Пионери в 3D компютърна графика

Има хиляди чудесно талантливи художници, работещи в днешната компютърна графична индустрия, и те играят огромна роля при оформянето на игрите, които играем, и филмите, които гледаме в произведенията на изкуството, които те са. Но зад всеки велик дигитален художник е компютърен учен, който помогна да се направи възможна тяхната работа.

В някои случаи учените са самите художници, а в други те са от напълно несвързани дисциплини. Едно нещо, което всеки от хората в този списък има, е, че натиснаха компютърната графика по някакъв начин. Някои от тях поставиха основите преди много години, когато индустрията още беше в ранна детска възраст. Други усъвършенстваха техниките, намирайки нови решения на стари проблеми.

Всички бяха пионери:

01 от 10

Ед Катмул

Картографиране на текстура, Антивизуализация, Повърхности за подразделяне, Z-буфериране

Заради известния си статут на един от съоснователите на Pixar Animation Studios, Ед Катмул е може би най-известният компютърен учен в този списък. Всеки, който прекара известно време след или четене за индустрията за компютърна графика, почти сигурно е намерил името му веднъж или два пъти и дори хора, незаинтересовани от техническата страна на CG, може да са го виждали да приемат Оскар за технически постижения през 2009 г.

Освен Pixar, най-големият принос на Catmull в областта включва изобретяването на картографиране на текстури (опитайте се да си представите индустрия без картографиране на текстури), разработването на алгоритми против псевдоними, усъвършенстването на моделирането на повърхността на подразделенията и пионерската работа по концепцията за Z -забавяне (управление на дълбочината).

Ед Катмул наистина беше един от първите компютърни учени, който наистина започна да полага основите на съвременната компютърна графична индустрия и приносът му в тази област е наистина зашеметяващ. Понастоящем той изпълнява ролята на президент на Pixar и Walt Disney Animation Studios.

02 от 10

Джим Блин

Blinn-Phong Shader модел, Bump картиране

Blinn започва кариерата си в НАСА, където работи върху визуализации за мисията на Вояджър, но приносът му в компютърната графика дойде през 1978 г., когато революционизира начина, по който светлината взаимодейства с 3D повърхности в софтуерна среда. Той не само е написал модела Blinn-Phong shader, който представя изчислително евтин (т.е. бърз) начин за изчисляване на повърхностните отражения върху 3D модел, но също така е приписван и с изобретяването на картографиране.

03 от 10

Лорен Карпентър и Робърт Кук

Рейес

Първата ни двойка, в списъка, Carpenter и Cook са неразделни, защото публикуват своята новаторска творба като съавтори (Ed Catmull също са допринесли за изследването). Двойката е била инструмент за развитието на фотореализма Рейес която оформя основата на монументално успешния софтуерен пакет PhotoRealistic RenderMan на Pixar (PRMan за кратко).

Reyes, което означава Renders Всичко, което някога сте видели, все още е широко използван в студиото, най-вече в Pixar, но също и като клъстер от реновете на Reyes, обикновено наричани Renderman-съвместими рендери. За по-малки студия и индивидуални изпълнители Рейес е бил заменен предимно с scanline / raytracing пакети като Mental Ray и VRay.

04 от 10

Кен Перлин

Perlin шум, хипертекст, анимация в реално време, устройства за въвеждане на стилус

Перлин е още една от големите производители в индустрията, чиито постижения са дълбоки и безценни. Perlin Noise е популярна и шокиращо гъвкава процедурна текстура (като бърза, лесна, без нужда от текстура карта), която се предлага стандартно във всеки един 3D софтуер. Хипертекстът - способността да преглеждате промените в текстурите на модела в реално време - е една от най-големите техники за спестяване на време в инструментариума на художника. Мисля, че в реално време анимацията на героите вероятно говори за себе си. Инструменти за въвеждане на стилус - опитайте да отделите дигитален скулптор от тяхната надеждна таблетка Wacom.

Това са всички неща, които дигиталният художник използва всеки ден, който прави изкуство. Може би никой от постиженията на Перлин не беше толкова революционен, колкото да кажем, изобретяването на картографиране на текстури, но те са също толкова ценни.

05 от 10

Пат Ханрахан и Хенрик Ван Йенсен

Подземно разсейване, фотонно картографиране

Виждал съм Pixar Тин играчка или друг ранен опит за фотореалистично представяне на човешки характер? Нещо изглежда, нали? Това е така, защото човешката кожа не е напълно непрозрачна - всъщност тя предава, разпръсква или абсорбира голяма част от светлината, която я удря, давайки на кожата ни тънък червен или розов оттенък, където кръвоносните съдове са по-близо до повърхността. Ранните шейдъри на повърхността не са в състояние да направят този ефект правилно, като човешките знаци изглеждат мъртви или като зомби.

