突破背后的男人
在当今的计算机图形工业中有成千上万名才华横溢的艺术家,他们在塑造我们所玩的游戏和我们观看他们的艺术作品的电影方面扮演着重要角色。 但每个伟大的数字艺术家背后都有一位电脑科学家,帮助他们完成工作。
在某些情况下,科学家本身就是艺术家,在其他情况下,他们来自完全不相关的学科。 这份名单上每个人都有一个共同点,就是他们以某种方式推动了计算机图形学。 多年前,当这个行业还处于起步阶段时,他们中的一些人奠定了基础。 其他人提炼技术,为老问题寻找新的解决方案。
他们都是先驱者:
01 10
Ed Catmull
纹理映射,抗锯齿,细分曲面,Z缓冲
由于作为皮克斯动画工作室的共同创始人之一的着名身份,Ed Catmull可能是此列表中最着名的计算机科学家。 任何花费大量时间阅读计算机图形学行业的人几乎肯定会碰到他的名字一两次,即使对CG技术方面不感兴趣的人也可能会看到他在2009年接受了奥斯卡奖的技术成就奖。
除Pixar之外,Catmull对该领域的最大贡献包括纹理映射的发明(试图想象一个没有纹理映射的行业),抗锯齿算法的开发,细分曲面建模的细化以及关于Z的概念的开创性工作 - 缓冲(深度管理)。
Ed Catmull是真正开始奠定现代计算机图形工业基础的首批计算机科学家之一 ,他对这一领域的贡献确实令人咋舌。 他目前担任皮克斯和沃尔特迪斯尼动画工作室的总裁。
02之10
Jim Blinn
Blinn-Phong着色器模型,凹凸映射
Blinn在NASA开始他的职业生涯,在那里他负责Voyager任务的可视化工作,然而他在计算机图形学方面的贡献出现在1978年,当时他在软件环境中改变了光与3D表面的交互方式。 他不仅编写了Blinn-Phong着色器模型,该模型提供了一种在3D模型上计算表面反射的计算便宜(即快速)的方式,他还对凹凸映射的发明进行了评价。
03之10
罗兰卡朋特和罗伯特库克
雷耶斯渲染
我们的第一对,名单上的Carpenter和Cook是不可分割的,因为他们以共同作者的身份发表了开创性的工作(Ed Catmull也为该研究做出了贡献)。 这两人在开发真实感Reyes 渲染架构方面发挥了重要作用,它构成了Pixar极其成功的PhotoRealistic RenderMan软件包(简称PRMan)的基础。
雷耶斯代表Renders Everything You Ever Saw,仍然广泛应用于工作室环境中,特别是皮克斯,也是一群雷耶斯衍生品,通常被称为Renderman兼容渲染器。 对于小型工作室和个人艺术家来说,雷耶斯大多数已经被Mental Ray和VRay等扫描线/光线追踪软件包所取代。
04年10月
肯佩林
佩林噪声,超文本,实时角色动画,基于触笔的输入设备
佩林是那些业内重量级人物中的另一位,他们的成就是非常深远和无价的。 Perlin Noise是一款流行且令人震撼的多功能程序纹理(如在,快速,简单,不需要纹理图),几乎在每个3D软件包中都标配。 超级纹理 - 能够实时查看模型纹理的变化 - 是艺术家工具集中节省时间的重要技术之一。 我认为实时角色动画本身可能是有说服力的。 基于手写笔的输入设备 - 尝试从可靠的Wacom平板电脑中分离数字雕刻机。
这些都是数字艺术家每天使用艺术创作的所有东西。 也许佩林的所有进展都不如说的那么突破,即纹理映射的发明,但它们都是有价值的。
10的10
Pat Hanrahan&Henrik Wann Jensen
亚表面散射,光子映射
曾见过皮克斯的锡玩具,或任何其他早期尝试照片逼真渲染人物角色的尝试? 东西看起来不对,对吧? 这是因为人体皮肤并非完全不透明 - 实际上它会传播,散射或吸收大部分撞击它的光线,给我们的皮肤带来微妙的红色或粉红色调,血管更靠近表面。 早期的表面着色器无法正确渲染这种效果,导致人物角色看起来死亡或僵尸状。
