Existem milhares de artistas maravilhosamente talentosos trabalhando na indústria de computação gráfica de hoje em dia, e eles têm um grande papel em moldar os jogos que jogamos e os filmes que assistimos nas obras de arte que são. Mas por trás de todo grande artista digital está um cientista da computação que ajudou a tornar seu trabalho possível.
Em alguns casos, os cientistas eram artistas, em outros, eles vieram de disciplinas completamente diferentes. A única coisa que todas as pessoas nessa lista têm em comum é que elas impulsionaram os gráficos de computador de alguma forma. Alguns deles lançaram as bases há muitos anos, quando a indústria ainda estava engatinhando. Outros refinaram as técnicas, encontrando novas soluções para problemas antigos.
Eles eram todos pioneiros:
01 de 10Ed Catmull
Mapeamento de Textura, Anti-aliasing, Superfícies de Subdivisão, Z-Buffering
Por causa de seu status celebrado como um dos co-fundadores da Pixar Animation Studios, Ed Catmull é provavelmente o mais conhecido cientista da computação nesta lista. Qualquer um que passou algum tempo seguindo ou lendo sobre a indústria de Computação Gráfica quase certamente encontrou seu nome uma ou duas vezes, e até mesmo pessoas desinteressadas no lado técnico da CG podem ter visto ele aceitar um Oscar por conquista técnica em 2009.
Além da Pixar, as maiores contribuições de Catmull para o campo incluem a invenção do mapeamento de texturas (tente imaginar uma indústria sem mapeamento de texturas), o desenvolvimento de algoritmos anti-aliasing, o refinamento da modelagem de superfície de subdivisão e o trabalho pioneiro no conceito de Z -buffering (gerenciamento de profundidade).
Ed Catmull foi realmente um dos primeiros cientistas da computação a realmente começar a estabelecer as bases para uma moderna indústria de computação gráfica, e suas contribuições para o campo são realmente surpreendentes. Atualmente, ele está atuando como presidente da Pixar e da Walt Disney Animation Studios.
Jim Blinn
Blinn-Phong Shader Model, mapeamento de relevo
Blinn começou sua carreira na NASA, onde trabalhou em visualizações para a missão Voyager, no entanto, sua contribuição para a computação gráfica veio em 1978, quando ele revolucionou a maneira como a luz interage com superfícies 3D em um ambiente de software. Ele não apenas escreveu o modelo de sombreamento Blinn-Phong, que apresentou uma maneira computacionalmente barata (ou seja, rápida) de computar reflexões de superfície em um modelo 3D, como também recebeu a invenção do mapeamento de relevo.
03 de 10Loren Carpenter e Robert Cook
Reyes Rendering
Nosso primeiro par, na lista, Carpenter e Cook são inseparáveis porque publicaram seu trabalho inovador como co-autores (Ed Catmull também contribuiu para a pesquisa). O par foi fundamental para o desenvolvimento do fotorrealista Reyes arquitetura de renderização, que forma a base do pacote de software PhotoRealistic RenderMan, de grande sucesso da Pixar (abreviado como PRMan).
Reyes, que significa Processa tudo o que você viu, ainda é amplamente usado em cenários de estúdio, mais notavelmente na Pixar, mas também como um cluster de spinoffs Reyes, normalmente chamados de renderizadores compatíveis com Renderman. Para estúdios menores e artistas individuais, Reyes tem sido suplantado principalmente por pacotes scanline / raytracing como Mental Ray e VRay.
04 de 10Ken Perlin
Perlin Noise, Hypertexture, Animação de Caracteres em Tempo Real, Dispositivos de Entrada Baseados em Stylus
O Perlin é outro dos pesos pesados da indústria cujas conquistas são de grande alcance e inestimáveis. O Perlin Noise é uma textura processual popular e chocantemente versátil (como em, rápida, fácil, sem necessidade de mapas de textura) que vem como padrão em praticamente todos os pacotes de software 3D. Hypertexture - a capacidade de visualizar alterações nas texturas de um modelo em tempo real - é uma das grandes técnicas de economia de tempo no conjunto de ferramentas de um artista. Eu acho que a animação de personagens em tempo real provavelmente fala por si. Dispositivos de Entrada Baseados em Stylus - tente separar um escultor digital de seu fiel tablet Wacom.
Estas são todas as coisas que um artista digital usa todos os dias que ele ou ela faz arte. Talvez nenhum dos avanços de Perlin tenha sido tão inovador quanto, digamos, a invenção do mapeamento de texturas, mas eles são tão valiosos quanto.
05 de 10Pat Hanrahan e Henrik Wann Jensen
Espalhamento subsuperficial, mapeamento de fótons
Já viu a Pixar Brinquedo da lata ou qualquer outra tentativa inicial de renderização foto-realista de um personagem humano? Algo parece fora, certo? Isso porque a pele humana não é totalmente opaca - ela realmente transmite, dispersa ou absorve uma grande parte da luz que a atinge, dando à nossa pele uma tonalidade vermelha ou rosa subtil, na qual os vasos sanguíneos estão mais próximos da superfície. Os shaders de superfície iniciais eram incapazes de renderizar esse efeito adequadamente, fazendo com que personagens humanos parecessem mortos ou parecidos com zumbis. Detalhes
A dispersão de subsuperfície (SSS) é uma técnica de sombreamento que processa a pele em camadas, com cada camada transmitindo um matiz de ambiente diferente com base em mapas de profundidade - esta é a maior contribuição de Jensen & Hanrahan para o campo e é fundamental na forma como os caracteres humanos são renderizados hoje.
