25年前，當人類歷史上第一部完全由計算機制作的3D動畫《玩具總動員》 誕生之時，恐怕還沒有人能夠想象，計算機技術推動下的3D動畫和特效電影，如今成為價值1380億美元的全球電影行業中廣受歡迎的類型。
1995年由美國皮克斯動畫（Pixar）製作上映的《玩具總動員》
美國紐約當地時間3月18日，被譽為計算機界的“諾貝爾獎”的圖靈獎正式公佈，2019年獎項被授予兩位計算機科學家Patrick M. Hanrahan和Edwin E. Catmull，以表彰他們對 3D 計算機圖形學的貢獻，以及這些技術對電影製作和計算機生成圖像（CGI）等應用的革命性影響。
Catmull（75歲）曾是《玩具總動員》出品方皮克斯動畫（Pixar）和迪士尼動畫工作室（Disney Animation Studios）的總裁。
Hanrahan（65歲）是皮克斯動畫的創始員工之一，如今是斯坦福大學計算機圖形學實驗室的教授。
Catmull和Hanrahan的名字對大眾領域來說並不熟悉，但是他們技術影響下的動畫和特效電影，你們一定不陌生。
《玩具總動員》系列、《飛屋環遊記》、《超人總動》等等以及包括《阿凡達》，《泰坦尼克號》，《美女與野獸》，《指環王》三部曲以及《星球大戰》前傳等電影都離不開他們的卓越貢獻。
二人通過概念創新以及對軟件和硬件的貢獻，從根本上影響了計算機圖形學的發展，對電影製作產生了革命性的影響，從25年前的《玩具總動員》開始，一直延續到今天，產生了一種全新的完全由計算機動畫製作的故事片。
皮克斯出品的3D動畫經典人物，你能說出幾部？
除蓬勃發展的3D計算機動畫電影以外，3D計算機圖像對於視頻遊戲行業以及新興的虛擬現實和增強現實領域也至關重要。
Catmull和Hanrahan作出的技術貢獻仍然是當今CGI圖像開發方式不可或缺的部分。他們對編程圖形處理單元GPU(Programming Graphics Processing Units)的見解不僅對計算機圖形學有影響，還影響了包括數據中心管理和人工智能在內的各個領域。
美國計算機協會（ACM） 主席 Cherri M. Pancake 說：“CGI 改變了電影的製作和體驗方式，同時也深刻影響了更廣泛的娛樂行業。計算機圖形學是 ACM 中最大和最活躍的社區之一，ACM SIGGRAPH 年會就是證明。與此同時，Catmull 和 Hanrahan 的貢獻表明，一種在計算專業化的進步可以對其他領域產生重大影響，例如 Hanraha 為 GPUs 開發著色語言，使其成為廣泛領域的通用計算引擎，包括我自己的高性能計算專業。”
谷歌高級研究員、谷歌人工智能高級副總裁 Jeff Dean 表示：“雖然技術在不斷髮展，但是 Hanrahan 和 Catmull 幾十年前開發的技術，至今仍是該領域的標準，這給人留下了深刻的印象。表彰 CGI 技術的科學貢獻，並讓公眾瞭解這樣一個在未來幾年將影響虛擬與增強現實、數據可視化、教育、醫學影像等諸多領域的學科，是十分重要的。”
Catmull於1974年在猶他大學獲得計算機科學博士學位，他師從計算機圖形學之父、1988年圖靈獎獲得者Ivan Sutherland；在博士學位論文中，Catmull引入了突破性的技術來顯示曲面補丁而不是多邊形，其中出現了兩項新技術：Z緩衝，用於管理計算機圖形學中的圖像深度座標；紋理貼圖，將二維表面紋理包裹在三維對象周圍。此外，他還創建了一種通過指定更粗糙的多邊形網格來表示光滑表面的新方法。
Catmull的技術在開發逼真的圖形，消除“鋸齒”(計算機圖形周圍的粗糙邊緣)方面發揮了重要作用， 簡單來說，就是幫助計算機圖形去掉“馬賽克”，使之更為逼真。
離開猶他大學後，Catmull成立了紐約理工學院(NYIT)計算機圖形實驗室，這是美國最早的專用計算機圖形實驗室之一。
1979年，喬治·盧卡斯(George Lucas)，《星球大戰》系列導演，邀請Catmull加入盧卡斯工作室。在那裡，Catmull及其同事繼續開發3D計算機圖形動畫，並致力於將圖形推向更逼真的圖像技術
1986年，史蒂夫·喬布斯(Steve Jobs)收購了盧卡斯電影公司（LucasFilm）的計算機動畫部門，並將其更名為皮克斯(Pixar)，Catmull擔任總裁。
Catmull（左）與喬布斯（中），2006
Pat Hanrahan是皮克斯的第一批員工。
Hanrahan於1985年獲得了威斯康星大學麥迪遜分校的生物物理學博士學位，在加入皮克斯之前曾在NYIT的計算機圖形學實驗室短暫工作過。
Hanrahan與Catmull和皮克斯團隊的其他成員一起工作，是一種新型圖形系統的首席架構師，該圖形系統允許使用真實的材質和照明來渲染彎曲的形狀。此係統(後來稱為RenderMan)的一個關鍵思想是著色器(用於CGI圖像的著色)。
RenderMan的功能將光反射行為與幾何形狀分開，並且計算形狀渲染各點的顏色、透明度和紋理。RenderMan系統還結合了Catmull早前在該領域做出的貢獻的Z緩衝和細分曲面創新。
在皮克斯工作期間，Hanrahan的主要貢獻有：
- 體積渲染，該技術使CGI藝術家可以渲染3D數據集（例如一團煙）的2D投影。
- 光場渲染：這種方法可通過從任意點生成新視圖而沒有深度信息或特徵匹配的方式，使觀看者感覺他們正在穿越場景。
- 描繪皮膚和頭髮的技術，並使用蒙特卡洛射線追蹤技術來渲染複雜的照明效果。
在Catmull的領導下，皮克斯使用RenderMan製作一系列成功的電影。皮克斯還將RenderMan授權給其他電影公司。
該軟件已被提名獲得視覺效果類奧斯卡金像獎的最近47部電影中的44部，其中包括《阿凡達》，《泰坦尼克號》，《美女與野獸》，《指環王》三部曲以及《星球大戰》前傳。
指環王角色咕嚕就是3D動畫設計+動作捕捉特效製作而成
一直到今天，RenderMan仍代表CGI視覺效果的規範。包括迪斯尼後期動畫真人版《小飛象》、真獅版《獅子王》等背後都是Renderman都身影。經過多年發展，在數字人像方面亦有巨大突破。
Hanrahan在離開皮克斯後，先後在普林斯頓大學和斯坦福大學擔任學術職務。從1990年代開始，他和他的學生擴展了RenderMan著色語言，使其可以在GPU上實時工作。Hanrahan和他的學生開發的GPU編程語言導致了商業版本(包括OpenGL陰影語言) 的開發，徹底改變了視頻遊戲的編寫。
Catmull則留在皮克斯30多年了，皮克斯後來成為迪斯尼動畫工作室的子公司。在他的領導下，實驗室的數十名研究人員發明併發布了基礎技術(包括圖像合成， 運動模糊，布料模擬等)，這些技術對計算機動畫電影和計算機圖形產生了更大的貢獻。他本人也曾三次獲得奧斯卡科技成果獎。
據瞭解，圖靈獎獎金為100萬美元，由Google，Inc.提供資金支持。兩位獲獎人將在2020年6月20日星期六出席於加利福尼亞州舊金山舉行的ACM年度頒獎典禮，並正式獲頒獎項。
Edwin E. Catmull
皮克斯動畫聯合創始人
皮克斯動畫和迪士尼動畫工作室前總裁
- 1970年，猶他大學的物理學和計算機科學理學學士學位
- 1974年，猶他大學計算機科學博士學位；
- 曾任Lucasfilm Ltd.計算機部門的副總裁，負責計算機圖形、視頻編輯、視頻遊戲和數字音頻領域的開發；
- 在紐約技術學院成立了計算機圖形學實驗室。
榮獲獎項
- 1993年，ACM SIGGRAPH Steven A. Coons獎；
- 1993年、1996年、2001年，三次榮獲奧斯卡科技成果獎(Technical Achievement Award）
- 2006年，IEEE約翰·馮·諾 伊曼獎；
- ACM和視覺效果學會的會員；
- 美國電影藝術與科學學院成員
Patrick M. Hanrahan
斯坦福大學計算機圖形學實驗室；
美國佳能計算機科學與電氣工程教授
- 1977 年，獲得威斯康星大學麥迪遜分校的核工程學學士學位
- 1985 年，獲生物物理學博士學位。
- 20 世紀 80 年代：任職於紐約技術與數字設備公司
- 1986-1989，皮克斯高級科學家
- 1991-1994，普林斯頓大學副教授
- 1994年至今，斯坦福大學教授，並指導了 40 多名博士生。
- 聯合創立數據分析公司 Tableau Software，於 2019 年 8 月被 Salesforce 收購。
榮獲獎項
- 2003年ACM SIGGRAPH Steven A. Coons 獎；
- 美國計算機協會會員；
- 美國藝術與科學學院院士；
- 美國國家工程院成員。
相關鏈接：圖靈獎
A.M.圖靈獎以英國數學家Alan·M·Turing的名字命名，他闡明瞭計算的數學基礎和侷限性， 並且是第二次世界大戰期間對同盟密碼進行密碼分析的重要貢獻者。自1966年成立以來，圖靈獎被授予計算機科學家和工程師，以獎勵他們對信息技術行業發展的系統和基礎理論研究的推動。
中國科學院院士、清華大學教授姚期智“因為對計算理論包括偽隨機數生成、密碼學與通信複雜度的突出貢獻"於2000年獲得圖靈獎，是獲得該獎項的唯一一位華裔科學家。
Alan Turning
新聞源：https://awards.acm.org/about/2019-turing
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