Panaratas dina 3D grafik Komputer

Gedong Tukangeun Breakthroughs

Aya rébuan seniman wonderfully Sarbini gawe di industri grafik komputer dinten ieu, sarta maranéhna boga peran badag dina shaping kaulinan urang maénkeun jeung film urang lalajo kana karya seni anu sipatna. Tapi balik unggal artis digital hébat nyaéta élmuwan komputer nu mantuan nyieun karya maranéhanana mungkin.

Dina sababaraha kasus, élmuwan éta seniman sorangan, dina kasus séjén maranéhna datang ti disiplin lengkep séjén nu teu patali. Hiji hal anu unggal jalma dina daptar ieu boga di umum nyaeta aranjeunna kadorong grafik komputer maju sababaraha cara. Sababaraha di antarana diteundeun dadasar nu loba sababaraha taun ka pengker lamun industri éta kénéh dina infancy na. Batur disampurnakeun téknik, nyungsi solusi anyar pikeun masalah heubeul.

Maranéhanana kabéh panaratas:

01 10

Ed Catmull

Todd Williamson / pangdeudeul / Getty Gambar

Tékstur Mapping, Anti aliasing, Subdivision surfaces, Z-Buffering

Kusabab status sohor minangka salah sahiji ko-pendiri Pixar animasi Studios, Ed Catmull ieu meureun nu élmuwan komputer pang alusna-dipikawanoh dina daptar ieu. Saha anu keur spent Jumlah salah sahiji waktu di handap atawa maca ngeunaan industry Komputer grafik geus ampir pasti datang di sakuliah ngaranna sakali atawa dua kali, komo folks uninterested di sisi teknis ngeunaan CG mungkin geus katempo anjeunna nampa hiji Academy Award pikeun prestasi teknis dina 2009.

Kumisan ti Pixar, kontribusi greatest Catmull urang ka lapang kaasup penemuan tékstur pemetaan (coba mun ngabayangkeun hiji industri tanpa pemetaan tékstur), ngembangkeun algoritma anti aliasing, anu Perbaikan tina modeling permukaan subdivision, sarta karya pioneering kana konsep Z -buffering (manajemén jero).

Ed Catmull éta sabenerna salah sahiji ilmuwan komputer pangheulana bener dimimitian peletakan dadasar pikeun hiji industri grafik komputer modern , sarta kontribusi pikeun sawah anu sabenerna staggering. Anjeunna ayeuna akting presiden duanana Pixar na Walt Disney animasi Studios.

02 10

Jim Blinn

Wikimedia Commons

Blinn-Phong Shader Modél, nabrak Mapping

Blinn ngamimitian karirna di NASA, dimana anjeunna dikeureuyeuh visualizations keur misi Voyager, kumaha kontribusi pikeun grafik komputer sumping taun 1978 nalika anjeunna revolutionized lampu jalan dilibetkeun ku surfaces 3D di lingkungan software. Henteu ngan teu anjeunna nulis Blinn-Phong modél shader, nu dibere hiji komputasi murah (ie gancang) cara komputasi reflections permukaan dina modél 3D , anjeunna ogé credited jeung penemuan pemetaan nabrak.

03 10

Loren Carpenter & Robert Cook

Photoshot / pangdeudeul / Getty Gambar

Reyes Rendering

pasangan munggaran urang, kana daptar, Carpenter na Cook aya leupas lantaran diterbitkeun karya groundbreaking maranéhanana salaku co-pangarang (Ed Catmull ogé nyumbang ka panalungtikan). Pasangan ieu instrumental di ngembangkeun tina Reyes photorealistic arsitéktur ngajadikeun , anu ngabentuk dasar monumentally suksés pakét software PhotoRealistic RenderMan Pixar urang (PRMan pikeun pondok).

Reyes, nu nangtung pikeun renders Sagala Anjeun Pernah Saw, ieu masih loba dipaké dina setélan studio, utamana di Pixar, tapi ogé salaku gugusan Reyes spinoffs ilaharna disebut renderers Renderman-patuh. Pikeun studio leutik sarta seniman individual, Reyes geus lolobana geus supplanted ku bungkusan scanline / raytracing kawas Mental Ray na VRay.