O algoritmo de mapeamento de fótons foi escrito por Jensen sozinho e semelhante lida com luz passando por materiais translúcidos. Especificamente, o mapeamento de fótons é uma técnica de iluminação global de duas passagens usada mais comumente para simular a passagem de luz através de vidro, água ou vapor.
Os dois foram agraciados com o prêmio da Academia em conquista técnica por seu trabalho em espalhamento subsuperficial.
06 de 10Arthur Appel & Turner Whitted
Algoritmos de Raycasting e Raytracing
Embora tecnicamente dois avanços separados, estamos contando raycasting (Appel 1968) e posterior raytracing (Whitted 1979) como uma entrada única porque Turner Whitted foi essencialmente construir e adaptar o trabalho que a Apple tinha feito muitos anos antes.
Juntos, o one-two punch forma a base das mais modernas técnicas de renderização e suplantaram os renderizadores de varredura por causa de sua maior capacidade de reproduzir com precisão fenômenos de iluminação natural como sangramento de cores, queda de sombra, refração, reflexão e profundidade de campo. Embora os renderizadores raytracing sejam altamente precisos, sua maior desvantagem sempre foi (e ainda permanece) sua velocidade e eficiência. No entanto, com as CPUs ultra-potentes de hoje e o hardware gráfico dedicado, isso se tornou um problema menor.
07 de 10Paul Debevec
Renderização e Modelagem Baseada em Imagens, HDRI
Por causa de suas descobertas, Paul Debevec é o único responsável por dezenas de milhares de imagens mal-aconselhadas de "carro futurista sentado em uma sala branca vazia, mas ainda refletindo um ambiente completo". Mas ele também é responsável por simplificar o fluxo de trabalho de centenas de especialistas em visualização ambiental, automotiva e arquitetônica.
A renderização baseada em imagem torna possível usar uma imagem HDRI (uma imagem panorâmica de 360 graus de um ambiente) para gerar mapas de luz para uma cena 3D. Gerar mapas de luz a partir de uma vista do mundo real significa que os artistas não precisam mais gastar horas colocando luzes e caixas refletoras em uma cena 3D para obter uma renderização respeitável.
Seu trabalho em modelagem baseada em imagem permite a geração de um modelo 3D a partir de uma coleção de imagens fixas - essas técnicas foram inicialmente usadas O Matrix, e foram implementados em dezenas de filmes desde então.
08 de 10Krishnamurthy & Levoy
Mapeamento normal
Por onde começar com esses dois. Sua obra pode consistir apenas em um único avanço, mas o menino foi um grande problema. O mapeamento normal é construído com base na idéia de que é possível encaixar uma malha altamente detalhada (com milhões de polígonos) em uma gaiola poligonal de baixa resolução com base nas normais da superfície do modelo.
Isso pode não parecer muito se você estiver vindo de um fundo de efeitos visuais em que não é inédito dedicar até 80 horas de tempo de renderização a um único quadro de filme. Basta obter um armazém cheio de computadores e força bruta, você poderia dizer.
Mas que tal na indústria de games, onde ambientes inteiros precisam ser renderizados 60 vezes por segundo? A capacidade de "assar" ambientes de jogo altamente detalhados com milhões de polígonos em uma malha de tempo real low-poly é praticamente a única razão pela qual os jogos de hoje parecem tão bons. Engrenagens da guerra sem mapeamento normal? Não é uma chance.
09 de 10
Ofer Alon e Jack Rimokh
Fundada a Pixologic, criou o ZBrush
Apenas cerca de dez anos atrás, esses caras abalaram a indústria quando fundaram a Pixologic e introduziram o revolucionário aplicativo de modelagem, o ZBrush. Eles, por si só, inauguraram a era do escultor digital, e com ele surgiram centenas de modelos 3D orgânicos, incrivelmente detalhados, com textura impecável, como o mundo nunca tinha visto.
Usado em conjunto com o mapeamento normal, o ZBrush (e softwares semelhantes, como o Mudbox, baseado nos mesmos conceitos) mudou a forma como os modeladores trabalham. Em vez de trabalhar sobre o fluxo de borda e topologia, agora é possível esculpir um modelo 3D como se fosse um pedaço de argila digital com pouca necessidade de colocar polígonos de vértice por vértice.
Em nome dos modeladores de todos os lugares, obrigado Pixologic. Obrigado.
10 de 10William Reeves
Algoritmo Motion Blur
Reeves é um daqueles caras que usou praticamente todos os chapéus que você pode imaginar na indústria de computação gráfica. Ele trabalhou como diretor técnico no seminal de John Lasseter Luxo Jr. curta metragem (o nascimento da lâmpada Pixar) e tem desempenhado papéis importantes em onze filmes. Suas contribuições geralmente estão em cargos técnicos, mas ocasionalmente ele empresta seu talento como modelador e até mesmo como animador.
Sua maior conquista técnica e a verdadeira razão pela qual ele está nessa lista é o desenvolvimento do primeiro algoritmo para simular com sucesso o motion blur na animação por computador.
