Frumkvöðlar í 3D Computer Graphics

The menn bak við byltingarnar

Það eru þúsundir frábærlega hæfileikaríkra listamanna sem starfa í tölvugerðatækni í dag og hafa stórt hlutverk í að móta leikin sem við spilum og kvikmyndirnar sem við horfum á í listaverkunum sem þau eru. En á bak við alla frábæra stafræna listamanninn er tölvunarfræðingur sem hjálpaði til að gera störf sín möguleg.

Í sumum tilfellum voru vísindamennirnir sjálfir, í öðrum tilvikum komu þeir frá ótengdum fræðasviðum. Það eina sem hver einstaklingur á þessum lista hefur sameiginlegt er að þeir ýttu á tölvutækni áfram á einhvern hátt. Sumir þeirra lagði grunninn fyrir mörgum árum síðan þegar iðnaðurinn var enn í fæðingu. Aðrir hreinsuðu tækni, finna nýjar lausnir á gömlum vandamálum.

Þeir voru allir frumkvöðlar:

01 af 10

Ed Catmull

Todd Williamson / framlag / Getty Images

Textíl kortlagning, Anti-aliasing, Subdivision Surfaces, Z-Buffering

Vegna fagnaðrar stöðu sem einn af stofnendum Pixar Animation Studios er Ed Catmull líklega þekktasta tölvunarfræðingur á þessum lista. Sá sem hefur eytt einhverjum tíma eftir eða lesið um Computer Graphics iðnaður hefur nánast örugglega rekist á nafn hans einu sinni eða tvisvar og jafnvel fólk sem hefur áhuga á tæknilegum hliðum CG kann að hafa séð hann viðurkenna verðlaun fyrir tækniframförun á árinu 2009.

Burtséð frá Pixar, eru stærstu framlag Catmull til svæðisins meðal annars uppfinningin á kortlagningu áferð (reyndu að ímynda sér iðnað án þess að kortleggja áferð), þróun algorithms gegn andstæðingi, hreinsun á yfirborði yfirborðsmótun og brautryðjandi vinnu við hugtakið Z -buffering (dýpt stjórnun).

Ed Catmull var sannarlega einn af fyrstu tölvunarfræðingunum sem raunverulega byrjaði að leggja grunninn að nútíma tölvu grafík iðnaði og framlag hans á sviði eru sannarlega yfirþyrmandi. Hann starfar nú sem forseti bæði Pixar og Walt Disney Animation Studios.

02 af 10

Jim Blinn

Wikimedia Commons

Blinn-Phong Shader Model, Bump Kortlagning

Blinn byrjaði feril sinn á NASA, þar sem hann starfaði við sjónrænt verkefni fyrir Voyager verkefni, en framlag hans til tölvu grafík kom árið 1978 þegar hann gjörbylta því hvernig ljósið hefur samskipti við 3D yfirborð í hugbúnaðarumhverfi. Ekki aðeins skrifaði hann Blinn-Phong shader líkanið, sem lagði fram computationally ódýr (þ.e. hratt) leið til að reikna yfirborðsbreytingar á 3D líkani .

03 af 10

Loren Carpenter & Robert Cook

Myndir / Frumkvöðull / Getty Images

Reyes flutningur

Fyrsta par okkar, á listanum, Carpenter og Cook eru óaðskiljanleg vegna þess að þeir birta byltingarkennd sína sem samstarfshöfundar (Ed Catmull hefur einnig stuðlað að rannsóknum). Pörunin var mikilvægur í þróun ljóstillífs Reyes flutnings arkitektúrsins , sem byggir á Pixar's auðvitað velgengni PhotoRealistic RenderMan hugbúnaðarpakka (PRMan fyrir stuttu).

Reyes, sem stendur fyrir Renders Everything You Ever Saw, er enn mikið notaður í stúdíóstillingum, einkum hjá Pixar, en einnig sem þyrping Reyes spinoffs, sem venjulega er nefndur Renderman-samhæfður renderers. Fyrir smærri vinnustofur og einstök listamenn hefur Reyes að mestu verið bannað með scanline / raytracing pakka eins og Mental Ray og VRay.