04 10

Ken Perlin

Slaven Vlasic / Stringer / Getty Gambar

Perlin Noise, Hypertexture, Real-Time Aksara animasi, Alat Input stylus Dumasar

Perlin geus lain hiji jalma Heavyweights industri anu Éta prestasi anu tebih ngahontal na invaluable. Perlin Noise mangrupakeun tékstur prosedural populér tur shockingly serbaguna (saperti dina, gancang, gampang, teu tékstur-peta diperlukeun) nu asalna baku dina ampir unggal pakét software 3D . Hypertexture-kamampuh pikeun nempo parobahan textures model di real time-mangrupakeun salah sahiji téhnik hébat nyimpen waktos di toolset artis urang. Jigana real-time karakter animasi meureun speaks keur sorangan. Stylus Dumasar Input Alat-coba misahkeun hiji sculptor digital ti tablet Wacom trusty maranéhanana.

Ieu sagala hal anu mangrupa artis digital migunakeun unggal poé tunggal éta anjeunna atanapi manehna ngajadikeun seni. Sugan euweuh kamajuan Perlin urang éta salaku groundbreaking sakumaha ngomong, penemuan tékstur-pemetaan, tapi maranéhna geus unggal bit saperti berharga.

05 10

Pat Hanrahan & Henrik Wann Jensen

Valerie Macon / Stringer / Getty Gambar

Sahandapeun taneuh Scattering, foton Mapping

Kungsi katempo Pixar urang Tin kaulinan, atawa naon baé usaha mimiti lianna di Rendering poto-realistis tina karakter manusa? Hal Sigana off, katuhu? Éta alatan kulitna manusa teu sagemblengna opak-eta sabenerna transmits, scatters, atawa absorbs nyangkokkeun badag tina lampu nu panarajangan éta, mere kulit urang anu hue beureum atanapi pink halus mana pembuluh darah anu ngadeukeutan ka beungeut cai. shaders beungeut mimiti éta henteu mampuh pikeun alih éfék ieu leres, ngabalukarkeun karakter manusa pikeun némbongan maot atanapi zombie-kawas.

Sahandapeun taneuh Scattering (SSS) nyaeta teknik shading yén renders kulit di lapisan, kalawan unggal lapisan ngalirkeun a hue ambient béda dumasar kana jero-peta-ieu Jensen & Hanrahan urang kontribusi greatest ka lapang, sarta éta instrumental di jalan karakter manusa anu rendered kiwari.

Algoritma pemetaan foton ieu ditulis ku Jensen nyalira, sareng kitu ngurus lulus lampu ngaliwatan bahan tembus. Husus, pemetaan foton nyaéta téhnik katerangan global dua-pass dipaké ilaharna mun simulate lampu ngaliwatan kaca, cai, atawa uap.

Dua anu dileler panghargaan Akademi dina prestasi teknis pikeun karya maranéhanana dina scattering sahandapeun taneuh.

06 10

Arthur Appel & Turner Whitted

Wikimedia Commons

Raycasting & Raytracing Algoritma

Sanajan téhnisna dua breakthroughs misah, urang nuju cacah raycasting (Appel 1968) jeung engké raytracing (Whitted 1979) salaku Éntri tunggal lantaran Turner Whitted ieu dasarna gedong on na adapting karya anu sempet dipigawé Appel sababaraha taun saméméh.

Kalawan babarengan, hiji dua punch wangun dasar tina téknik Rendering paling modern, sarta gaduh renderers scanline supplanted kusabab pangabisa maranéhanana gede mun akurat baranahan fenomena cahaya alam kawas getihan warna, kalangkang falloff, réfraksi, refleksi, sarta jero lapangan. Sanajan raytracing renderers anu kacida akurat, disadvantage greatest maranéhna geus salawasna geus (jeung masih tetep) speed na efisiensi maranéhanana. Sanajan kalayan dinten ieu CPUs ultra-kuat sarta grafik dedicated hardware, ieu geus jadi kirang hiji masalah.

07 10

Paul Debevec

Max Morse / Stringer / Getty Gambar

Gambar Based Rendering & modeling, HDRI

Kusabab breakthroughs Na, Paul Debevec nyaeta solely jawab puluhan rébu tina gering-disarankan "mobil futuristik linggih di hiji kamar bodas kosong tapi masih reflecting lingkungan pinuh" Gambar. Tapi anjeunna oge jawab ngajarkeun nu workflow tina ratusan spesialis visualisasi lingkungan, otomotif, jeung arsitéktur.

