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2019图灵奖出炉,两位皮克斯元老为什么能获得计算机行业“诺贝尔奖”?


时间:2020-03-21 10:59:16  来源:  作者:

北京时间3月18日晚,ACM(国际计算机协会)正式宣布,将2019图灵奖荣誉授予皮克斯(Pixar)联合创始人、计算机图形学专家帕特里克·汉拉汉(Patrick M. Hanrahan)和艾德文·卡特姆(Edwin E. Catmull)。因其在 3D(三维计算机)图形学方面做出重要贡献,以及这些技术对电影制作和计算机生成图像(computer-generated imagery,CGI)等应用的革命性影响而获此殊荣。
这也是继1988年图灵奖得主,计算机辅助设计之父伊万·萨瑟兰(Ivan Sutherland)之后,第二次有图形学领域学者荣获此奖项。
计算机行业的“诺贝尔奖”:图灵奖
图灵奖,又译杜林奖,是国际计算机协会(ACM)于1966年设立的奖项,专门奖励对计算机事业做出重要贡献的个人,是计算机界最负盛名的奖项,有“计算机界诺贝尔奖”之称。该奖项名称取自英国科学家、曼徹斯特大学教授艾伦·图灵(A.M. Turing),他奠定了计算机的数学基础和局限性理论。
图灵奖对获奖者的要求极高,评奖程序也极严,一般每年只奖励一名计算机科学家,该获奖者必须是在计算机领域具有持久而重大的先进性的技术贡献,并且大多数获奖者是计算机领域的科学家。
今年有些意外,是由两位获奖者共获此殊荣,他们将在今年6月20日于旧金山举行的ACM年度颁奖典礼上正式接受奖项颁发。此外,两位获奖者还会获得100万美元的奖金,由谷歌赞助。
ACM方面表示,汉拉汉和卡特姆在概念创新和软硬件方面的贡献,对计算机图形学产生了根本性的影响。他们在电脑图像成像方面的工作,不仅改变了动画电影,还加快了好莱坞特效,视频游戏和虚拟现实领域的技术发展。
ACM下的系统基础架构小组Google研究员,谷歌AI高级副总裁杰夫·迪恩(Jeff Dean)表示,两位获奖者几十年前开发的技术至今仍在应用,这令人印象深刻。重要的是,在这两位学者的不懈努力下,CGI 技术将在未来几年影响很多领域,包括虚拟和增强现实、数据可视化、教育、医学成像等,这是非常重要的。
“我有一个3D图像的电影梦”
1945年,艾德文·卡特姆出生在美国西维州西北部的帕克斯堡,后移居犹他州。
早年间,受到《彼得·潘》和《木偶奇遇记》等迪士尼动画电影的吸引,卡特姆开始梦想成为一个动画师,他甚至学会了使用手翻书制作动画。
不过,没有绘画基础的卡特姆在念书的过程中,卡特姆发现自己更擅长别的东西——比如数字、比如计算机。因此,他并未在着急在电影行业中谋求职位,而是进入犹他大学,发挥自己的数学才能、研究物理和计算机科学。毕业后,卡特姆在西雅图波音公司当了一段时间的程序员,并于1970年秋天回到犹他大学读研究生。
在犹他大学攻读研究生期间,卡特姆遇到了他的导师——“计算机图形学之父”伊万·萨瑟兰。
伊万·萨瑟兰是1988年图灵奖的获得者,他曾成功开发了著名的Sketchpad系统。
Sketchpad系统是一个交互式图形系统,利用它,设计者可以与计算机进行对话,并且能在屏幕上直接进行图形设计和修改。不少教科书认为,这一系统的出现,标志着CAD技术的诞生。伊万·萨瑟兰还被誉为是“VR之父”,他在1968年的时候就与同事制作出了世界第第一台虚拟现实装备——达摩克里斯之剑(The Sword of Damocles),双目镜的设计可以说是现代所有头显的鼻祖。
在伊万·萨瑟兰的带领下,卡特姆打开了一扇“计算机与图像融合”的新的大门。通过SketchPad系统,卡特马尔意识到,新兴的计算机图形学将成为动画行业的基础,而这刚好结合了他的爱好——技术和动画。卡特马尔决心投身于这一行,他一直梦想着可以制作出世界第一部全动画电影。
在伊万·萨瑟兰的带领下,卡特姆所在的研究团队对1967年大众甲壳虫(Volkswagen Beetle)进行了3D建模,开发了最早的3D显示算法和多边形映射技术以逼近复杂的曲面。他们通过多边形映射到实际的实际甲壳虫的表面上,然后测量每条线,并将数据输入计算机程序,从而生成世界上第一个汽车的3D线框模型。
1972年,卡特姆曾经以自己的手为参照物,在计算机中创建了一个模型,能够用来模拟各种动作,这是电脑动画制作的雏形,对皮克斯后期的创作起到了奠基性的作用。
1974年,卡特姆研究生毕业后来到了Applicon公司工作。同年11月,纽约理工学院(NYIT)创始人Alexander Schure联系到他,希望让他担任学院新成立的计算机图形学实验室的主管,这是美国最早期的专门化计算机图形实验室之一。在新的职位上,卡特姆组建了一个极富才华的二维动画研究小组,并集中精力於协助动画师的工具。
在纽约理工学院担任计算机图形学实验室主管期间,卡特姆带领实验室团队写了多款应用程序,包括名为Paint的绘图程序、动画软件SoftCel和其他软件。其中,Paint可以视为迪士尼公司的计算机动画生产系统——商业动画程序Tween的早期版本。
不过,卡特姆不甘心做二维动画与应用程序开发,他一直希望完成梦想,用三维技术来做动画电影。
1979年,由于《星球大战》电影大获成功,卢卡斯影业(LucasFilm)成立了电脑绘图部,乔治·卢卡斯(George Lucas)找到了卡特姆,希望他前往加利福尼亚加入卢卡斯影业负责这一部门的技术相关工作。因此,自此开始,卡特姆便在卢卡斯公司电脑图形部担任副总裁。
但彼时,动画电影领域还是以传统 2D 技术为主导,不过,卡特姆一直认为以计算机为主导的3D图形才是未来。
在卢卡斯影业工作期间,卡特姆协助开发了数字图像合成技术,包括RenderMan渲染系统等,该系统应用于《玩具总动员》和《寻找尼莫》等影片中。
1986年,苹果联合创始人史蒂夫·乔布斯宣布以1000万美元买下了卡特姆所在的卢卡斯影业电脑图形部,正式成为独立制片公司——皮克斯(Pixar)公司。
埃德卡特姆曾回忆道:记得那是25年前的2月份,皮克斯成立的当天。乔布斯曾将我和阿尔维拉到一边,用双臂将我们搂住,说:“以后的路还长,我真心请求你们答应我一件事,无论未来如何,我们都要彼此肝胆相照。”
 

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