04 af 10

Ken Perlin

Slaven Vlasic / Stringer / Getty Images

Perlin Hávaði, Hypertexture, Real-Time Character Animation, Stíll Byggt Input Devices

Perlin er annar af þeim iðnaðarþungavigtum sem árangur er langt og ómetanlegt. Perlin Noise er vinsæll og átakanlegur fjölhæfur verklagsúrferð (eins og í, fljótleg, auðveld, engin áferðarkort sem þarf) sem kemur í stað í nánast öllum 3D hugbúnaðarpakka . Hypertexture-hæfni til að skoða breytingar á áferð á líkani í rauntíma-er einn af þeim frábæra tímastjórnunartækni í verkfærum listamannsins. Ég held að rauntíma stafrænn hreyfimynd talar líklega fyrir sig. Stylus Based Input Devices-reyndu að skilja stafræna myndhöggvara frá traustum Wacom töflunni.

Þetta eru allt sem stafrænn listamaður notar á hverjum einasta degi sem hann eða hún gerir list. Kannski voru engin framfarir Perlin eins og byltingarkennd eins og að segja, uppfinningin á áferðarkorti, en þeir eru allir eins og verðmætar.

05 af 10

Pat Hanrahan & Henrik Wann Jensen

Valerie Macon / Stringer / Getty Images

Subsurface dreifingu, Photon Kortlagning

Hefurðu alltaf séð Tin Toy Pixar , eða einhver önnur snemma tilraun til myndsækt flutningur mannlegrar persóna? Eitthvað lítur út, ekki satt? Það er vegna þess að húð manna er ekki alveg ógegnsætt - það sendir í raun, dreifir eða gleypir stóra hluta ljóssins sem slær það, og gefur húðina lúmskur rauður eða bleikur lit þar sem æðar eru nær yfirborðinu. Snemma yfirborðshöggarar voru ófær um að gera þessa áhrif á réttan hátt og valda því að mannlegir persónur birtist dauðir eða uppvaknir.

Subsurface Scattering (SSS) er skyggingartækni sem gerir húðina kleift að laga hvert lag sem sendir mismunandi umhverfislit á grundvelli dýptarkorta. Þetta er Jensen & Hanrahan's mestu framlag á vellinum og það er lykilatriði í því hvernig manneskjur eru gerðar í dag.

Ljósritunarreikniritið var skrifað af Jensen einum og á sama hátt með ljósi sem liggur í gegnum hálfgagnsær efni. Sérstaklega er kortlagning ljósmíðs tvíhliða alþjóðlegrar lýsingaraðferðar sem notaður er til að líkja eftir ljósi sem liggur í gegnum gler, vatn eða gufu.

Þau tvö voru úthlutað Academy verðlaun í tækniframförum fyrir störf sín á dreifingu jarðhitasvæða.

06 af 10

Arthur Appel & Turner Whitted

Wikimedia Commons

Raycasting og Raytracing reiknirit

Þrátt fyrir tæknilega tvo aðskildar byltingar teljum við raycasting (Appel 1968) og síðar raytracing (Whitted 1979) sem einn færslu vegna þess að Turner Whitted var að byggja upp og aðlaga það verk sem Appel hafði gert mörgum árum áður.

Saman myndar eini kúlan grundvöll flestra nútíma flutningsaðferða og hafa endurnýjað skönnunarlínur vegna meiri getu þeirra til að endurskapa náttúrulega lýsingar fyrirbæri eins og blæðingar í litum, skuggafalli, broti, spegilmynd og dýptarsvið. Þó að raytracing renderers séu mjög nákvæmar, hefur mesta ókosturinn þeirra alltaf verið (og ennþá) hraði þeirra og skilvirkni. Hins vegar með öfgafullur öflugur örgjörva í dag og hollur grafík vélbúnaður, þetta hefur orðið minna af málinu.

07 af 10

Paul Debevec

Max Morse / Stringer / Getty Images

Image Based Rendering & Modeling, HDRI

Vegna byltinga hans, Paul Debevec er eingöngu ábyrgur fyrir tugum þúsunda óráðlegt "framúrstefnulegt bíll sem situr í tómt hvítt herbergi en endurspeglar enn fullt umhverfi" myndir. En hann er einnig ábyrgur fyrir því að einfalda vinnuflæði hundruð umhverfis-, bifreiða- og byggingarlistarmanna.

