Mga Pioneer sa 3D Computer Graphics

Ang Mga Lalaki sa Likod ng Mga Pagsisimula

May mga libu-libong kamangha-manghang mga mahuhusay na artista na nagtatrabaho sa industriya ng computer graphics ngayon, at mayroon silang malaking papel sa paghubog ng mga laro na ating pinapatugtog at ang mga pelikula na pinapanood natin sa mga gawa ng sining na sila. Ngunit sa likod ng bawat mahusay na digital na artist ay isang siyentipikong computer na nakatulong upang gawin ang kanilang trabaho posible.

Sa ilang mga kaso, ang mga siyentipiko ay mga artist mismo, sa ibang mga kaso ay nagmula sila mula sa ganap na walang kaugnayan na mga disiplina. Ang isang bagay na ang bawat tao sa listahan na ito ay magkapareho ay na sila ay nagtulak ng mga computer graphics forward sa ilang mga paraan. Ang ilan sa kanila ay nagtataglay ng pundasyon maraming taon na ang nakalilipas nang ang industriya ay pa rin sa kanyang pagkabata. Pinipino ng iba ang mga diskarte, sa paghahanap ng mga bagong solusyon sa mga lumang problema.

Lahat sila ay mga pioneer:

01 ng 10

Ed Catmull

Todd Williamson / Nag-ambag / Getty Images

Texture Mapping, Anti-aliasing, Subdivision Surfaces, Z-Buffering

Dahil sa bantog na katayuan bilang isa sa mga co-founder ng Pixar Animation Studios, si Ed Catmull ay marahil ang pinaka-kilalang siyentipiko ng computer sa listahang ito. Sinuman na gumastos ng anumang oras ng pagsunod o pagbabasa tungkol sa industriya ng Computer Graphics ay halos tiyak na dumating sa kabuuan ng kanyang pangalan ng isang beses o dalawang beses, at kahit na mga tao na hindi interesado sa teknikal na bahagi ng CG ay maaaring nakakita sa kanya tanggapin ang isang Academy Award para sa teknikal na tagumpay sa 2009.

Bukod sa Pixar, ang pinakamalaking kontribusyon ng Catmull sa larangan ay ang pag-imbento ng pagmamapa ng texture (subukan na isipin ang isang industriya nang walang pag-map ng texture), ang pagpapaunlad ng mga algorithm ng anti-aliasing, ang pagpapaunlad ng pagmomolde ng subdivision ibabaw, at pangunguna sa konsepto ng Z -buffering (malalim na pamamahala).

Si Ed Catmull ay tunay na isa sa mga unang siyentipiko ng computer na talagang nagsisimula sa paglalagay ng pundasyon para sa isang modernong industriya ng computer graphics , at ang kanyang mga kontribusyon sa larangan ay tunay na pagsuray. Siya ay kasalukuyang kumikilos na pangulo ng parehong Pixar at Walt Disney Animation Studios.

02 ng 10

Jim Blinn

Wikimedia Commons

Blinn-Phong Shader Model, Bump Mapping

Sinimulan ni Blinn ang kanyang karera sa NASA, kung saan nagtrabaho siya sa mga visualization para sa misyon ng Voyager, gayunpaman ang kanyang kontribusyon sa computer graphics ay dumating noong 1978 nang binagong niya ang paraan ng liwanag na nakikipag-ugnayan sa 3D ibabaw sa isang kapaligiran ng software. Hindi lamang isinulat niya ang Blinn-Phong shader model, na nagpakita ng isang computationally murang (ibig sabihin mabilis) na paraan ng computing na mga reflection ibabaw sa isang 3D na modelo , siya ay din kredito sa pag-imbento ng paga mapping.

03 ng 10

Loren Carpenter & Robert Cook

Photoshot / Contributor / Getty Images

Reyes Rendering

Ang aming unang pares, sa listahan, ang Carpenter at Cook ay hindi mapaghihiwalay dahil inilathala nila ang kanilang groundbreaking na trabaho bilang mga kapwa may-akda (dinala ni Ed Catmull ang pananaliksik). Ang pares ay nakatulong sa pag-unlad ng photorealistic Reyes rendering architecture , na bumubuo sa batayan ng monumento na tagumpay ng PhotoRealistic RenderMan software package (PRMan para sa maikli).

Reyes, na kumakatawan sa Pag- render ng Lahat ng Nakita Mo, ay ginagamit pa rin sa mga setting ng studio, pinaka-kapansin-pansin sa Pixar, kundi pati na rin bilang kumpol ng Reyes spinoffs na kadalasang tinutukoy bilang mga renderer na sumusunod sa Renderman. Para sa mas maliit na mga studio at indibidwal na mga artist, Reyes ay kadalasang pinalitan ng scanline / raytracing na pakete tulad ng Mental Ray at VRay.