Подземно разсейване (SSS) е техника за засенчване, която прави кожата на слоеве, като всеки слой предава различен цвят на базата на дълбочинни карти - това е най-големият принос на Дженсън и Ханрахан в полето и е инструмент за начина, днес.

Алгоритъмът за картографиране на фотони е написан само от Йенсен и подобни сделки с светлина, минаваща през полупрозрачни материали. По-конкретно, фотонното картографиране е двустепенна глобална техника на осветяване, използвана най-често за симулиране на светлина, преминаваща през стъкло, вода или пара.

Двамата бяха наградени с наградата на Академията за технически постижения за работата си върху подземното разсейване.

06 от 10

Артър Апъл и Търнър Уиттед

Raycasting & Raytracing Алгоритми

Въпреки че технически са два отделни пробиви, ние броим raycasting (Appel 1968) и по-късно raytracing (Whitted 1979) като едно влизане, защото Търнър Уиттед по същество се основава на и адаптира работата, която Apple е направил преди много години.

Заедно един-два удар формира основата на най-съвременните техники за преобразуване и са заменени с рендери за сканиране, поради по-голямата им способност да възпроизвеждат точно явленията на естественото осветление като цветно кървене, сянка, рефракция, отражение и дълбочина на полето. Въпреки че рентгеновите рендери са много точни, най-големият им недостатък винаги е бил (и все още остава) тяхната скорост и ефективност. Въпреки това, с днешните ултра мощни процесори и специален графичен хардуер това стана по-малко проблем.

07 от 10

Пол Дебевец

Изображение-базирано моделиране и моделиране, HDRI

Поради своите пробиви, Пол Дебевец носи единствено отговорността за десетки хиляди злоумишлени "футуристични автомобили, седящи в празна бяла стая, но все пак отразяват изображения с пълна среда". Но той също е отговорен за опростяването на работния поток на стотици специалисти по екологична, автомобилна и архитектурна визуализация.

Изображението, базирано на изображението, дава възможност да се използва изображение на HDRI (360-градусова панорамна снимка на среда), за да се генерират светлинни карти за 3D сцена. Генерирането на светлинни карти от реалния прозорец означава, че вече не е необходимо творците да прекарват часове в поставянето на светлини и рефлекторни кутии в 3D сцена, за да получат почтено ренде.

Неговата работа върху моделиране на изображения позволява създаването на 3D модел от колекция от неподвижни изображения - тези техники първоначално са били използвани Матрицата, и са изпълнени в десетки филми оттогава.

08 от 10

Кришнамурти и Левой

Нормално картографиране

Откъде да започнем с тези две. Тяхното творчество може да се състои само от един пробив, но момчето е било голямо. Нормалното картографиране се основава на идеята, че е възможно да се поставят много детайлни мрежи (с милиони полигони) в полигонална клетка с ниска резолюция, базирана на повърхностните норми на модела.

Това може да не звучи много, ако идвате от фона на визуални ефекти, където не е нечувано да отделите до 80 CPU часа от времето за рендиране на една рамка от филми. Просто вземете склад, пълен с компютри, и можете да го направите грубо.

Но какво ще кажете в индустрията на игрите, където цели среди трябва да бъдат предоставени 60 пъти всяка секунда? Способността да се "пекат" много детайлни игрални среди с милиони полигони в ниско-поли в реално време окото е почти единствената причина, че днешните игри изглеждат така дяволски добри. Скорости на война без нормално картографиране? Няма шанс.

09 от 10

Оол Алон и Джак Римок

Founded Pixologic, създал ZBrush

Само преди десет години тези хора разтърсиха индустрията, когато основаха Pixologic и представиха революционната модификационна молба, ZBrush. Те сами въвеждат епохата на дигиталния скулптор и с него идват стотици фантастично подробни, безупречно текстурирани, органични 3D модели, каквито никога не е виждал.

Използван във връзка с нормалното картографиране, ZBrush (и подобен софтуер като Mudbox, изграден върху същите концепции) промени начина, по който моделиращите работят. Вместо да се трудим над ръба и топологията, сега е възможно да извайваме триизмерен модел, като например парче от цифрова глина, с малка нужда да поставим връх на полигоните по върха.

От името на моделиращи навсякъде, благодаря на Pixologic. Благодаря ти.

10 от 10

Уилям Рийвс

Алгоритъм за размиване на движението

Рийвс е едно от онези момчета, които са носели почти всяка шапка, която можете да си представите в индустрията за компютърни графики. Работил е като технически директор на марката на Джон Ласетър Luxo Jr. късометражен филм (раждането на лампата на Pixar) и играе важни роли в единадесет игрални филма. Неговият принос обикновено е на технически позиции, но от време на време му е дал своя талант като модельор и дори веднъж като аниматор.

Най-голямото му техническо постижение и истинската причина, поради която той е в този списък, е за разработването на първия алгоритъм, който успешно емулира замъгляването на движението в компютърната анимация.