Pionierë në 3D Graphics Kompjuterike

Burrat Pas Përparimeve

Ka mijëra artistë të mrekullueshëm të talentuar që punojnë në industrinë grafike kompjuterike të sotme dhe ata kanë një rol të madh në formësimin e lojërave që luajmë dhe filmave që shikojmë në veprat e artit që ato janë. Por prapa çdo artist të madh dixhital është një shkencëtar kompjuterësh që ndihmoi në mundësimin e punës së tyre.

Në disa raste, shkencëtarët ishin vetë artistë, në raste të tjera ata vinin nga disiplina krejtësisht të palidhura. E vetmja gjë që çdo person në këtë listë ka të përbashkët është se ata e shtynë kompjuterin përpara në një farë mënyre. Disa prej tyre hodhën themelet shumë vite më parë kur industria ishte ende në fillimet e saj. Të tjerë përsosin teknikat, gjetjen e zgjidhjeve të reja për problemet e vjetra.

Ata ishin të gjithë pionierë:

01 nga 10

Ed Catmull

Todd Williamson / Kontribues / Getty Images

Mapping Texture, Anti-aliasing, Sipërfaqja e Ndarjes, Z-Buffering

Për shkak të statusit të njohur si një nga bashkë-themeluesit e Pixar Animation Studios, Ed Catmull është ndoshta më i njohur i kompjuterit shkencëtar në këtë listë. Kushdo që ka shpenzuar ndonjë kohë duke ndjekur ose lexuar rreth industrisë së Grafikëve të Kompjuterit pothuajse me siguri ka gjetur emrin e tij një herë apo dy herë, dhe madje edhe folks të pa interesuar në anën teknike të GK mund të ketë parë atë të pranojë një Academy Award për arritjet teknike në 2009.

Përveç Pixar, kontributet më të mëdha të Catmull-it në këtë fushë përfshijnë shpikjen e hartësteksteve (përpiqen të imagjinojnë një industri pa hartim të strukturave), zhvillimin e algoritmave anti-aliasing, përmirësimin e modelimit sipërfaqësor të nënndarjes dhe punën pioniere në konceptin Z -mbushja (menaxhimi i thellësisë).

Ed Catmull ishte me të vërtetë një nga shkencëtarët e parë kompjuterë që me të vërtetë filloi hedhjen e bazave për një industri moderne grafike kompjuterike dhe kontributet e tij në këtë fushë janë me të vërtetë tronditëse. Aktualisht ai është president i dy studiove të animacioneve Pixar dhe Walt Disney.

02 nga 10

Jim Blinn

Wikimedia Commons

Modeli Blinn-Phong Shader, Bopp Mapping

Blinn filloi karrierën e tij në NASA, ku ai punoi në visualizations për misionin Voyager, megjithatë kontributi i tij për grafikë kompjuterike erdhi në vitin 1978 kur ai revolucionarizoi mënyrën se si drita ndërvepron me sipërfaqet 3D në një mjedis softueri. Jo vetëm që ai shkruajti modelin Blinn-Phong shader, i cili paraqiti një mënyrë llogaritëse të lira (dmth. Të shpejtë) të llogaritjes së refleksioneve sipërfaqësore në një model 3D , ai gjithashtu merret me shpikjen e hartës së grumbullimit.

03 nga 10

Loren Carpenter & Robert Cook

Fotografitë / Kontribues / Getty Images

Reyes Rendering

Çifti ynë i parë në listë, Carpenter dhe Cook janë të pandashëm, sepse botoi punën e tyre novatore si bashkëautorë (Ed Catmull gjithashtu kontribuoi në kërkimin). Çifti ishte instrumental në zhvillimin e arkitekturës photorealistic Reyes që paraqet bazën e paketë softuerike të suksesshme të Pixar's PhotoRealistic RenderMan (PRMan for short).

Reyes, që qëndron për Renders Everything You Ever Saw, ende përdoret gjerësisht në ambientet e studios, sidomos në Pixar, por gjithashtu si një grumbull i reyes spinoffs zakonisht të referuara si Renderman-compliant renderers. Për studiot më të vogla dhe artistët individualë, Reyes është zëvendësuar kryesisht nga pako scanline / raytracing si Mental Ray dhe VRay.