次表层散射(SSS)是一种以层次渲染皮肤的阴影技术,每层根据深度贴图发送不同的环境色调 - 这是Jensen&Hanrahan对该领域的最大贡献,它对人类角色呈现方式起到了重要作用今天。
光子映射算法由Jensen单独编写,并且类似地处理穿过半透明材料的光。 具体而言,光子映射是最常用于模拟穿过玻璃,水或蒸气的光的两遍全局照明技术。
这两人因其在次表面散射方面的工作获得了技术成就奖。
06年10月
Arthur Appel&Turner Whitted
光线投射和光线追踪算法
虽然在技术上有两个独立的突破,但我们将光线投影(Appel 1968)和后来的光线追踪(Whitted 1979)统称为单一入门,因为Turner Whitted基本上是在构建和调整Appel多年前所做的工作。
这两个一起构成了大多数现代渲染技术的基础,并且已经取代了扫描线渲染器,因为它们能够更精确地再现自然光照现象,如颜色流失,阴影衰减,折射,反射和景深。 虽然光线追踪渲染器非常准确,但它们最大的缺点一直是(现在仍然是)它们的速度和效率。 但是,如今拥有超强大的CPU和专用图形硬件,这已经成为一个问题。
07的10
Paul Debevec
基于图像的渲染和建模,HDRI
由于他的突破,Paul Debevec全权负责数以万计不明智的“未来派汽车坐在空荡荡的白色房间里,但仍然反映出整个环境”的形象。 但他还负责简化数百名环境,汽车和建筑可视化专家的工作流程。
基于图像的渲染使得可以使用HDRI图像(环境的360度全景图像)来生成3D场景的光照图。 从现实世界的视野中生成灯光地图意味着艺术家不再需要花费数小时将灯光和反射盒放置在3D场景中,以获得令人尊敬的渲染效果。
他在基于图像的建模方面的工作允许从静态图像集合中生成3D模型 - 这些技术最初在The Matrix中使用,并且自那时起已在数十部电影中实施。
08年10月
Krishnamurthy&Levoy
法线贴图
从哪里开始这两个。 他们的作品可能只包括一个突破,但男孩是一个大的突破。 法线贴图是基于这样一种想法:基于模型的表面法线,可以将高度详细的网格 (具有数百万个多边形)与低分辨率多边形网格进行匹配。
如果你来自一个视觉效果背景,那听起来可能不会很多,在这个背景下,为单个电影帧投入80个CPU小时的渲染时间并不是闻所未闻。 你可能会说,只需要一个装满电脑的仓库并强行推行它。
但是在整个环境需要每秒渲染60次的游戏行业呢? 将具有数百万个多边形的高度详细的游戏环境“烘烤”成低聚实时网格的能力几乎是当今游戏看起来非常不错的唯一原因。 战争的齿轮没有正常的映射? 没有机会。
09年10月
Ofer Alon&Jack Rimokh
成立Pixologic,创建了ZBrush
大约十年前,这些人在创立Pixologic并推出了革命性的建模应用程序ZBrush时摇摇欲坠。 他们单枪匹马迎来了数字雕塑家的时代,并且出现了数百个非常细致,质感无瑕的有机3D模型,就像世界上从未见过的那样。
与常规映射结合使用,ZBrush(以及基于相同概念构建的类似Mudbox的软件)改变了建模者的工作方式。 现在可以雕刻3D模型,比如它是一块数字粘土,而不需要按顶点放置多边形顶点。
我代表各地的建模者,感谢Pixologic。 谢谢。
10 10
威廉·里夫斯
运动模糊算法
里夫斯是那些在计算机图形工业中可以想象得到的每一个帽子的人之一。 他曾担任John Lasseter开创性的Luxo Jr.短片(皮克斯灯的诞生)的技术总监,并在十一部故事片中扮演重要角色。 他的贡献通常都是在技术岗位上,但他偶尔会把他的才能当作模特儿,甚至一度成为动画师。
他最伟大的技术成就以及他名列榜首的真正原因是为了开发第一种算法来成功地模拟计算机动画中的运动模糊。
了解3D打印。