Es gibt Tausende von wunderbar talentierten Künstlern, die in der heutigen Computergrafikbranche tätig sind, und sie haben eine große Rolle dabei, die Spiele, die wir spielen, und die Filme, die wir sehen, zu den Kunstwerken zu gestalten, die sie sind. Hinter jedem großen Digitalkünstler steht jedoch ein Informatiker, der ihre Arbeit möglich machte.
In einigen Fällen waren die Wissenschaftler selbst Künstler, in anderen stammten sie aus völlig unabhängigen Disziplinen. Alle Personen auf dieser Liste haben eines gemeinsam: Sie haben die Computergrafik in gewisser Weise nach vorne getrieben. Einige von ihnen legten den Grundstein vor vielen Jahren, als die Branche noch in den Kinderschuhen steckte. Andere verfeinerten die Techniken und fanden neue Lösungen für alte Probleme.
Sie waren alle Pioniere:
01 von 10Ed Catmull
Textur-Mapping, Anti-Aliasing, Unterteilung von Oberflächen, Z-Pufferung
Wegen seines berühmten Status als Mitbegründer der Pixar Animation Studios ist Ed Catmull wahrscheinlich der bekannteste Informatiker auf dieser Liste. Jeder, der viel Zeit darauf verwendet hat, die Computergrafikbranche zu verfolgen oder zu lesen, hat seinen Namen mit großer Wahrscheinlichkeit ein oder zweimal gefunden, und selbst Leute, die an der technischen Seite von CG nicht interessiert sind, haben ihn vielleicht 2009 mit einem Oscar für technische Leistungen ausgezeichnet.
Abgesehen von Pixar umfassen Catmulls größte Beiträge in diesem Bereich die Erfindung des Textur-Mapping (eine Industrie ohne Textur-Mapping), die Entwicklung von Anti-Aliasing-Algorithmen, die Verfeinerung der Unterteilung der Oberflächenmodellierung und wegweisende Arbeiten am Konzept von Z -Pufferung (Tiefenmanagement).
Ed Catmull war wirklich einer der ersten Informatiker, der wirklich mit der Vorbereitung einer modernen Computergrafikbranche begann. Seine Beiträge auf diesem Gebiet sind wirklich umwerfend. Derzeit ist er Präsident von Pixar und Walt Disney Animation Studios.
Jim Blinn
Blinn-Phong-Shader-Modell, Bump-Mapping
Blinn begann seine Karriere bei der NASA, wo er an Visualisierungen für die Voyager-Mission arbeitete. Sein Beitrag zur Computergrafik kam jedoch 1978, als er die Interaktion von Licht mit 3D-Oberflächen in einer Softwareumgebung revolutionierte. Er schrieb nicht nur das Blinn-Phong-Shader-Modell, das eine rechnerisch kostengünstige (d. H. Schnelle) Methode zum Berechnen von Oberflächenreflexionen an einem 3D-Modell darstellte, er hat auch die Erfindung des Bump-Mappings erhalten.
03 von 10Loren Carpenter und Robert Cook
Reyes Rendering
Unser erstes Paar auf der Liste, Carpenter und Cook, sind untrennbar miteinander verbunden, weil sie ihre bahnbrechenden Arbeiten als Co-Autoren veröffentlicht haben (auch Ed Catmull war an der Forschung beteiligt). Das Paar war maßgeblich an der Entwicklung des Fotorealismus beteiligt Reyes Rendering-Architektur, die die Basis für das enorm erfolgreiche PhotoRealistic RenderMan-Softwarepaket von Pixar (kurz PRMan) bildet.
Reyes, für das steht Macht alles, was Sie je gesehen haben, wird immer noch häufig in Studioumgebungen verwendet, vor allem bei Pixar, aber auch als Cluster von Reyes-Spin-Offs, die normalerweise als Renderman-kompatible Renderer bezeichnet werden. Für kleinere Studios und einzelne Künstler wurde Reyes meistens durch Scanline / Raytracing-Pakete wie Mental Ray und VRay ersetzt.