04 ng 10

Ken Perlin

Slaven Vlasic / Stringer / Getty Images

Perlin Noise, Hypertexture, Real-Time Character Animation, Stylus Based Input Devices

Ang Perlin ay isa pang isa sa mga heavyweights sa industriya na ang mga tagumpay ay malayo at napakahalaga. Ang Perlin Noise ay isang popular at kagulat-galang na maraming nalalaman pamamaraan texture (tulad ng sa, mabilis, madali, walang kinakailangang texture-mapa) na dumating standard sa halos bawat 3D pakete ng software . Ang Hypertexture-ang kakayahang tingnan ang mga pagbabago sa mga texture ng isang modelo sa real time-ay isa sa mahusay na mga diskarte sa pag-save ng oras sa toolset ng isang artist. Sa palagay ko, ang real-time na animation ng character ay malamang na nagsasalita para sa sarili. Mga Input Device ng Stylus Based-subukan ang paghihiwalay ng isang digital sculptor mula sa kanilang mapagkakatiwalaan Wacom tablet.

Ang mga ito ay lahat ng bagay na ginagamit ng isang digital na artist bawat araw na siya ay gumagawa ng sining. Marahil na wala sa mga paglago ni Perlin ay bilang groundbreaking tulad ng sinasabi, ang pag-imbento ng texture-mapping, ngunit ang mga ito ay bawat bit bilang mahalaga.

05 ng 10

Pat Hanrahan & Henrik Wann Jensen

Valerie Macon / Stringer / Getty Images

Suburface Scattering, Photon Mapping

Kailanman nakita ang Tin Toy ng Pixar , o anumang iba pang pagtatangkang maaga sa larawan-makatotohanang pag-render ng isang tao na character? May hitsura, tama? Iyon ay dahil ang balat ng tao ay hindi ganap na opaque-ito ay talagang nagpapadala, nangangalat, o sumisipsip ng isang malaking bahagi ng ilaw na sinaktan ito, na nagbibigay sa aming balat ng banayad na pula o kulay-rosas na kulay kung saan ang mga vessel ng dugo ay mas malapit sa ibabaw. Ang mga maagang ibabaw na shaders ay hindi kaya ng rendering na ito ng maayos na epekto, na nagiging sanhi ng mga character ng tao upang lumitaw patay o sombi-gusto.

Ang Suburface Scattering (SSS) ay isang pamamaraan ng pagtatabing na nagpapakita ng balat sa mga layer, na may bawat layer na nagpapadala ng iba't ibang ambient kulay batay sa mga malalim na mapa-ito ang pinakamalaking kontribusyon ni Jensen & Hanrahan sa larangan, at ito ay nakatulong sa paraan ng mga character ng tao na isinasalin ngayon.

Ang photon mapping algorithm ay isinulat ni Jensen nag-iisa, at katulad na tumutukoy sa liwanag na dumadaan sa mga translucent na materyales. Sa partikular, ang pagmamapa ng photon ay isang dalawang-pass global illumination technique na karaniwang ginagamit upang gayahin ang ilaw na dumadaan sa salamin, tubig, o singaw.

Ang dalawa ay iginawad sa mga awards ng Academy sa teknikal na tagumpay para sa kanilang trabaho sa subsurface scattering.

06 ng 10

Arthur Appel & Turner Whitted

Wikimedia Commons

Raycasting & Raytracing Algorithms

Kahit technically dalawang hiwalay na breakthroughs, kami ay pagbibilang raycasting (Appel 1968) at sa ibang pagkakataon raytracing (Whitted 1979) bilang isang solong entry dahil Turner Whitted ay mahalagang gusali at adaptasyon ang trabaho na Appel ay tapos na maraming mga taon bago.

Magkasama, ang isa sa dalawang pamunuan ay ang batayan ng karamihan sa mga modernong pamamaraan ng pag-render, at pinalitan ang mga render ng scanline dahil sa kanilang mas higit na kakayahang tumpak na magparami ng natural na mga phenomena sa pag-iilaw tulad ng kulay na dumudugo, anino falloff, repraksyon, pagmuni-muni, at lalim ng patlang. Kahit na ang mga tagapagsalin ng raytracing ay lubos na tumpak, ang kanilang pinakadakilang kawalan ay palaging (at nananatili pa rin) ang kanilang bilis at kahusayan. Gayunpaman sa mga ultra-makapangyarihang CPU at dedikadong graphics hardware ngayon, ito ay naging mas mababa sa isang isyu.

07 ng 10

Paul Debevec

Max Morse / Stringer / Getty Images

Image Based Rendering & Modeling, HDRI

Dahil sa kanyang mga tagumpay, si Paul Debevec ay tanging may pananagutan para sa sampu-sampung libong masamang pinapayuhan na "futuristic kotse na nakaupo sa isang walang laman na puting silid ngunit nagpapakita pa rin ng isang buong kapaligiran" na mga imahe. Ngunit siya rin ang responsable para sa pagpapasimple ng workflow ng daan-daang mga espesyalista sa visual, automotive, at arkitektura visualization.

