圖靈獎是以計算機之父圖靈的名字命名的獎項，由美國計算機協(xié)會（ACM）于1966年設(shè)立，作為計算機科學殿堂的最高獎項，它通常每年只授予一名在計算機科學領(lǐng)域，作出重大而具有持久影響力貢獻的人，獎金的總金額更是高達100萬美元。

近日，ACM（國際計算機協(xié)會）宣布2019年度圖靈獎授予Edwin E． Catmull與Patrick M． Hanrahan，表彰他們對3D計算機圖形學的貢獻，以及對電影制作和計算機生成圖像等應(yīng)用的革命性影響。

計算機圖形學也稱之為CG，是一種使用數(shù)學算法將二維或三維圖形轉(zhuǎn)化為計算機顯示器的柵格形式的科學。

或許大家對兩位科學家的名字較為陌生，但你一定得了解他們所作出的貢獻，假設(shè)沒有這兩位，我們不知道何時才能看到3D動畫電影。

Edwin E.Catmull是迪士尼動畫的退休總裁，Patrick M.Hanrahan是斯坦福圖形學教授，但他們有一個共同的身份，傳奇動畫公司——皮克斯（Pixar）的開創(chuàng)元老。

兩位在電影制作和計算機生成圖像（CGI）領(lǐng)域的成就，引領(lǐng)皮克斯開創(chuàng)了一個新的時代，1995 年，該公司上映了世界上第一部3D動畫電影——《玩具總動員》，對電影和游戲CG特效的發(fā)展產(chǎn)生了革命性影響。

雖然技術(shù)在不斷發(fā)展，但是Hanrahan和Catmull幾十年前開發(fā)的技術(shù)，至今仍是行業(yè)標準。

3D特效的開山鼻祖

Catmull是著名計算機科學家，讀書期間Catmull發(fā)明了兩個計算機圖形學的基本技術(shù)：Z緩沖，用于管理計算機圖形學中的圖像深度坐標；以及紋理映射，將二維表面紋理包裹在三維對象周圍，這為以后生成逼真的CG圖形奠定了基礎(chǔ)。

隨后，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。該實驗室現(xiàn)仍為迪士尼、IBM、HBO等公司管理數(shù)字動畫和攝影項目。

1979年，Catmull加入了盧卡斯影業(yè)并負責領(lǐng)導計算機圖形學小組；

1986年，史蒂夫·喬布斯買下盧卡斯影業(yè)的計算機部門，成立了皮克斯，由Catmull擔任公司首席技術(shù)官。

姍姍來遲的Hanrahan先是進入NYIT計算機圖形學實驗室工作，而后于1986年，加入到了皮克斯動畫工作室。

在皮克斯就職期間，兩人合作開發(fā)開發(fā)了一種新的圖形系統(tǒng)—RenderMan。

RenderMan可稱之為一個計算機圖像渲染體系，它支持復雜的燈光和著色器，將光反射行為與幾何形狀分開，并計算形狀上各點的顏色、透明度和紋理，同時，RenderMan系統(tǒng)結(jié)合了Catmull提出的Z緩沖和細分曲面創(chuàng)新。

RenderMan憑借它強大、逼真的功能，成為了業(yè)界的標準工具，在過去47部獲得奧斯卡視覺特效提名的電影中，有44部使用了這個技術(shù)，包括我們熟知的《泰坦尼克號》、《阿凡達》和《星球大戰(zhàn)》等3D大作。

跨時代意義

如今，在全球1380億美元的電影產(chǎn)業(yè)中，3D動畫是最受歡迎的那一類

但三維計算機圖像技術(shù)對于蓬勃發(fā)展的視頻游戲行業(yè)以及新興的虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實領(lǐng)域也至關(guān)重要。

Catmull和Hanrahan在該技術(shù)上做出了開創(chuàng)性的貢獻，這些貢獻對于當今的CGI圖像的發(fā)展仍然是不可或缺的。

此外，他們對編程圖形處理單元（GPU）的研究水平已經(jīng)超出了計算機圖形的范疇，這些研究深刻影響了包括數(shù)據(jù)中心管理和人工智能在內(nèi)的各個領(lǐng)域。

谷歌AI副總裁是這么認為的：“由于3D計算機圖形技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)非常普及，我們常常忘卻這個領(lǐng)域在不久前是什么樣子的。雖然技術(shù)在不斷發(fā)展，但是Hanrahan和Catmull幾十年前開發(fā)的技術(shù)，至今仍是行業(yè)標準，這給人留下了深刻的印象。表彰CGI技術(shù)的科學貢獻，并讓公眾了解這樣一個在未來幾年將影響VR與AR、數(shù)據(jù)可視化、教育、醫(yī)學影像等諸多領(lǐng)域的學科，是十分重要的�！�

特別值得一提的，Hanrahan 和他的學生還開發(fā)了一種用于 GPU 的語言：Brook，可以將類似C這樣的語言通過編譯器編譯為CG代碼，隱藏了利用圖形學API實現(xiàn)的細節(jié)，可以說是大大簡化了開發(fā)過程，并最終催生了 NVIDIA 的 CUDA。