asettaakseen valoja ja heijastinlaatikoita 3D-kuvaan saadakseen kunnioitettavan renderoinnin.
Hänen työnsä kuvapohjaiseen mallinnukseen mahdollistaa 3D-mallin tuottamisen kuvakirjaston kokoelmasta - nämä tekniikat käytettiin alun perin Matrixissa ja ne on toteutettu kymmenissä elokuvissa sen jälkeen.
08 of 10
Krishnamurthy & Levoy
Normaali kartoitus
Mistä aloittaa nämä kaksi. Heidän elämänsä voi koostua vain yhdestä läpimurrosta, mutta poika oli se iso. Normaali kartoitus perustuu ajatukseen siitä, että erittäin yksityiskohtainen verkko (miljoonien polygonien) voi sovittaa matalan resoluution monikulmiohäkkiin mallin pinnan normaalien perusteella.
Tämä ei ehkä kuulosta kovin paljon, jos tulet visuaalisesta tehosteesta, jossa ei ole ennennäkemätöntä antaa jopa 80 CPU tunnin renderointia aikaa yhdelle elokuvan kehykselle. Saada vain varastoa täynnä tietokoneita ja raakaa sitä voimaa.
Mutta entä peliteollisuudessa, jossa koko ympäristöjä on tehtävä 60 kertaa sekunnissa? Kyky "leipoa" hyvin yksityiskohtaiset peliympäristöt miljoonien polygonien kanssa matalan poly-reaaliaikaisen verkon kanssa on melko ainoa syy siihen, että nykyiset pelit vaikuttavat niin hyvältä. Gears of War ilman normaalia kartoitusta? Ei mahdollisuutta.
09/10
Ofer Alon ja Jack Rimokh
Perustettu Pixologic, loi ZBrushin
Noin kymmenen vuotta sitten nämä kaverit vauhdittivat teollisuutta, kun he perustivat Pixologicin ja esittivät vallankumouksellisen mallinnusohjelman, ZBrushin. He ohjasivat yksipuolisesti digitaalisen kuvanveistäjän aikakauden ja tulivat satoihin fantastisesti yksityiskohtaisiin, moitteettomasti kuvioituihin, orgaanisiin 3D-malleihin, joita maailma ei ollut koskaan nähnyt.
Käytössä normaalin kartoituksen kanssa ZBrush (ja samankaltaiset ohjelmistot, kuten Mudbox, jotka on rakennettu samoihin käsitteisiin) ovat muuttaneet tapaa, jolla mallinnus toimii. Sen sijaan, että työtäisiin yli reuna-virtauksen ja topologian , on nyt mahdollista muodostaa 3D-malli, kuten se on pala digitaalista savea vähän tarvetta sijoittaa polygons vertex vertex.
Malliston puolesta kaikkialla, kiitos Pixologic. Kiitos.
10/10
William Reeves
Motion Blur -algoritmi
Reeves on yksi niistä kaverista, jotka ovat käyttäneet lähes kaikkia hattuja, joita voit kuvitella tietokoneen grafiikkateollisuudessa. Hän työskenteli teknisenä johtajana John Lasseterin perushuoneessa Luxo Jr.- lyhytelokuvassa (Pixar-lampun syntymä) ja hänellä on ollut tärkeä rooli 11 elokuvassa. Hänen panoksensa ovat yleensä olleet teknisissä tehtävissä, mutta hän on joskus lainannut hänen kykyjään mallinnuttajaksi ja jopa kerran animaattoriksi.
Hänen suurin tekninen saavutus ja todellinen syy, jonka hän on tällä listalla, on kehittää ensimmäinen algoritmi menestyksellisesti jäljittelemään liikkeen epäterävyyttä tietokoneanimaatiossa.
Lisätietoja kolmiulotteisesta tulostuksesta.