《玩具總動員》背後的皮克斯先驅獲得了計算機的“諾貝爾獎”

在1995年發行的《玩具總動員》（Toy Story）的開場中，壹堆箱子散落在孩子的臥室裏。當馬鈴薯先生的玩偶從紙板外看似被砸壞的塑料和毛絨玩具中騙錢時，太陽照進了房間。 主人公進入了畫面-壹個由塑料和織物制成的牛仔警長，上面有拉繩讓他說話。警長給試圖逃離法律制裁的小土豆蒙上了陰影。 這是壹個孩子想象中的場景。這也是計算機動畫數十年發展的頂點。 今年，這些成就背後的兩個人是埃德·卡姆爾（Ed Catmull）和帕特·漢拉漢（Pat Hanrahan），他們是圖靈獎的獲得者。該獎項表彰在計算領域的“持久而重大”的貢獻，被認為是計算機科學的“諾貝爾獎”。 該獎項由計算機協會授予，獲獎者將獲得100萬美元（800,000英鎊）的現金獎勵。 電腦動畫 卡姆爾博士是《玩具總動員》背後皮克斯工作室（Pixar Studio）的創始人之壹。 漢拉漢博士是Pixar的早期雇員之壹。 兩人於三月初獲獎。 在兩個人都居住的加利福尼亞州，並在實施冠狀病毒封鎖措施之前，這和以前的同事開慶祝宴會。 圖片版權GETTY IMAGES 圖片說明： 漢拉漢認為，皮克斯工作室是工作的“神奇之地”，他幫助工作室研發了3D圖像制作軟件 “我們在各種電影、電視、遊戲中所看到的數字革命-可能沒有人比埃德和帕特做得更特別，”《皮克斯觸摸》壹書的作者大衛·普萊斯說。 為了使《玩具總動員》和其他計算機動畫電影成為可能，艾姆爾博士漢拉漢博士及其團隊必須開發了計算機可視化三維物體的方法。 在研究期間，艾姆爾博士創造了壹種使計算機識別曲面的方法。壹旦開發人員有了數學上定義的曲面，他們就可以開始向其添加更多功能-例如紋理和深度。 艾姆爾博士解釋說：“逐步了解應該使用哪種照明。然後開始講究物理原理，因為塑料以壹種方式反射光，而金屬以壹種非常不同的方式反射光。” 艾姆爾博士壹直對動畫和電影感興趣。 獲得博士學位並在紐約的圖形實驗室工作後，他最終成為由喬治·盧卡斯（George Lucas）創立的盧卡斯電影公司（Lucasfilm）的計算機部門主管。 《星球大戰》和《侏羅紀公園》的創作中看到了電影中計算機動畫的潛力。 但是艾姆爾博士說，他夢寐以求的是制作壹部長篇幅的計算機動畫電影，但該夢想仍然被認為“非常不切實際”。 “大多數人把這個想法視為無關緊要的夢。” 皮克斯的誕生 1986年，蘋果創始人史蒂夫·喬布斯（Steve Jobs）出現。他收購了盧卡斯影業（Lucasfilm）的計算機部門，並將其轉變為獨立的公司皮克斯。 最初，該公司試圖出售計算機硬件。當那件事沒能解決的時候，皮克斯重新將註意力集中在計算機圖像上。 圖片版權歸艾姆爾所有 圖片說明 帕特·漢拉漢（左）於1989年離開皮克斯（Pixar），但仍幫助埃德·卡特穆爾（Ed Catmull）和其余的皮克斯團隊開發了他們的故事片 漢拉漢博士是公司最早的員工之壹。他負責為使用計算機代碼描述圖像的方式創建最低標準。 “皮克斯是壹個神奇的地方，”現在在斯坦福大學任教的漢拉漢博士說。 他監督了皮克斯（Pixar）用於創建其3D動畫的軟件RenderMan的創建，並與來自整個行業的團隊合作。 陰影和光線 至關重要的是，漢拉漢博士研究出如何可視化光線從不同表面反射的方式。在諸如人類皮膚的表面上，壹些光會通過或被吸收。 正確設置此級別的明暗度可使圖像看起來更逼真。 RenderMan已被用於制作動畫電影，包括《玩具總動員》和皮克斯的《蟲蟲總動員》。這對於真人電影（包括《終結者2》，《泰坦尼克號》和《侏羅紀公園》）的視覺效果也至關重要。 計算機動畫的發展推動了視頻遊戲行業以及虛擬現實和增強現實的發展。它的進步與機器學習的進步息息相關。 圖片版權GETTY IMAGES 圖片說明 迪士尼於2006年收購了皮克斯，艾姆爾成為皮克斯和迪斯尼動畫的總裁 等待計算機不斷發展 根據艾姆爾博士的說法，在整個行業以及與其他部門共享工作可以實現更大的突破，尤其是處理能力方面的突破。 1980年代和1990年代的計算機僅具有當今筆記本電腦和智能手機具有的處理能力的壹小部分。 艾姆爾博士解釋說：“ [缺乏處理能力]絕對是壹個限制因素。” “您幾乎要花時間在算法上，以使計算能力趕上我們的想法。” 但是即使在今天，計算機動畫電影也依賴於小型動畫師。[.....]