04 nga 10

Ken Perlin

Slaven Vlasic / Stringer / Getty Images

Perlin Zhurma, Hypertexture, Real-Time Character Animation, Stylus Bazuar Input Devices

Perlin është një tjetër prej atyre peshave të rënda të industrisë, të cilët arritjet janë shumë të arritshme dhe të paçmueshme. Perlin Noise është një cilësi procedurale e popullarizuar dhe tronditëse (siç është e nevojshme, e shpejtë, e lehtë, nuk kërkohet harta e strukturës) që vjen standardisht në pothuajse çdo paketë software 3D . Hypertexture - aftësia për të parë ndryshimet në textures të një modeli në kohë reale - është një nga teknikat më të mira të ruajtjes së kohës në veglat e një artist. Unë mendoj se animimi i karakterit në kohë reale ndoshta flet për vete. Pajisjet me hyrje në stilo - përpiquni të ndani një skulptor dixhital nga tableti i tyre i besueshëm Wacom.

Këto janë të gjitha gjërat që një artist dixhital përdor çdo ditë të vetme që ai ose ajo e bën artin. Ndoshta asnjë nga përparimet e Perlit nuk ishte aq novatore sa të thoshte, shpikja e hartës së strukturës, por ato janë po aq të vlefshme.

05 nga 10

Pat Hanrahan dhe Henrik Wann Jensen

Valerie Macon / Stringer / Getty Images

Shpërndarja nëntokësore, Mapping Photon

A keni parë ndonjëherë Lodrën e Tinës së Pixarit , apo ndonjë përpjekje tjetër të hershme në dhënien foto-realiste të një karakteri njerëzor? Diçka shikon, apo jo? Kjo për shkak se lëkura e njeriut nuk është tërësisht e tejdukshme - ajo transmeton, shpërndan ose absorbon një pjesë të madhe të dritës që e godet, duke i dhënë lëkurës tonë ngjyrën e hollë të kuqe ose rozë, ku enët e gjakut janë më afër sipërfaqes. Shaderët e hershëm të sipërfaqes ishin të paaftë për ta bërë këtë efekt siç duhet, duke shkaktuar që personazhet njerëzorë të dukeshin të vdekur ose të ngjashëm me zombies.

Siperfaqja nëntokësore (SSS) është një teknikë mbrojtëse e cila lëkundet në shtresa, me çdo shtresë që transmeton një ngjyrë të ndryshme mjedisore bazuar në hartat e thellësisë - ky është kontributi më i madh i Jensen & Hanrahan në këtë fushë dhe është instrumental në mënyrën se si bëhen personazhet njerëzore sot.

Algoritmi i hartës së fotonit është shkruar vetëm nga Jensen, dhe në të njëjtën mënyrë merret edhe me dritën që kalon përmes materialeve të tejdukshme. Në mënyrë të veçantë, hartografia e fotoneve është një teknikë ndriçimi globale me dy kalime që përdoret më së shpeshti për të simuluar kalimin e dritës përmes qelqit, ujit ose avullit.

Të dy u dhanë çmime Akademie në arritjet teknike për punën e tyre në shpërndarjen e sipërfaqeve nëntokësore.

06 nga 10

Arthur Appel & Turner u zbut

Wikimedia Commons

Raycasting & Raytracing Algoritme

Edhe pse teknikisht dy përparime të veçanta, ne jemi duke numëruar raycasting (Appel 1968) dhe më vonë raytracing (Whitted 1979) si një hyrje të vetme, sepse Turner Whitted ishte në thelb duke ndërtuar dhe përshtatur punën që Appel kishte bërë shumë vite më parë.

Së bashku, një grusht i dyfishtë përbëjnë bazën e teknikave më moderne të paraqitjes, dhe kanë zëvendësuar skenerat scanline për shkak të aftësisë së tyre më të madhe për të riprodhuar në mënyrë të saktë fenomenet e ndriçimit natyror si rrjedhja e ngjyrave, hija e hijes, thyerja, reflektimi dhe thellësia e fushës. Megjithëse renderuesit e tërthortë janë shumë të sakta, disavantazhi i tyre më i madh ka qenë (dhe ende mbetet) shpejtësia dhe efikasiteti i tyre. Megjithatë, me CPU-të e ultra-fuqishme të sotme dhe harduer të dedikuar për grafikë, kjo është bërë më pak e rëndësishme.

