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2019年度图灵奖得主出炉,皮克斯两位元老获奖

来源: 2020-03-20 09:42:53
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3月18日,国际计算机协会ACM宣布,将2019年度图灵奖授予Edwin E. Catmull(艾德·卡特姆)和Patrick M. Hanrahan(帕特里克·汉拉汗),以此表彰他们对3D计算机图形学的贡献,以及这些技术对电影制作和计算机生成图像(CGI)等应用的革命性影响。ACM同时还宣布,将于2020年6月20日在加利福尼亚州旧金山举行ACM年度颁奖宴会,正式为二人颁发奖项,两位获奖者也将共同分享100万美元的奖金。

 

(左:卡特姆    右:汉拉汗)

 

自1966年至2019年,图灵奖已经颁发了53届,共有73位科学家获此殊荣,涉及到计算机科学的多个技术分支领域,例如,概率论、计算理论、编程语言和系统等。今年的图灵奖则是继1988年获奖的Ivan Sutherland(伊凡·苏泽兰特)之后,图形学第二次获得图灵奖。

 

作为“计算机界诺贝尔奖”的图灵奖,向来以高标准严要求著称,一般每年只奖励一名计算机科学家,只有极少数年度有两名在同一方向上做出贡献的科学家同时获奖。而此次获奖的汉拉汗和卡特姆不仅都是出色的计算机科学家,还均是皮克斯动画工作室的创始成员。他们25年前参与制作的《玩具总动员》,是首部完全使用电脑动画技术的3D动画电影,对电影和游戏CG特效产生了革命性影响,为世界创造出了一种全新的、完全由计算机动画制作的影像存在。
 




(《玩具总动员》剧照)

 

今年75岁的艾德·卡特姆虽然已经退休,但他不仅曾参与创立了皮克斯,还担任过华特·迪士尼动漫工作室的总裁。1988年图灵奖的获得者伊凡·苏泽兰特曾是他的导师。

 

1974年,卡特姆以计算机科学博士的身份毕业于犹他大学,在他的博士论文中,就提出了一种明确显示弯曲块状物而非多边形的突破性方法,并在此基础上提出了3D环境中的Z缓冲(Z-buffering)和纹理贴图(texture mapping),该技术在开发拟真图形学以及消除“锯齿状图形”方面发挥了重要作用,是生成逼真CG图形的决定因素。

 

毕业后,他重返纽约理工学院(NYIT)担任计算机图形实验室主任,真正进入电影行业则是在5年之后。1979年,好莱坞著名导演兼制片人乔治·卢卡斯邀请他加入卢卡斯影业,并负责领导计算机图形学小组,致力于推动图形学向真实感图像发展。

 

但当时的动画电影领域还是以传统 2D 技术为主导,直到1986年,乔布斯买下了卢卡斯影业的计算机图形学小组,创办了皮克斯公司,让卡特姆担任CTO,他才开始在3D动画电影领域大展拳脚。

 

(在皮克斯时期的卡特姆和汉拉汗)

 

而汉拉汗则正是卡特姆在皮克斯成立之初招募的首批员工之一。今年65岁的汉拉汗,目前是斯坦福大学计算机图形学实验室的教授。1985年在威斯康星大学麦迪逊分校获得生物物理学博士学位后,汉拉汗曾在NYIT计算机图形实验室工作过。1986年加入皮克斯后,与卡特姆一拍即合,共同参与了计算机图像渲染系统RenderMan的研究开发。

 

Renderman支持复杂的灯光和着色器,将光反射行为与几何形状分开,并计算形状上各点的颜色、透明度和纹理,帮助计算机生成电影中的视觉特效,如皮毛和水花等,让生成的数字图像比之前的任何图像都更真实。

 

正是凭借其强大、逼真的功能,Renderman一度成为好莱坞电影的标配渲染器。据统计,在过去47部被提名奥斯卡最佳艺术特效的电影中,使用RenderMan的就有44部之多,包括《阿凡达》《泰坦尼克号》《星球大战前传》等。

 

 

在皮克斯工作期间,汉拉汗还开发了体积渲染技术(volume rendering),该技术使CGI艺术家可以渲染3D数据集的2D投影,例如,一团烟。

 

1989 年,汉拉汗在离开皮克斯之后进入普林斯顿大学和斯坦福大学任教。从20世纪90年代开始,他和学生组成的研究团队扩展了RenderMan的着色语言,使其可以在当时刚打入市场的GPU上实时运行。他们开发的GPUs编程语言,也带动了商业版着色语言(包括阴影语言OpenGL)的开发,并由此彻底改变了视频游戏这个行业。

 

此外,汉拉汗的研究团队还发明了用于GPU的语言Brook,最终间接催生了NVIDIA的CUDA。

 

 

可以说,正是卡特姆和汉拉汗在电影制作和计算机生成图像(CGI)领域的技术创新,影响了整个计算机图形学领域。而除了颇受欢迎的3D动画电影之外,其背后发展起来的3D计算机图像技术也在不断推动新兴领域的改变。

 

或许,正如谷歌AI高级研究员兼高级副总裁杰夫·狄恩所说的,3D 计算图像这项技术还将在未来几年影响到包括虚拟现实、增强现实、数据可视化、教育、医学影像在内的更多领域。

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