Ginagawang posible ang rendering na batay sa imahe na gumamit ng imaheng HDRI (isang 360 degree panoramic na imahe ng isang kapaligiran) upang makabuo ng mga light-map para sa isang eksena sa 3D. Ang pagbuo ng mga light map mula sa isang real world vista ay nangangahulugan na ang mga artist ay hindi na kailangang gumastos ng oras ng paglalagay ng mga ilaw at reflector box sa isang eksena ng 3D upang makakuha ng isang kagalang-galang render.

Ang kanyang trabaho sa pagmomodelo batay sa imahe ay nagbibigay-daan para sa henerasyon ng isang 3D na modelo mula sa isang koleksyon ng mga imahe pa rin-mga pamamaraan na ito ay ginamit sa una sa The Matrix, at ipinatupad sa dose-dosenang mga pelikula mula noon.

08 ng 10

Krishnamurthy & Levoy

Unibersidad ng Stanford

Normal mapping

Saan magsimula sa dalawang ito. Ang kanilang mga oeuvre ay maaaring binubuo lamang ng isang pambihirang tagumpay, ngunit ang bata ay isang malaking isa. Ang normal na pagmamapa, ay binuo sa ideya na posible upang magkasya ang isang mataas na detalyadong mesh (na may milyun-milyong polygon) sa isang mababang resolution polygonal cage batay sa ibabaw ng mga modelo normals.

Iyon ay hindi maaaring tunog tulad ng magkano kung ikaw ay nagmumula sa isang visual effect background kung saan ito ay hindi unheard ng upang ilaan ng hanggang sa 80 oras CPU ng render oras sa isang solong frame ng pelikula. Kumuha lamang ng isang bodega na puno ng mga computer at malupit na puwersa ito, maaari mong sabihin.

Ngunit paano naman ang tungkol sa industriya ng laro kung saan kailangang i-render ang buong kapaligiran 60 beses bawat segundo? Ang kakayahang "maghurno" ng mataas na detalyadong mga kapaligiran ng laro na may milyun-milyong polygons sa isang mababang-poly real-time na mesh ay medyo magkano ang tanging dahilan na ang mga laro sa araw na ito ay mukhang darn magandang. Gears of War na walang normal na mapping? Walang pag-asa.

09 ng 10

Ofer Alon & Jack Rimokh

Jason LaVeris / Contributor / Getty Images

Itinatag Pixologic, nilikha ZBrush

Halos sampung taon na ang nakalilipas ang mga taong ito ay humihilig sa industriya nang itinatag nila ang Pixologic at ipinakilala ang rebolusyonaryong modeling application, ZBrush. Sila ay nag-iisang pagdala sa panahon ng digital sculptor, at kasama nito ang daan-daang mga nakamamanghang detalyado, impeccably textured, organic 3D na modelo tulad ng mundo ay hindi kailanman nakita.

Ginamit kasabay ng normal na pagmamapa, ang ZBrush (at katulad na software tulad ng Mudbox na binuo sa parehong konsepto) ay nagbago sa paraan ng mga modelers na gumagana. Sa halip na magtrabaho sa gilid-daloy at topology , ito ay posible na ngayon upang magpait ng isang 3D na modelo tulad ng ito ay isang piraso ng digital na luad na may maliit na pangangailangan upang maglagay ng polygons kaitaasan sa pamamagitan ng kaitaasan.

Sa ngalan ng mga modelers sa lahat ng dako, salamat sa Pixologic. Salamat.

10 ng 10

William Reeves

Alberto E. Rodriguez / Staff / Getty Images

Motion Blur algorithm

Reeves ay isa sa mga guys na pagod lamang tungkol sa bawat sumbrero maaari mong isipin sa computer graphics industriya. Nagtrabaho siya bilang teknikal na direktor sa maikling pelikula ni John Lasseter na Seminal Luxo Jr. (ang kapanganakan ng lampara ng Pixar) at naglaro ng mga pangunahing tungkulin sa labing-isang tampok na pelikula. Ang kanyang mga kontribusyon ay kadalasang nasa mga teknikal na posisyon, ngunit paminsan-minsan ay ipinahiram niya ang kanyang mga talento bilang isang tagapanayam, at kahit isang beses bilang isang animator.

Ang kanyang pinakamalaking teknikal na tagumpay, at ang tunay na dahilan sa listahan niya, ay para sa pagbuo ng unang algorithm upang matagumpay na tularan ang paggalaw ng lumabo sa animation ng computer.

Alamin ang tungkol sa pag-print ng 3D.