TUhjnbcbe - 2023/11/11 20:06:00
今天，有“计算机界诺贝尔奖”之称的ACMAM图灵奖（ACMA.M.TuringAward）公布最新一届获奖者。和往届得主相比，相信不少非计算机领域的读者都曾“欣赏”过他们的工作。两位获奖者分别是PatrickHanrahan和EdwinCatmull。他们的工作对3D计算机图形学有着重要推动性作用，而且这些工作对于近当代电影制作和各种电脑成像技术（Computer-generatedimagery，电脑成像）有着革命性影响。PatrickHanrahan现为斯坦福大学计算机图形学实验室的教授，曾经是全球顶尖动画公司、3D动画开山鼻祖皮克斯（Pixar）的创始团队中的一员。而EdwinCatmull，则曾是皮克斯联合创始人和华特·迪士尼动漫工作室的总裁，由他参与创办的NYIT计算机图形实验室，引领了计算机3D动画近20余年，该实验室现仍为迪士尼、IBM、HBO、美国娱乐与体育节目电视网(ESPN)等公司管理数字动画和摄影项目。图丨EDWINE.CATMULL（左）和PATRICKM.HANRAHAN（右）；ACM将为两人颁出图灵奖奖项和万美元奖金，两人将在6月20日的ACM年度颁奖晚宴上正式领奖（来源：如图示）或许他们没有持续加入到每一部《玩具总动员》的创作中，但是可以说，没有他们的工作，我们还不知道什么时候才感受到3D动画电影的全新魅力。图丨相信不少热爱电影的读者都对这家传奇电影公司颇为熟悉，上为皮克斯经典片头和工作室最初的标识（来源：互联网）两位皮克斯“前员工”，一场艺术和计算技术的“联姻”在两位获奖者真正缔造前所未有的视觉新景象之前，同样有一段漫长的蛰伏期。Catmull于年在犹他大学获得计算机科学博士学位。他的老师包括计算机图形学之父IvanSutherland和年的图灵奖获得者。在他的博士学位论文中，Catmull介绍了一种可以明确显示弯曲块状物而非多边形的突破性方法，之后延伸出两项新技术：Z缓冲（Z-buffering）——一种处理3D物体深度信息的技术,它对不同物体和同一物体不同部分的当前Z坐标进行记录；以及纹理贴图（texturemapping），即将二维表面纹理包裹在三维对象周围。此后，Catmull还创建了一种通过指定更粗糙的多边形网格来显示光滑表面的新方法。毕业后，他与JimClark合作，后者后来在Catmull-Clark细分曲面上创建了SiliconGraphics和Netscape，该曲面现在是动画和电影特效中使用的出色曲面补丁。Catmull的技术在开发照片级逼真的图形，消除“锯齿”（形状周围的粗糙边缘）方面起着重要作用。而锯齿，正是“古典”计算机图形的象征之一。离开犹他大学后，Catmull成立了NYIT计算机图形实验室，这是美国最早的专业计算机图形实验室之一。即使在那个时候，Catmull也梦想着制作一部基于计算机图形技术的动画电影。年，GeorgeLucas聘请Catmull加入卢卡斯电影公司（LucasFilm），他离自己的梦想又进一步实。在卢卡斯电影公司，Catmull及其同事继续开发3D计算机图形动画的创新，而这个行业仍然被传统的2D技术所主导。年，史蒂夫·乔布斯（SteveJobs）收购了卢卡斯电影公司的计算机动画部门，并将其更名为皮克斯，由Catmull担任总裁。资料显示，虽然一开始，乔布斯是看中的是团队的画图软件和电脑产品，但他最后被团队的动画电影梦深深打动。图丨皮克斯动画帝国背后曾有三位重要人物：计算机科学家EdwinCatmull、动画师JohnLasseter以及富有远见的企业家SteveJobs。（来源：互联网）此次另一位图灵奖得主PatHanrahan，正是Catmull在皮克斯招募的第一批员工之一。Hanrahan于年获得了威斯康星大学麦迪逊分校的生物物理学博士学位，在加入皮克斯之前曾在NYIT计算机图形实验室短暂工作过。Hanrahan与Catmul以及Pixar团队的其他成员一起工作，开发出了一套日后称为“RenderMan”的生产渲染器雏形，并试图将两人在计算机图形上的诸多创新集成到了其中。在皮克斯工作期间，Hanrahan还开发了体积渲染技术，让CGI设计师得以渲染3-D数据集的2D投影。Hanrahan还与另一位合作者MarcLevoy在一篇高引用量的论文中介绍了光场渲染，这种方法可以使观看者感觉他们正在穿越场景、身临其境。年，Hanrahan曾在ACMSIGGRAPH上发表了他的开创性的RenderMan研究。然而，在当时，计算硬件发展到可以使用RenderMan制作类似《玩具总动员》这样的3D动画电影，还需要五年的时间。但在Catmull的领导下，皮克斯还是实现了用RenderMan制作一系列成功的电影，之后公司还将RenderMan授权给其他电影同行。现在，奥斯卡金像奖视觉效果类电影的44部，包括《阿凡达》、《泰坦尼克号》、《美女与野兽》、《指环王》三部曲以及《星球大战》前传，都有RenderMan的身影在。RenderMan仍然是CGI视觉效果的标准工作流程。图丨注定载入电影史册的第一部计算机动画电影《玩具总动员》（来源：《玩具总动员》）年离开皮克斯后，Hanrahan曾在普林斯顿大学和斯坦福大学担任学术职务。从20世纪90年代开始，他和他的学生将RenderMan着色语言（RSL）扩展到在强大的GPU上实时工作，那时GPU才刚刚进入市场。Hanrahan和他的学生开发的GPU编程语言促使了商业版本的开发（包括OpenGL着色语言），这彻底改变了电子游戏行业。当时GPU上广泛使用的各种各样的着色语言，也促使GPU硬件设计师开发出更灵活的架构。这些架构反过来允许GPU在各种计算环境下使用，包括运行高性能计算应用程序的算法，以及在人工智能应用程序的海量数据集上训练机器学习算法。特别是，Hanrahan和他的学生开发了一种用于GPU的语言Brook，最终导致了NVIDIA集成技术CUDA的诞生。Catmull在皮克斯工作了30多年。在他的领导下，这些实验室的数十名研究人员发明了包括图像合成（image