07 nga 10

Paul Debevec

Max Morse / Stringer / Getty Images

Rendering & Modelim Bazuar në Imazhe, HDRI

Për shkak të zbulimeve të tij, Paul Debevec është përgjegjës vetëm për dhjetëra mijëra "makina futuristike të paautorizuar që ulen në një dhomë të zbrazët bosh, por që ende reflektojnë një mjedis të plotë". Por ai është gjithashtu përgjegjës për thjeshtimin e rrjedhës së punës së qindra specialistëve të vizualizimit mjedisor, automobilistik dhe arkitekturor.

Përshtatja me imazhin e bën të mundur përdorimin e një imazhi HDRI (një imazh 360-shkallë panoramik i një ambienti) për të gjeneruar harta të lehta për një skenë 3D. Gjenerimi i hartave të lehta nga një vështrim real në botë, do të thotë që artistët nuk kanë më nevojë të kalojnë orë duke vendosur dritat dhe kutitë e reflektorëve në një skenë 3D në mënyrë që të marrin një renditje të respektueshme.

Puna e tij në modelimin e imazhit lejon krijimin e një modeli 3D nga një koleksion i imazheve të gjalla - këto teknika fillimisht janë përdorur në The Matrix dhe janë zbatuar në dhjetra filma që atëherë.

08 nga 10

Krishnamurthy & Levoy

Universiteti Stanford

Mapping Normal

Ku të fillojmë me këto dy. Vepra e tyre mund të përbëhet vetëm nga një zbulim i vetëm, por djali ishte një i madh. Hartimi normal, është ndërtuar mbi idenë se është e mundur që të përshtatet një rrjetë shumë e detajuar (me miliona poligone) në një kafaz poligonal me rezolucion të ulët bazuar në normalin e sipërfaqes së modelit.

Kjo nuk mund të tingëllojë si shumë nëse po vjen nga një sfond i efekteve vizuale ku nuk është e padëgjuar që të dedikoni deri në 80 orë CPU të kohës së shfaqjes në një kornizë të vetme të filmit. Vetëm të merrni një depo plot me kompjutera dhe forcë brutale, mund të thoni.

Por si mund të thuash në industrinë e lojrave ku mjediset e tëra duhet të jepen 60 herë në sekondë? Aftësia për të "piqur" mjedise shumë të detajuara të lojërave me miliona poligone në një rrjetë të ulët në kohë reale është shumë e vetmja arsye e vetme që ndeshjet e sotme duken aq të këqija. Ingranazhet e Luftës pa hartën normale? Asnje shanc.

09 nga 10

Ofer Alon dhe Jack Rimokh

Jason LaVeris / Kontribues / Getty Images

Themeluar Pixologic, krijoi ZBrush

Vetëm rreth dhjetë vjet më parë këta njerëz tronditën industrinë kur themeluan Pixologic dhe prezantuan aplikacionin revolucionar të modelimit, ZBrush. Ata sollën me vete në epokën e skulptorit dixhital, dhe me të erdhën qindra modele 3D dinamike, të detajuara, të paqarta, të strukturuara, siç nuk e kishte parë ndonjëherë bota.

Përdorur në lidhje me hartografinë normale, ZBrush (dhe softuere të ngjashme si Mudbox ndërtuar mbi të njëjtat koncepte) ka ndryshuar mënyrën se si modeluesit punojnë. Në vend që të punojë mbi rrjedhën e buzës dhe topologjinë , tani është e mundur të gdhendësh një model 3D si një copë argjile digjitale me pak nevojë për të vendosur majën e poligoneve nga kulmi.

Në emër të modeluesve kudo, faleminderit Pixologic. Faleminderit.

10 nga 10

William Reeves

Alberto E. Rodriguez / Stafi / Getty Images

Algorithm Blur Motion

Reeves është një nga ata djemtë që ka veshur vetëm për çdo kapelë që mund ta imagjinoni në industrinë e grafikës kompjuterike. Ai punoi si drejtor teknik për filmin e shkurtër John Lasseter (lindja e llambës Pixar) dhe ka luajtur rol kryesor në njëmbëdhjetë filma artistikë. Kontributet e tij zakonisht kanë qenë në pozita teknike, por herë pas here ia ka kushtuar talentin e tij si modelues dhe madje një herë si animator.

Arritja e tij më e madhe teknike, dhe arsyeja e vërtetë që ai është në këtë listë, është për zhvillimin e algoritmit të parë për të emuluar me sukses turbullimin e lëvizjes në animacion kompjuterik.

Mësoni rreth printimit 3D.