Det er tusenvis av fantastiske talentfulle artister som arbeider i dagens datagrafikkindustri, og de har en stor rolle i å forme spillene vi spiller og filmene vi ser på kunstverkene som de er. Men bak hver stor digital kunstner er en datavitenskapsmann som bidro til å gjøre sitt arbeid mulig.
I enkelte tilfeller var forskerne kunstnere selv, i andre kom de fra helt uavhengige disipliner. Den eneste tingen som hver person på denne listen har til felles, er at de presset datagrafikk fremover på en eller annen måte. Noen av dem la grunnlaget for mange år siden da industrien fortsatt var i sin barndom. Andre raffinerte teknikkene, finne nye løsninger på gamle problemer.
De var alle pionerer:
01 av 10Ed Catmull
Tekstur kartlegging, Anti-aliasing, Inndeling Surfaces, Z-Buffering
På grunn av sin berømte status som en av medstifterne av Pixar Animation Studios, er Ed Catmull trolig den mest kjente datavitenskaperen på denne listen. Alle som har brukt mye tid på å følge eller lese om Computer Graphics-bransjen, har nesten sikkert kommet over navnet hans en eller to ganger, og selv folk som ikke er interessert i CGs tekniske side, kan ha sett ham akseptere en Oscar for teknisk prestasjon i 2009.
Bortsett fra Pixar, inkluderer Catmull største bidrag til feltet oppfinnelsen av tekstur kartlegging (prøv å forestille seg en industri uten tekstur kartlegging), utviklingen av anti-aliasing algoritmer, forfining av underdelings overflate modellering og banebrytende arbeid på begrepet Z -buffering (dybdehåndtering).
Ed Catmull var virkelig en av de første datavitenskaperne som virkelig begynte å legge grunnlaget for en moderne datagrafikkindustri, og hans bidrag til feltet er virkelig svimlende. Han fungerer for øyeblikket som president for både Pixar og Walt Disney Animation Studios.
Jim Blinn
Blinn-Phong Shader Modell, Bump Mapping
Blinn startet sin karriere på NASA, hvor han jobbet med visualiseringer for Voyager-oppdraget, men hans bidrag til datagrafikk kom i 1978 da han revolusjonerte måten lyset interagerer med 3D-overflater i et programvare miljø. Ikke bare skrev han Blinn-Phong-skyggemodellen, som presenterte en beregningsmessig billig (dvs. rask) måte å beregne overflaterefleksjoner på en 3D-modell på, og han krediteres også med oppfinnelsen av bump-kartlegging.
03 av 10Loren Carpenter & Robert Cook
Reyes Rendering
Vårt første par på listen, Carpenter og Cook er uatskillelige fordi de publiserte sitt banebrytende arbeid som medforfattere (Ed Catmull bidro også til forskningen). Paret var medvirkende til utviklingen av fotorealistisk Reyes rendering arkitektur, som danner grunnlaget for Pixars monumentalt vellykkede PhotoRealistic RenderMan programvarepakke (PRMan for kort).
Reyes, som står for Gjør alt du noensinne har sett, er fortsatt mye brukt i studioinnstillinger, særlig på Pixar, men også som en klynge av Reyes spinoffs, som vanligvis kalles Renderman-kompatible renderers. For mindre studioer og individuelle artister har Reyes for det meste blitt erstattet av scanline / raytracing-pakker som Mental Ray og VRay.
04 av 10Ken Perlin
Perlin Noise, Hypertexture, Real Time Character Animation, Stylus-baserte Input Devices
Perlin er en annen av de bransjens tungvekter som prestasjoner er vidtgående og uvurderlig. Perlin Noise er en populær og sjokkerende allsidig prosessor tekstur (som i, rask, enkel, ingen tekstur-kart kreves) som kommer i standard i nesten alle 3D-programvarepakker. Hypertexture-muligheten til å vise endringer i modellens teksturer i sanntid-er en av de store tidsbesparende teknikkene i en kunstneres verktøysett. Jeg tror sanntids tegn animasjon sannsynligvis taler for seg selv. Stylus-baserte Input Devices-prøv å skille en digital skulptør fra deres pålitelige Wacom-nettbrett.
Dette er alle ting som en digital kunstner bruker hver eneste dag som han eller hun gjør kunst. Kanskje ingen av Perls fremskritt var like banebrytende som sagt, oppfinnelsen av tekstur-kartlegging, men de er like verdifulle.
05 av 10Pat Hanrahan & Henrik Wann Jensen
Subsurface Spredning, Photon Mapping
Noen gang sett Pixar Tin Toy eller noe annet tidlig forsøk på fotrealistisk gjengivelse av menneskelig karakter? Noe ser ut, ikke sant? Det er fordi menneskelig hud ikke er helt ugjennomsiktig, den overfører, sprer eller absorberer en stor del av lyset som slår det, noe som gir huden vår en subtil rød eller rosa nyanse der blodkarene ligger nærmere overflaten. Tidlige overfladeskader var ikke i stand til å gjengi denne effekten på riktig måte, og forårsaker at menneskelige tegn vises døde eller zombielignende.
