Os homes detrás dos avances
Hai miles de artistas de talento marabillosos que traballan na industria de computación gráfica de hoxe e teñen un gran papel na formación dos xogos que xogamos e as películas que observamos nas obras de arte que son. Pero detrás de cada gran artista digital hai un científico informático que axudou a facer posible o seu traballo.
Nalgúns casos, os científicos foron artistas propios, noutros casos proviñan de disciplinas completamente independentes. O único que ten en común a esta persoa é que empuxaron os compoñentes gráficos de xeito avanzado. Algúns deles estableceron a base moitos anos atrás cando a industria aínda estaba na súa infancia. Outros refinan as técnicas, atopando novas solucións a problemas antigos.
Todos eran pioneros:
01 de 10
Ed Catmull
Mapeo de texturas, anti-alias, superficies de subdivisión, amortiguamento de z
Debido ao status celebrado como un dos fundadores de Pixar Animation Studios, Ed Catmull é probablemente o máis coñecido informático desta lista. Calquera persoa que pasou algún tempo seguindo ou lendo sobre a industria de Gráficos de Computadores seguramente atopou o seu nome unha ou dúas veces, e ata a xente desinteresada no lado técnico de CG pode que o vise aceptar un premio da Academia por realización técnica en 2009.
Ademais de Pixar, as maiores contribucións de Catmull ao campo inclúen a invención do mapeamento de texturas (tentar imaxinar unha industria sen mapeamento de texturas), o desenvolvemento de algoritmos anti-alias, o refinamiento do modelo de superficie de subdivisión e o traballo pioneiro no concepto de Z -abastecimiento (xestión de profundidade).
Ed Catmull foi verdadeiramente un dos primeiros científicos en informática para comezar realmente a preparar as bases para unha moderna industria de gráficos por computadora , e as súas contribucións ao campo son verdadeiramente asombrosas. Actualmente é o presidente de Pixar e Walt Disney Animation Studios.
02 de 10
Jim Blinn
Modelo Blinn-Phong Shader, Mapeamento Bump
Blinn comezou a súa carreira na NASA, onde traballou nas visualizacións para a misión Voyager, pero a súa contribución aos gráficos en computadora veu en 1978 cando revolucionou a forma en que a luz interactúa coas superficies 3D nun ambiente de software. Non só escribiu o modelo Shader Blinn-Phong, que presentou un computacionalmente barato (ou sexa, rápido) forma de computar reflexións superficiais nun modelo 3D , tamén se lle acredita coa invención do mapeo de bump.
03 de 10
Loren Carpenter e Robert Cook
Representación de Reyes
O noso primeiro par, na lista, Carpenter e Cook son inseparables porque publicaron o seu traballo revolucionario como coautores (Ed Catmull tamén contribuíu á investigación). A parella foi fundamental no desenvolvemento da arquitectura fotorrealista de representación de Reyes , que constitúe a base do paquete de software PhotoRealistic RenderMan de éxito monumentalmente realizado por Pixar (PRMan for short).
Reyes, que representa Renders Everything Ever Ever, aínda se usa ampliamente nas configuracións de estudio, máis notablemente en Pixar, pero tamén como un grupo de spinoffs de Reyes normalmente coñecidos como renderizadores compatibles con Renderman. Para estudos máis pequenos e artistas individuais, Reyes foi suplantado por paquetes scanline / raytraining como Mental Ray e VRay.
04 de 10
Ken Perlin
Perlin Noise, Hypertexture, Animación de personaxes en tempo real, Dispositivos de entrada baseados en Stylus
Perlin é outro dos pesos pesados da industria que os logros son de gran alcance e inestimable. Perlin Noise é unha textura procesual popular e escandalosamente versátil (como en, rápida, fácil, sen necesidade de mapa de textura) que vén en prácticamente todos os paquetes de software 3D . Hypertexture: a capacidade de ver cambios nas texturas dun modelo en tempo real, é unha das grandes técnicas de aforro de tempo no conxunto de ferramentas dun artista. Creo que a animación de personaxes en tempo real probablemente fala por si mesma. Dispositivos de entrada baseados en Stylus: intente separar un escultor dixital da súa tablet de confianza Wacom.
Estas son todas as cousas que un artista digital usa cada día que fai arte. Quizais ningún dos avances de Perlin fose tan innovador como dicir, a invención do mapeamento de texturas, pero todos son tan valiosos.
05 de 10
Pat Hanrahan e Henrik Wann Jensen
Dispersión subterránea, cartografía fotónica
Xa vin o Xoguete de estaño de Pixar ou calquera outro intento precoz de representación fotorrealista dun personaxe humano? Alguén mira apagado, non? Isto débese a que a pel humana non é totalmente opaca: en realidade transmite, dispersa ou absorbe unha gran porción da luz que o fai, dándolle á nosa peleda un sutil ton vermello ou rosa onde os vasos sanguíneos están máis preto da superficie. Os primeiros sombreiros de superficie non foron capaces de render este efecto de forma adecuada, facendo que os personaxes humanos apareceron mortos ou como zombies.
