传播知识就是播种幸福。科学研究的进展及日益扩大的领域将唤起我们的希望,而存在于人类身心上的细菌也将逐渐消失。——诺贝尔
传播知识就是播种幸福。科学研究的进展及日益扩大的领域将唤起我们的希望,而存在于人类身心上的细菌也将逐渐消失。——诺贝尔
图灵奖(A.M. Turing Award),由美国计算机协会于1966年设立,又叫“A.M.图灵奖”,专门奖励对计算机事业作出重要贡献的个人。其名称取自计算机科学的先驱、英国科学家艾伦·麦席森·图灵(Alan M. Turing)。图灵奖对获奖者的要求极高,评奖程序极严,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。因此它也被称为是计算机界的“诺贝尔奖”。
而就在昨天,有“计算机界诺贝尔奖” 之称的图灵奖(ACM A.M. Turing Award)公布最新一届获奖者。和往届得主相比,相信不少非计算机领域的读者都曾 “欣赏” 过他们的工作。
两位获奖者分别是Edwin Catmull 和 Patrick Hanrahan。他们的工作对 3D 计算机图形学有着重要推动性作用,而且这些工作对于近当代电影制作和各种电脑成像技术(Computer-generated imagery,电脑成像)有着革命性影响。
2019 年图灵奖得主
Edwin E. (Ed) Catmull
Edwin Catmull于1974年在犹他大学获得计算机科学博士学位,是皮克斯和迪士尼动画工作室联合创始人、前总裁,曾参与创办了现代视觉特效的起源地NYIT计算机图形实验室,该实验室现仍为迪士尼、IBM、HBO、美国娱乐与体育节目电视网(ESPN)等公司管理数字动画和摄影项目。
1979年,加入卢卡斯电影公司(LucasFilm),在卢卡斯电影公司,Catmull及其同事继续开发3D计算机图形动画创新。1986年,苹果公司创始人史蒂夫 · 乔布斯(Steve Jobs)收购了卢卡斯电影公司的计算机动画部门,并将其更名为皮克斯,由Catmull担任总裁。
Patrick M. (Pat) Hanrahan
Pat Hanrahan 是斯坦福大学计算机图形学实验室的佳能计算机科学和电气工程教授。1977年获得威斯康星大学麦迪逊分校的核工程学学士学位,1985年获生物物理学博士学位。在20世纪80年代任职于纽约技术与数字设备公司,随后在皮克斯担任高级科学家(1986-1989)。接下来,他先后担任普林斯顿大学副教授(1991-1994)和斯坦福大学教授(1994 年至今),与Hanrahan 共同创立了数据分析公司 Tableau Software,于 2019 年 8 月被 Salesforce 收购。
Hanrahan 曾获得多项荣誉,包括 2003 年 ACM SIGGRAPH Steven A. Coons 奖,以表彰他对计算机图形学的杰出贡献。他是 ACM 会员,也是美国艺术与科学学院(American Academy of Arts & Sciences)院士以及美国国家工程院(National Academy of Engineering)院士,并入选了许多其他著名组织。
ACM在官网上如此评价两位的贡献:他们的创新为当今的3D动画电影铺平了道路。值得一提的是,这两位获奖者都曾是著名动画制作公司皮克斯的元老级员工。皮克斯曾制作出《玩具总动员》、《飞屋环游记》等。
或许他们没有持续加入到每一部《玩具总动员》的创作中,但是可以说,没有他们的工作,我们还不知道什么时候才感受到3D 动画电影的全新魅力。
皮克斯经典片头和工作室最初的标识
John Lasseter
1990 年,Hanrahan 曾在ACM SIGGRAPH上发表了他的开创性的 RenderMan 研究。然而,在当时,计算硬件发展到可以使用 RenderMan 制作类似《玩具总动员》这样的 3D 动画电影,还需要五年的时间。
但在Catmull 的领导下,皮克斯还是实现了用 RenderMan 制作一系列成功的电影,之后公司还将 RenderMan 授权给其他电影同行。现在,奥斯卡金像奖视觉效果类电影的 44 部,包括《阿凡达》、《泰坦尼克号》、《美女与野兽》、《指环王》三部曲以及《星球大战》前传,都有 RenderMan 的身影在。RenderMan 仍然是 CGI 视觉效果的标准工作流程。
注定载入电影史册的第一部计算机动画电影《玩具总动员》
1989 年离开皮克斯后,Hanrahan曾在普林斯顿大学和斯坦福大学担任学术职务。从20世纪90年代开始,他和他的学生将RenderMan 着色语言(RSL)扩展到在强大的 GPU 上实时工作,那时 GPU 才刚刚进入市场。Hanrahan 和他的学生开发的 GPU 编程语言促使了商业版本的开发(包括 OpenGL 着色语言),这彻底改变了电子游戏行业。
当时GPU 上广泛使用的各种各样的着色语言,也促使 GPU 硬件设计师开发出更灵活的架构。这些架构反过来允许 GPU 在各种计算环境下使用,包括运行高性能计算应用程序的算法,以及在人工智能应用程序的海量数据集上训练机器学习算法。特别是,Hanrahan 和他的学生开发了一种用于 GPU 的语言 Brook,最终导致了 NVIDIA 集成技术 CUDA 的诞生。
Catmull 在皮克斯工作了 30 多年。在他的领导下,这些实验室的数十名研究人员发明了包括图像合成(image compositing)、运动模糊(motion blur)、布料模拟(cloth simulation)等基础技术,这些技术对计算机动画电影和计算机图形做出了更广泛的贡献。
(来源:ACM)
如今,全球电影行业产值达到1380 亿美元,3D 动画是其中最受欢迎的一类。对于蓬勃发展的视频游戏行业,以及新兴的虚拟现实(VR)和增强现实(AR)领域,3D 计算机成像技术也至关重要。Catmull 和 Hanrahan 作出了开创性的技术贡献,他们的工作至今仍然是 CG 成像开发中不可或缺的部分。此外,他们对图形处理单元(GPU)编程的见解不仅影响了计算机图形学,还影响了数据中心管理和人工智能等多个领域。
对于这一次的图灵奖选择,ACM 主席 Cherri M. Pancake 表示:“ CGI 改变了电影的制作和体验方式,同时也在更广泛的尺度上深刻影响了娱乐产业。我们非常荣幸将奖项授予 Pat Hanrahan 和 Ed Catmull,因为计算机图形学社区也是 ACM 体系中最大、最活跃的社区之一。"这一点在每年的 ACM SIGGRAPH 大会上都得到了证明。
与此同时,Catmull 和 Hanrahan 的贡献证明了,一项专用的计算技术可以对其他领域产生重大影响,例如,Hanrahan 基于 GPU 的 shading languages 的工作,使其成为了更广泛领域的通用型计算引擎,包括他自己所在的高性能计算领域。