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2019圖靈獎公布!皮克斯“動畫帝國”從他們開啟

圖靈獎是以計算機之父圖靈的名字命名的獎項,由美國計算機協會(ACM)于1966年設立,作為計算機科學殿堂的最高獎項,它通常每年只授予一名在計算機科學領域,作出重大而具有持久影響力貢獻的人,獎金的總金額更是高達100萬美元。

近日,ACM(國際計算機協會)宣布2019年度圖靈獎授予Edwin E. Catmull與Patrick M. Hanrahan,表彰他們對3D計算機圖形學的貢獻,以及對電影制作和計算機生成圖像等應用的革命性影響。

計算機圖形學也稱之為CG,是一種使用數學算法將二維或三維圖形轉化為計算機顯示器的柵格形式的科學。

或許大家對兩位科學家的名字較為陌生,但你一定得了解他們所作出的貢獻,假設沒有這兩位,我們不知道何時才能看到3D動畫電影。

Edwin E.Catmull是迪士尼動畫的退休總裁,Patrick M.Hanrahan是斯坦福圖形學教授,但他們有一個共同的身份,傳奇動畫公司——皮克斯(Pixar)的開創元老。

兩位在電影制作和計算機生成圖像(CGI)領域的成就,引領皮克斯開創了一個新的時代,1995 年,該公司上映了世界上第一部3D動畫電影——《玩具總動員》,對電影和游戲CG特效的發展產生了革命性影響。

雖然技術在不斷發展,但是Hanrahan和Catmull幾十年前開發的技術,至今仍是行業標準。

3D特效的開山鼻祖

Catmull是著名計算機科學家,讀書期間Catmull發明了兩個計算機圖形學的基本技術:Z緩沖,用于管理計算機圖形學中的圖像深度坐標;以及紋理映射,將二維表面紋理包裹在三維對象周圍,這為以后生成逼真的CG圖形奠定了基礎。

隨后,Catmull成立了紐約理工學院(NYIT)計算機圖形實驗室,這是美國最早的專用計算機圖形實驗室之一。該實驗室現仍為迪士尼、IBM、HBO等公司管理數字動畫和攝影項目。

1979年,Catmull加入了盧卡斯影業并負責領導計算機圖形學小組;

1986年,史蒂夫·喬布斯買下盧卡斯影業的計算機部門,成立了皮克斯,由Catmull擔任公司首席技術官。

姍姍來遲的Hanrahan先是進入NYIT計算機圖形學實驗室工作,而后于1986年,加入到了皮克斯動畫工作室。

在皮克斯就職期間,兩人合作開發開發了一種新的圖形系統—RenderMan。

RenderMan可稱之為一個計算機圖像渲染體系,它支持復雜的燈光和著色器,將光反射行為與幾何形狀分開,并計算形狀上各點的顏色、透明度和紋理,同時,RenderMan系統結合了Catmull提出的Z緩沖和細分曲面創新。

RenderMan憑借它強大、逼真的功能,成為了業界的標準工具,在過去47部獲得奧斯卡視覺特效提名的電影中,有44部使用了這個技術,包括我們熟知的《泰坦尼克號》、《阿凡達》和《星球大戰》等3D大作。

跨時代意義

如今,在全球1380億美元的電影產業中,3D動畫是最受歡迎的那一類

但三維計算機圖像技術對于蓬勃發展的視頻游戲行業以及新興的虛擬現實和增強現實領域也至關重要。

Catmull和Hanrahan在該技術上做出了開創性的貢獻,這些貢獻對于當今的CGI圖像的發展仍然是不可或缺的。

此外,他們對編程圖形處理單元(GPU)的研究水平已經超出了計算機圖形的范疇,這些研究深刻影響了包括數據中心管理和人工智能在內的各個領域。

谷歌AI副總裁是這么認為的:“由于3D計算機圖形技術現在已經非常普及,我們常常忘卻這個領域在不久前是什么樣子的。雖然技術在不斷發展,但是Hanrahan和Catmull幾十年前開發的技術,至今仍是行業標準,這給人留下了深刻的印象。表彰CGI技術的科學貢獻,并讓公眾了解這樣一個在未來幾年將影響VR與AR、數據可視化、教育、醫學影像等諸多領域的學科,是十分重要的。”

特別值得一提的,Hanrahan 和他的學生還開發了一種用于 GPU 的語言:Brook,可以將類似C這樣的語言通過編譯器編譯為CG代碼,隱藏了利用圖形學API實現的細節,可以說是大大簡化了開發過程,并最終催生了 NVIDIA 的 CUDA。

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