Subsurface Scattering (SSS) er en skyggeteknikk som gjør huden i lag, hvor hvert lag overfører en annen omgivende nyanse basert på dybdekart. Dette er Jensen & Hanrahans største bidrag til feltet, og det er instrumental i måten menneskelige tegn gjengis i dag.
Photon mapping algoritmen ble skrevet av Jensen alene og lignende avtaler med lys som passerer gjennom gjennomskinnelige materialer. Spesielt er foton kartlegging en to-pass global belysningsteknikk som brukes mest til å simulere lys som passerer gjennom glass, vann eller damp.
De to var Awarded Academy Awards i teknisk prestasjon for sitt arbeid med undergrunnsspredning.
06 av 10Arthur Appel & Turner Whitted
Raycasting og Raytracing Algorithms
Selv om det er teknisk to separate gjennombrudd, teller vi raykasting (Appel 1968) og senere raytracing (Whitted 1979) som en enkeltoppføring fordi Turner Whitted i hovedsak bygger på og tilpasser arbeidet som Apple hadde gjort mange år før.
Sammen danner den en-to slag grunnlaget for de mest moderne gjengitteknikker, og har erstattet scanline-renderere på grunn av deres større evne til å nøyaktig gjengi naturlampefenomen som fargeblødning, skyggefall, refraksjon, refleksjon og dybdeskarphet. Selv om raytracing renderers er svært nøyaktige, har deres største ulempe alltid vært (og fortsatt) deres fart og effektivitet. Men med dagens ultra kraftige CPUer og dedikert grafikk maskinvare, har dette blitt mindre et problem.
07 av 10Paul Debevec
Image-Based Rendering & Modeling, HDRI
På grunn av hans gjennombrudd er Paul Debevec eneansvarlig ansvarlig for titusenvis av uoppfordret "futuristisk bil som sitter i et tomt hvitt rom, men fortsatt reflekterer et fullstendig miljø" -bilder. Men han er også ansvarlig for å forenkle arbeidsflyten fra hundrevis av miljø-, bil- og arkitektoniske visualiseringsspesialister.
Bildebasert gjengivelse gjør det mulig å bruke et HDRI-bilde (et 360 graders panoramabilde av et miljø) for å generere lyskort for en 3D-scene. Generering av lyskart fra en sannverdi vista betyr at kunstnere ikke lenger trenger å tilbringe timer å plassere lys og reflektorbokser i en 3D-scene for å få en respektabel gjengivelse.
Hans arbeid med bildebasert modellering gjør det mulig å generere en 3D-modell fra en samling stillbilder - disse teknikkene ble først brukt på Matrisen, og har blitt implementert i dusinvis av filmer siden da.
08 av 10Krishnamurthy & Levoy
Normal kartlegging
Hvor skal du begynne med disse to. Deres oeuvre kan bare bestå av et enkelt gjennombrudd, men gutten var den store. Normal kartlegging er bygget på ideen om at det er mulig å passe et svært detaljert mesh (med millioner av polygoner) til en polygonal bur med lav oppløsning basert på modellens overflate normaler.
Det høres kanskje ikke så mye ut hvis du kommer fra en visuell effektbakgrunn der det ikke er uhøflig å bruke opptil 80 CPU-timer til å gjengi tid til en enkelt filmramme. Bare få et lager fullt av datamaskiner og brute force det, kan du si.
Men hva med spillbransjen der hele miljøet må gjengis 60 ganger hvert sekund? Evnen til å "bake" svært detaljerte spillmiljøer med millioner av polygoner i et lavpoly sanntidsnett er ganske mye den eneste grunnen til at dagens spill ser så darn godt ut. Gears of War uten normal kartlegging? Ikke en sjanse.
09 av 10
Ofer Alon & Jack Rimokh
Grunnlagt Pixologic, opprettet ZBrush
For omtrent ti år siden ropte disse gutta industrien da de grunnla Pixologic og introduserte det revolusjonerende modelleringsprogrammet ZBrush. De foreslo enkelt i den digitale skulptørens epoke, og med det kom hundrevis av utrolig detaljerte, uklanderlig teksturerte, organiske 3D-modeller som verden aldri hadde sett.
Brukt i forbindelse med normal kartlegging, har ZBrush (og lignende programvare som Mudbox bygget på de samme konseptene) endret måten modellere jobber. I stedet for å arbeide over kanten-flow og topologi, er det nå mulig å skape en 3D-modell som det er et stykke digital leire med lite behov for å plassere polygons vertex med vertex.
På vegne av modellere overalt, takk Pixologic. Takk skal du ha.
10 av 10William Reeves
Motion Blur-algoritme
Reeves er en av de gutta som har slitt nesten hver hatt du kan forestille deg i grafikkindustrien. Han jobbet som teknisk direktør på John Lasseter's seminal Luxo Jr. kortfilm (Pixar lampens fødsel) og har spilt store roller i elleve spillefilmer. Hans bidrag har vanligvis vært i tekniske stillinger, men han har til tider lånt sine talenter som modellør, og til og med en gang som animator.
Hans største tekniske prestasjon og den virkelige grunnen til at han er på denne listen, er å utvikle den første algoritmen til å etterligne bevegelsesskarphet i datamaskinanimasjon.