04 von 10Ken Perlin
Perlin-Rauschen, Hypertextur, Echtzeit-Zeichenanimation, Eingabegeräte auf Stiftbasis
Perlin ist eine weitere Branche, deren Erfolge weitreichend und von unschätzbarem Wert sind. Perlin Noise ist eine beliebte und schockierend vielseitige prozedurale Textur (wie schnell, einfach, keine Textur-Map erforderlich), die in praktisch jedem 3D-Softwarepaket zum Standard gehört. Hypertextur - die Möglichkeit, Änderungen an den Texturen eines Modells in Echtzeit anzuzeigen - ist eine der großen Zeitersparnis-Techniken im Toolset eines Künstlers. Ich denke, dass Echtzeit-Charakteranimation wahrscheinlich für sich selbst spricht. Eingabegeräte auf Stiftbasis: Versuchen Sie, einen digitalen Bildhauer von seinem zuverlässigen Wacom-Tablett zu trennen.
Dies sind alles Dinge, die ein digitaler Künstler an jedem Tag verwendet, an dem er oder sie Kunst macht. Vielleicht war keiner von Perlins Fortschritten so bahnbrechend wie die Erfindung des Textur-Mapping, aber sie sind genauso wertvoll.
05 von 10Pat Hanrahan & Henrik Wann Jensen
Untergrundstreuung, Photonenzuordnung
Schon mal Pixars gesehen Blechspielzeug oder irgendein anderer früher Versuch der fotorealistischen Wiedergabe einer menschlichen Figur? Etwas sieht aus, richtig? Das liegt daran, dass die menschliche Haut nicht völlig undurchsichtig ist. Sie überträgt, streut oder absorbiert einen Großteil des Lichts, das auf sie fällt, und gibt unserer Haut einen dezenten roten oder rosafarbenen Farbton, wobei die Blutgefäße näher an der Oberfläche liegen. Frühe Oberflächen-Shader waren nicht in der Lage, diesen Effekt richtig wiederzugeben, sodass menschliche Charaktere tot oder wie Zombies wirken. Das
Subsurface Scattering (SSS) ist eine Schattierungsmethode, bei der die Haut in Schichten dargestellt wird, wobei jede Schicht basierend auf Tiefenkarten einen anderen Umgebungsfarbton überträgt. Dies ist der größte Beitrag von Jensen & Hanrahan für das Feld heute.
Der Photon-Mapping-Algorithmus wurde allein von Jensen geschrieben und behandelt das Licht, das durchscheinende Materialien durchläuft. Bei der Photonenabbildung handelt es sich insbesondere um eine globale Beleuchtungstechnik mit zwei Durchgängen, die am häufigsten verwendet wird, um Licht durch Glas, Wasser oder Dampf zu simulieren.
Die beiden wurden für ihre Arbeiten zur Untergrundstreuung mit Akademiepreisen in technischer Hinsicht ausgezeichnet.
06 von 10Arthur Appel und Turner Whitted
Raycasting- und Raytracing-Algorithmen
Obwohl technisch zwei getrennte Durchbrüche, zählen wir Raycasting (Appel 1968) und später Raytracing (Whitted 1979) als einen einzigen Eintrag, da Turner Whitted die Arbeit, die Apple vor vielen Jahren geleistet hatte, grundlegend weiterentwickelte.
Zusammen bilden die One-Two-Punch die Grundlage für die meisten modernen Rendering-Techniken und haben Scanline-Renderer aufgrund ihrer besseren Fähigkeit, natürliche Beleuchtungsphänomene wie Farbverlauf, Schattenabfall, Brechung, Reflexion und Tiefenschärfe genau zu reproduzieren, ersetzt. Obwohl Raytracing-Renderer sehr genau sind, war und ist ihr größter Nachteil immer ihre Geschwindigkeit und Effizienz. Mit den heutigen ultra-leistungsstarken CPUs und dedizierter Grafikhardware ist dies jedoch weniger ein Problem.
07 von 10Paul Debevec
Bildbasiertes Rendern und Modellieren, HDRI
Aufgrund seiner Durchbrüche ist Paul Debevec allein verantwortlich für Zehntausende schlecht geratener "futuristischer Autos, die in einem leeren weißen Raum sitzen und dennoch eine vollständige Umgebung" reflektieren. Er ist aber auch dafür verantwortlich, den Workflow von Hunderten von Spezialisten für die Visualisierung von Umgebungen, Automobilen und Architekturen zu vereinfachen.