Myndræn flutningur gerir það kleift að nota HDRI mynd (360 gráðu víddarmynd af umhverfi) til að búa til ljóskort fyrir 3D vettvang. Búa til ljóskort frá raunverulegu veraldarhorni þýðir að listamenn þurfa ekki lengur að eyða tíma í að setja ljós og endurkastakassa í 3D-vettvangi til þess að ná fram virðingu.

Vinna hans við myndagerðarmyndun gerir ráð fyrir kynningu á 3D-líkani úr safnmyndum. Þessar aðferðir voru upphaflega notaðar á The Matrix og hafa verið framleidd í tugum kvikmynda síðan.

08 af 10

Krishnamurthy & Levoy

Stanford University

Venjulegur kortlagning

Hvar á að byrja með þessum tveimur. Verkefni þeirra mega aðeins samanstanda af einum bylting en strákur var það stórt. Venjuleg kortlagning er byggð á þeirri hugmynd að hægt sé að passa mjög nákvæma möskva (með milljónum marghyrninga) í lítinn upplausn marghyrnings búr byggð á yfirborði venjulegs líkans.

Það gæti ekki hljómað eins mikið ef þú ert að koma frá sjónræn áhrifum bakgrunni þar sem það er ekki óheyrt að vígja allt að 80 CPU klukkustundir til að gera tíma í eina ramma kvikmyndar. Bara fá vöruhús fullt af tölvum og brute force það, þú gætir sagt.

En hvað um leikjaiðnaðinn þar sem allt umhverfi þarf að vera 60 sinnum á sekúndu? Hæfni til að "baka" mjög nákvæma leik umhverfi með milljónum marghyrninga í lítinn pól í rauntíma möskva er nánast eini ástæðan fyrir því að leiki í dag líta svo út fyrir að vera góður. Gears of War án venjulegs kortlagningar? Ekki séns.

09 af 10

Ofer Alon & Jack Rimokh

Jason LaVeris / Framburður / Getty Images

Stofnað Pixologic, búið til ZBrush

Fyrir um það bil tíu árum rifu þessar krakkar iðnaðurinn þegar þeir stofnuðu Pixologic og kynndu byltingarkenndar forritið ZBrush. Þeir héldu einmana í tímum stafræna myndhöggvarans, og með þeim komu hundruð frábærlega nákvæmar, óaðfinnanlegur áferð, lífrænar 3D módel sem heimurinn hafði aldrei séð.

Notað í tengslum við eðlilega kortlagningu, ZBrush (og svipuð hugbúnaður eins og Mudbox byggt á sömu hugmyndum) hefur breyst því hvernig módelarar vinna. Í stað þess að vinna yfir brennisteini og toppfræði er nú hægt að móta 3D líkan eins og það er stafrænt leir með lítið þarf að setja marghyrninga með hornpunkti.

Fyrir hönd modelers alls staðar, takk Pixologic. Þakka þér fyrir.

10 af 10

William Reeves

Alberto E. Rodriguez / Starfsfólk / Getty Images

Hreyfingarskyggni reiknirit

Reeves er einn þessara krakkar sem hefur borið réttlátur óður í hvern hatt sem þú getur ímyndað þér í grafíkvinnslu iðnaðarins. Hann starfaði sem tæknilegur leikstjóri á John Lasseter sem er aðallega Luxo Jr. stuttmyndin (fæðing Pixar lampans) og hefur gegnt mikilvægu hlutverki í ellefu kvikmyndum. Framlög hans hafa venjulega verið í tæknilegum stöðum en hann hefur stundum lánað hæfileika sína sem fyrirmyndarmaður og jafnvel einu sinni sem hreyfimaður.

Mesta tæknilega frammistöðu hans og raunveruleg ástæða þess að hann er á þessum lista er að þróa fyrsta reiknirit til að líkja eftir hreyfingarleysi í tölvuhreyfimyndum.

Lærðu um 3D prentun.