Gambar Rendering dumasar ngamungkinkeun ngagunakeun hiji gambar HDRI (a 360 gelar gambar panorama hiji lingkungan) keur ngahasilkeun lampu-peta pikeun adegan 3D. Generating peta lampu ti Vista dunya nyata hartina seniman euweuh kudu méakkeun jam nempatkeun lampu sarta buleud pemantul dina adegan 3D dina raraga neangan hiji menak ngarobah.

Karyana dina modeling dumasar gambar ngamungkinkeun pikeun generasi modél 3D ti kumpulan masih Gambar-ieu téhnik anu mimitina dipaké dina The Matrix, sarta geus dilaksanakeun dina puluhan film saprak lajeng.

08 10

Krishnamurthy & Levoy

Stanford Universitas

Mapping normal

Dimana dimimitian ku dua ieu. oeuvre maranéhanana ngan bisa diwangun ku narabas tunggal, tapi budak éta hiji hiji badag. Pemetaan normal, geus diwangun dina gagasan yén éta mungkin pikeun nyocogkeun a kacida lengkep bolong (kalayan jutaan polygons) ka resolusi low kandang polygonal dumasar normals beungeut modél urang.

Anu bisa teu disada kawas teuing lamun nuju datang ti tukang épék visual mana éta teu unheard sahiji kana ngahaturanan nepi ka 80 jam CPU ti ngarobah waktu ka pigura tunggal pilem. Ngan meunang hiji gudang nu pinuh ku komputer tur gaya eta BRUTE, anjeun bisa ngomong.

Tapi kumaha dina industri kaulinan dimana sakabéh lingkungan perlu rendered 60 kali unggal kadua? Kamampuh "Panggang" lingkungan buruan kacida lengkep sareng jutaan polygons kana real-time bolong low-poli anu lumayan loba dampal suku alesan yén kaulinan dinten ieu katingal jadi darn alus. Gears Perang tanpa pemetaan normal? Teu kasempetan.

09 10

Ofer Alon & Jack Rimokh

Jason LaVeris / pangdeudeul / Getty Gambar

Diadegkeun Pixologic, dijieun ZBrush

Ngan ngeunaan sapuluh taun ka pengker ieu guys rocked industri nalika aranjeunna diadegkeun Pixologic sarta ngawanohkeun aplikasi modeling revolusioner, ZBrush. Aranjeunna single-handedly ushered di jaman anu sculptor digital, sarta kalawan eta sumping ratusan fantastically lengkep, impeccably textured, model 3D organik kawas dunya ngalaman kungsi katempo.

Dipaké ditéang jeung pemetaan normal, ZBrush (jeung software sarupa kawas Mudbox diwangun dina konsép anu sarua) geus robah cara modelers jalan. Gantina laboring leuwih ujung-aliran jeung topology , éta kiwari dimungkinkeun pikeun sculpt modél 3D kawas éta sapotong liat digital kalawan saeutik kudu nempatkeun polygons vertex ku vertex.

Atas nama modelers madhab, hatur nuhun Pixologic. Hatur nuhun.

10 10

William Reeves

Alberto E. Rodriguez / Staf / Getty Gambar

Algoritma gerak Blur

Reeves mangrupa salah sahiji golongan guys anu geus dipaké ngan ngeunaan unggal hat anjeun tiasa ngabayangkeun dina industri grafik komputer. Manéhna digawé salaku diréktur teknis dina mani Luxo Jr pilem pondok John Lasseter urang (nu kalahiran tina lampu Pixar) sarta geus dimaénkeun kalungguhan utama di sabelas film fitur. kontribusi na geus biasana geus di posisi teknis, tapi ceuk urang aya kalana saum bakat diangkat jadi samodel a, komo sakali minangka animator.

prestasi teknis greatest-Na, jeung alesan nyata anjeunna dina daptar ieu, nyaeta pikeun ngamekarkeun algoritma pangheulana hasil emulate gerak Blur di animasi komputer.

Ngalenyepan percetakan 3D.