A dispersión subsuperfacial (SSS) é unha técnica de sombreado que fai a pel en capas, con cada capa que transmite un ton ambiente diferente baseándose en mapas de profundidade. Esta é a maior contribución de Jensen & Hanrahan ao campo e é fundamental no xeito en que se representan os personaxes humanos. hoxe.
O algoritmo de mapeamento de fotóns só foi escrito por Jensen, e tamén trata sobre a luz que pasa por materiais translúcidos. Especificamente, o mapeamento de fotóns é unha técnica de iluminación global de dous pases que se usa máis comúnmente para simular a luz que pasa a través de vidro, auga ou vapor.
Os dous foron galardonados con premios da Academia en realización técnica polos seus traballos en dispersión subsuperficial.
06 de 10
Arthur Appel e Turner Whitted
Algoritmos Raycasting e Raytraining
Aínda que técnicamente dous avances separados, contámoslles raycasting (Appel 1968) e posteriormente rayado (Whitted 1979) como unha única entrada porque Turner Whitted estaba esencialmente baseándose e adaptando o traballo que Appel fixo moitos anos antes.
Xuntos, os dous punzóns forman a base das máis modernas técnicas de representación e suplantaron os renderizadores de escaneo debido á súa maior capacidade para reproducir con precisión os fenómenos de iluminación natural como o sangrado da cor, a caída de sombra, a refracción, a reflexión ea profundidade do campo. Aínda que os procesadores de raios son altamente precisos, a súa maior desvantaxe sempre foi (e aínda permanece) a súa velocidade e eficiencia. Con todo, con CPU ultra potentes e hardware de gráficos dedicados, isto converteuse en menos un problema.
07 de 10
Paul Debevec
Representación e modelado baseados en imaxes, HDRI
Debido aos seus avances, Paul Debevec é o único responsable de decenas de miles de mal aconsellados "automóbiles futuristas sentados nun cuarto branco e baleiro aínda que reflicten un ambiente completo". Pero tamén é responsable de simplificar o fluxo de traballo de centos de especialistas en visualización ambiental, automotriz e arquitectónica.
O renderizado baseado en imaxes permite usar unha imaxe HDRI (unha imaxe panorámica de 360 graos dun ambiente) para xerar mapas de luz para unha escena en 3D. A xeración de mapas lixeiros desde un verdadeiro mundo significa que os artistas xa non necesitan pasar horas colocando luces e caixas de reflectores nunha escena 3D para obter unha interpretación respectable.
O seu traballo en modelado baseado en imaxes permite a xeración dun modelo 3D a partir dunha colección de imaxes fixas. Estas técnicas foron utilizadas inicialmente en The Matrix e foron implementadas en decenas de películas desde entón.
08 de 10
Krishnamurthy & Levoy
Mapeamento normal
Onde comezar con estes dous. A súa obra só pode consistir nun avance único, pero era un neno grande. O mapeo normal está baseado na idea de que é posible encaixar unha malla altamente detallada (con millóns de polígonos) a unha gaiola poligonal de baixa resolución en función da normalidade do modelo.
Isto pode non soar moito se está a proceder dun fondo de efectos visuais onde non é descoñecido dedicar ata 80 horas de procesador de tempo a un só cadro de película. Basta con obter un almacén cheo de ordenadores e forza bruta, pode dicir.
Pero que tal na industria dos videojuegos onde hai que renderizar ambientes enteiros 60 veces por segundo? A capacidade de "hornear" ambientes de xogo altamente detallados con millóns de polígonos nunha malla de poliéster en tempo real é case o único motivo polo que os xogos de hoxe vense tan ben. Gears of War sen cartografía normal? Non é unha oportunidade.
09 de 10
Ofer Alon & Jack Rimokh
Fundada Pixologic, creou ZBrush
Case uns dez anos, estes mozos sacudiron a industria cando fundaron Pixologic e introduciron a revolucionaria aplicación de modelos, ZBrush. Comezaron de maneira solteira na época do escultor digital, e con el chegaron centos de modelos tridimensionais e grandemente detallados, impecablemente texturizados, como o mundo nunca vira.
Usado en conxunto con mapeamento normal, ZBrush (e software similar como Mudbox construído nos mesmos conceptos) cambiou a forma en que os modeladores funcionan. En lugar de esforzarse polo fluxo de bordos e topoloxía , agora é posible esculpir un modelo 3D coma se fose unha peza de arxila dixital con pouca necesidade de colocar o vértice polígonos.
En nome dos modeladores en todas partes, grazas a Pixologic. Grazas.
10 de 10
William Reeves
Algoritmo de desenfoque de movemento
Reeves é un deses mozos que usaron case todos os sombreiros que pode imaxinar na industria de computación gráfica. Traballou como director técnico no curto cortometraje Luxo Jr. de John Lasseter (o nacemento da lámpada de Pixar) e desempeñou un papel principal en once filmes. As súas contribucións adoitan estar en posicións técnicas, pero de cando en vez prestou o seu talento como modelo e ata como animador.
O seu maior logro técnico, eo verdadeiro motivo polo que está nesta lista, é o desenvolvemento do primeiro algoritmo para emular con éxito o desenfoque de movemento en animación por computadora.
Máis información sobre a impresión 3D.