Durch das bildbasierte Rendering können Sie ein HDRI-Bild (ein 360-Grad-Panoramabild einer Umgebung) verwenden, um Lichtkarten für eine 3D-Szene zu erstellen. Die Erzeugung von Lichtkarten aus einer realen Welt bedeutet, dass Künstler keine Stunden mehr damit verbringen müssen, Lichter und Reflektorboxen in einer 3D-Szene zu platzieren, um ein ordentliches Rendern zu erzielen.
Seine Arbeiten zur bildbasierten Modellierung ermöglichen die Erzeugung eines 3D-Modells aus einer Sammlung von Standbildern, auf die diese Techniken ursprünglich angewendet wurden Die Matrix, und wurden seitdem in Dutzenden von Filmen umgesetzt.
08 von 10Krishnamurthy & Levoy
Normales Mapping
Wo soll ich mit diesen beiden anfangen? Ihr Werk kann nur aus einem einzigen Durchbruch bestehen, aber es war ein großer Junge. Normales Mapping basiert auf der Idee, dass es möglich ist, ein sehr detailliertes Netz (mit Millionen von Polygonen) an einen polygonalen Käfig mit niedriger Auflösung anzupassen, der auf den Oberflächennormalen des Modells basiert.
Das hört sich vielleicht nicht nach viel an, wenn Sie aus einem Hintergrund mit visuellen Effekten kommen, wo es nicht ungewöhnlich ist, bis zu 80 CPU-Stunden Renderzeit für ein einzelnes Filmbild zu verwenden. Besorgen Sie sich einfach ein Lagerhaus mit Computern und brutal darauf, so könnte man sagen.
Aber wie sieht es mit der Spieleindustrie aus, in der ganze Umgebungen 60-mal pro Sekunde gerendert werden müssen? Die Möglichkeit, sehr detaillierte Spielumgebungen mit Millionen von Polygonen zu einem Echtzeit-Polygonnetz zu "backen", ist so ziemlich der einzige Grund, warum die Spiele von heute so gut aussehen. Gears of War ohne normales Mapping? Keine Chance.
09 von 10
Ofer Alon und Jack Rimokh
Gründete Pixologic und gründete ZBrush
Vor etwa zehn Jahren haben diese Leute die Branche erschüttert, als sie Pixologic gründeten und die revolutionäre Modellierungsanwendung ZBrush einführten. Sie führten allein die Ära des digitalen Bildhauers ein, und Hunderte von fantastisch detaillierten, makellos strukturierten, organischen 3D-Modellen, wie sie die Welt noch nie gesehen hatte.
In Verbindung mit normalem Mapping hat ZBrush (und ähnliche Software wie Mudbox, die auf denselben Konzepten basiert) die Funktionsweise von Modellierern geändert. Anstatt über Kantenfluss und Topologie zu arbeiten, ist es jetzt möglich, ein 3D-Modell so zu formen, als wäre es ein digitaler Ton, bei dem der Scheitelpunkt der Polygone nur sehr gering ist.
Im Namen aller Modellbauer danke Ihnen Pixologic. Vielen Dank.
10 von 10William Reeves
Bewegungsunschärfe-Algorithmus
Reeves ist einer der Jungs, die fast jeden Hut getragen haben, den man sich in der Computergrafikbranche vorstellen kann. Er arbeitete als technischer Direktor bei John Lasseter Luxo Jr. Kurzfilm (die Geburt der Lampe Pixar) und hat in elf Spielfilmen eine wichtige Rolle gespielt. Seine Beiträge waren normalerweise in technischen Positionen, aber er hat gelegentlich seine Talente als Modellbauer und einmal als Animator verliehen.
Seine größte technische Errungenschaft und der wahre Grund, warum er auf dieser Liste steht, ist die Entwicklung des ersten Algorithmus, mit dem Bewegungsunschärfe in Computeranimationen erfolgreich nachgeahmt werden kann.
