Պիոներներ 3D համակարգչային գրաֆիկայի մեջ

Տղամարդիկ առաջ են քաշում

Կան հազարավոր հրաշալի տաղանդավոր արվեստագետներ, որոնք աշխատում են այսօրվա համակարգչային գրաֆիկայի ոլորտում, եւ նրանք մեծ դերակատարություն ունեն մեր խաղերը եւ ֆիլմերը դիտելու արվեստի ստեղծագործությունների մեջ, որոնք նրանք են: Բայց ամեն մեծ թվային արվեստագետի ետեւում համակարգչային գիտնական է, որն օգնեց նրանց աշխատանքը հնարավոր դարձնել:

Որոշ դեպքերում գիտնականներն արվեստագետներ էին, մյուս դեպքերում, նրանք եկել էին ամբողջությամբ ոչ մի առարկայական առարկաներից: Միակ բանը, որ այս ցուցակում յուրաքանչյուր անձ ընդհանուր է, այն է, որ նրանք ինչ-որ կերպ առաջ են շարժվել համակարգչային գրաֆիկայի առաջ: Նրանցից ոմանք բազում տարիներ առաջ հիմք են դրել, երբ արդյունաբերությունը դեռեւս իր մանկության մեջ էր: Ոմանք էլ հստակեցրին տեխնիկան, հին խնդիրների լուծման նոր լուծումներ գտնելու համար:

Նրանք բոլորը ռահվիրաներ էին.

01-ից 10-ը

Էդ Քաթմլլ

Թոդ Ուիլյամսոնը / աջակցող / Getty Images

Հյուսվածքների քարտեզագրումը, Anti-aliasing, Subdivision Surfaces, Z-Buffering

Նշված կարգավիճակով, Pixar Animation Studios- ի համահիմնադիրներից է, Ed Catmull- ը, հավանաբար, այս ցուցակում ամենից հայտնի համակարգչային գիտնականն է: Յուրաքանչյուր ոք, ով ծախսել է ժամանակի ընթացքում կամ կարդալով համակարգչային գրաֆիկայի ոլորտի մասին, գրեթե մեկ անգամ կամ երկու անգամ անընդմեջ հանդիպում է իր անունը, եւ նույնիսկ CG- ի տեխնիկական կողմում հետաքրքրված անհատները կարող են նրան տեսնել, որ 2009 թ.

Բացի Pixar- ից, Catmull- ի բնագավառում ամենամեծ ներդրումները ներառում են հյուսվածքների քարտեզագրման գյուտը (փորձեք պատկերացնել արդյունաբերություն առանց հյուսվածքների քարտեզագրման), հակաօլիմպիական ալգորիթմների մշակում, ստորաբաժանումների մակերեսային մոդելավորման հստակեցում եւ Z գաղափարի վրա պիոներային աշխատանք: - թուփացում (խորության կառավարում):

Ed Catmull իսկապես առաջին համակարգչային գիտնականներից մեկն էր, որ իսկապես սկսում է հիմք դնել ժամանակակից համակարգչային գրաֆիկայի ոլորտի համար , եւ նրա ներդրումը դաշտում իսկապես հիանալի է: Նա ներկայումս գործում է թե Pixar եւ Walt Disney Animation Studios- ի նախագահ:

02-ից 10-ը

Ջիմ Բլինին

Վիքիպեդիա

Blinn-Phong Shader մոդելը, Bump քարտեզագրում

Բլինն իր կարիերան սկսել է NASA- ում, որտեղ աշխատել է Վոյաջերի առաքելության համար, սակայն նրա ներդրումը համակարգչային գրաֆիկայի համար 1978-ին է, երբ հեղափոխել է ծրագրային ապահովման միջավայրում 3D մակերեսների փոխազդեցությունը: Նա ոչ միայն գրեց Բլինին-Փունջի ստվերային մոդելը, որը ներկայացրեց 3D մոդելի վրա հաշվարկային մակերեսային պատկերացումների հաշվարկային էժան (այսինքն `արագ) եղանակը, այն նաեւ հաշվի է առնում գունավոր քարտեզագրման գյուտը:

03-ից 10-ը

Լորան Կարպենթերը եւ Ռոբերտ Քուքը

Photoshot / օժանդակող / Getty Images

Ռեյես Ռենդերինգ

Մեր առաջին զույգը, ցուցակի վրա, Կարպիս եւ Քուքը անբաժանելի են, քանի որ նրանք հրատարակել են իրենց նորարարական աշխատանքը որպես համահեղինակներ (Ed Catmull- ը նաեւ նպաստել է հետազոտությանը): Զույգը նպաստում էր ֆոտոռեալիստական Reyes- ի մշակման ճարտարապետության զարգացմանը , որը հիմք է հանդիսանում Pixar- ի հուշարձանների վրա հիմնված PhotoRealistic RenderMan ծրագրային փաթեթի հիմքը (PRMan համար կարճ):

Ռեյեսը, որը հանդես է գալիս Renders Everything տեսել ամեն ինչ, դեռեւս լայնորեն կիրառվում է ստուդիայի կարգավորումներով, առավել եւս, Pixar- ում, այլեւ որպես Ռեյդերների համադրող ռեյեսսների կոչվող ռեսուրսների կլաստեր: Ավելի փոքր ստուդիաներում եւ անհատական ​​արվեստագետների համար, Ռեյեսը հիմնականում ապամոնտաժվել է Mental Ray- ի եւ VRay- ի սցենարային / ռեյտակտաժային փաթեթներով:

04-ից 10-ը

Քեն Պերլին

Սլավեն Վլասիչ / Stringer / Getty Images

Պերլինի աղմուկը, հիպերտեքստը, իրական ժամանակի կերպարների անիմացիան, ստիլուսային ելքային սարքերը

Պերլինը այն ոլորտներից մեկի մյուս ծանրորդներից է, ովքեր ձեռքբերումներն ունեն շատ հեռու եւ անգնահատելի: Perlin Noise- ը հայտնի եւ ցնցող բազմակողմանի ընթացակարգային հյուսվածք է (ինչպես, արագ, հեշտ, ոչ հյուսվածք քարտեզի պահանջվող), որը ստանդարտ է գալիս գրեթե յուրաքանչյուր 3D ծրագրային փաթեթում : Hypertexture- ի մոդելի հյուսվածքների փոփոխությունները իրական ժամանակում դիտելու ունակությունը ժամանակի խնայողության տեխնիկներից մեկն է արվեստագետի գործիքների մեջ: Կարծում եմ, իրական ժամանակի կերպարների անիմացիան հավանաբար խոսում է իր համար: Stylus- ի վրա հիմնված մուտքային սարքերը, փորձեք թվային քանդակագործի իրենց վստահելի Wacom պլանշետից բաժանելը:

Սրանք բոլոր այն բաներն են, որ թվային նկարիչը օգտագործում է ամեն օր, որ նա արվեստ է դարձնում: Հնարավոր է, որ Պերլինի առաջընթացը ոչ մի նորարարություն չէր, ինչպես ասում էր `հյուսվածքների քարտեզագրման գյուտը, բայց դրանք ամեն մի արժեքավոր արժեք են:

05-ից 10-ը

Pat Hanrahan & Henrik Wann Jensen- ը

Վալերի Մաքոն / Stringer / Getty Images

Ստորերկրյա ցրվածություն, Ֆոտոն քարտեզագրում

Երբեւէ տեսել Pixar- ի Tin Toy, կամ որեւէ այլ նախնական փորձ ֆոտոռեպորտաժ մարդկային բնույթի. Մի բան նայում է, ճիշտ է: Դա այն է, որ մարդու մաշկը լիովին անփառունակ է, իրականում փոխանցում է, ցրվում կամ ներծծում լույսի մեծ մասը, որը հարվածում է այն, մեր մաշկը տալիս է նուրբ կարմիր կամ վարդագույն հյուսվածք, որտեղ արյան անոթները մոտ են մակերեսին: Մակերեւութային շերտերները անկարող էին այդ ազդեցությունը պատշաճ կերպով մատուցել, պատճառելով մարդու նիշերը մեռած կամ zombie- ի նման:

Ենթակառուցվածքի ցրվածությունը (SSS) շերտավորման տեխնիկան է, որը մաշկը շերտերի մեջ է տալիս, յուրաքանչյուր շերտը, խորքային քարտեզների հիման վրա փոխանցող տարբեր շերտերի միջոցով, սա Jensen & Hanrahan- ի ոլորտում ամենամեծ ներդրումն է, եւ այն գործիք է, այսօր:

Ֆոտոնի քարտեզագրման ալգորիթմը գրվել է միայն Յենսենի կողմից, եւ նմանվում է նաեւ կիսաթափանցիկ նյութերի միջոցով անցնող լույսի հետ: Մասնավորապես, ֆոտոնների քարտեզագրումը սովորաբար օգտագործվում է երկկողմանի լուսավորման տեխնիկան, որը սովորաբար օգտագործվում է ապակու, ջրի կամ գոլորշի միջոցով անցնող լույսի մոդելները:

Դրանցից երկուսը հանձնվեցին ակադեմիայի մրցանակներ տեխնիկական առաջադիմության համար `իրենց երկրային սփռման աշխատանքների համար:

06-ից 10-ը

Արթուր Ափել եւ Թերներ Ուիթտտ

Վիքիպեդիա

Raycasting & Raytracing ալգորիթմներ

Չնայած տեխնիկապես երկու առանձին առաջընթաց, հաշվի ենք առնում raycasting- ը (Appel 1968) եւ հետագայում լուսավորողը (Whitted 1979) որպես միասնական գրանցում, քանի որ Turner Whitted- ը հիմնականում կառուցում եւ հարմարեցում է այն աշխատանքը, որը Appel- ը արել է շատ տարիներ առաջ:

Միասին երկու դակիչը կազմում է առավել ժամանակակից մատուցման տեխնիկայի հիմքը եւ զսպում է սկանավորող ցուցիչներին, քանի որ նրանց ավելի մեծ հնարավորություն է ճշգրիտ վերարտադրելու բնական լուսավորող երեւույթները, ինչպիսիք են գունավոր արյունահոսությունը, ստվերային անկումը, վերգռումը, արտացոլումը եւ դաշտի խորությունը: Թեեւ raytracing renderers- ն շատ ճշգրիտ են, նրանց մեծագույն թերությունները միշտ եղել են (եւ մնում) իրենց արագությունը եւ արդյունավետությունը: Սակայն այսօրվա ծայրահեղ հզոր պրոցեսորներով եւ հատուկ գրաֆիկայի ապարատով, սա դարձել է ոչ պակաս խնդիր:

07-ից 10-ը

Պոլ Դեբեվեկը

Max Morse / Stringer / Getty Images

Image Based Rendering & Modeling- ը, HDRI- ն

Իր ելույթների պատճառով Պոլ Debevec- ն բացառապես պատասխանատու է տասնյակ հազարավոր անբարեխիղճ «ֆուտուրիստական ​​մեքենայի համար, որը նստած է դատարկ սպիտակ սենյակում, բայց դեռեւս արտացոլում է լիարժեք միջավայր» պատկերներ: Բայց նա նաեւ պատասխանատու է հարյուրավոր բնապահպանական, ավտոմոբիլային եւ ճարտարապետական ​​արտացոլման մասնագետների աշխատանքների պարզեցման համար:

Պատկերի վրա հիմնված մատչելիությունը հնարավորություն է տալիս օգտագործել HDRI- ի պատկերը (360 աստիճանի միջավայրի panoramic image), 3D տեսարանների լուսային քարտեզներ ստեղծելու համար: Լույսի քարտեզներ ստեղծելու իրական աշխարհից, նշանակում է, որ արվեստագետները այլեւս կարիք չունեն ժամացույցի տեղադրման լույսերը եւ ռեֆլեկտորային արկղերը 3D պատկերում, որպեսզի արժանապատիվ տեսք ունենան:

Պատկերի վրա հիմնված մոդելավորման աշխատանքը թույլ է տալիս եռաչափ պատկերների հավաքածուի 3D մոդելի ստեղծմանը `այդ տեխնիկան սկզբնապես օգտագործվել է The Matrix- ում եւ այն ժամանակից ի վեր իրականացվել է տասնյակ ֆիլմերում:

08-ից 10-ը

Կրիշնայուրի եւ Լեւոյ

Ստենֆորդի համալսարան

Նորմալ քարտեզագրում

Որտեղ է սկսվել այս երկու: Նրանց աշխատանքը կարող է միայն մեկ բեկումից բաղկացած լինել, բայց տղան այն մեծն էր: Normal mapping- ը կառուցված է այն գաղափարի հիման վրա, որ հնարավոր է տեղավորել բարձրորակ ցանց (միլիոնավոր բազմաբեւեռներ) `մոդելի մակերեսային նորմերի հիման վրա ցածր լուծման բազմաշերտ վանդակի վրա:

Դա, կարծես, այնքան էլ չի հնչում, եթե դուք գալիս է տեսողական ազդեցություններից, որտեղ չես լսել ֆիլմի մեկ շրջանակի համար մինչեւ 80 պրոցեսոր ժամ տալու ժամանակը: Պարզապես ձեռք բերեք համակարգիչներով համալրված պահեստ եւ ուժգին ուժ կիրառեք, կարող եք ասել:

Բայց ինչ վերաբերում է խաղերի ոլորտին, որտեղ ամբողջ միջավայրը պետք է կատարվի յուրաքանչյուր անգամ 60 անգամ: Միակ միլիոնավոր պոլիգոնների հետ «թխելու» բարձր մակարդակով խաղային միջավայրի ունակությունը շատ ցածր-պես իրական ժամանակի ցանցում բավականին շատ է, որ այսօրվա խաղերը այնքան լավ են նայում: Զինված ուժեր, առանց նորմալ քարտեզագրման: Ոչ մի հնարավորություն:

09-ից 10-ը

Օֆեր Ալոն եւ Ջեկ Ռիմոխ

Jason LaVeris / օժանդակող / Getty Images

Հիմնադրված Pixologic, ստեղծել ZBrush

Արդեն մոտ տաս տարի առաջ այս տղաները սթրես են արդյունաբերությունը, երբ ստեղծեցին Pixologic- ը եւ ներկայացրեց հեղափոխական մոդելավորման դիմումը, ZBrush- ը: Նրանք անհատապես կիրառվել են թվային քանդակագործության դարաշրջանում, եւ դրա հետ հարյուրավոր ֆանտաստիկորեն մանրամասն, անթերի հյուսված, օրգանական 3D մոդելներ, ինչպես աշխարհը երբեք չի տեսել:

Օգտագործվում է նորմալ քարտեզագրման հետ համատեղ, ZBrush- ը (եւ նմանատիպ ծրագրեր, ինչպիսիք են Mudbox- ը նույն կոնցեպցիաների վրա կառուցված), փոխել է մոդերատորների աշխատանքը: Եռաչափ հոսքի եւ տոպոլոգիայի վրա աշխատելու փոխարեն այժմ հնարավոր է 3D մոդել քանդել, ինչպես դա թվային կավի մի կտոր է, պակաս հողի օղակով բազմաբնակարանների տեղադրումը:

Բոլոր մոդերատորների անունից, շնորհակալություն Pixologic. Շնորհակալություն.

10-ից 10-ը

Ուիլյամ Ռիվեսը

Ալբերտո Ռոդրիգես / Աշխատակազմ / Getty Images

Motion Blur ալգորիթմը

Reeves- ն այն տղաներից մեկն է, որը մազած է միայն գլխարկի մասին, որը կարող եք պատկերացնել համակարգչային գրաֆիկայի ոլորտում: Նա աշխատել է որպես Ջոն Լասթերի հեղինակային « Luxo Jr» կարճամետրաժ ֆիլմում (Pixar լամպի ծնունդը) տեխնիկական տնօրեն եւ տասնմեկ գեղարվեստական ​​ֆիլմերում մեծ դերեր է խաղացել: Նրա ներդրումները սովորաբար եղել են տեխնիկական դիրքերում, բայց նա երբեմն տաղանդներ է տալիս որպես մոդելավորող, եւ նույնիսկ որպես անիմատոր:

Նրա ամենամեծ տեխնիկական ձեռքբերումը եւ այդ ցուցակի իրական պատճառը հանդիսանում է առաջին ալգորիթմը, որը հաջողությամբ արտացոլում է համակարգչային անիմացիայի շարժման բլուրը:

Իմացեք 3D տպագրության մասին: