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图灵奖颁给《玩具总动员》打造者!他们是动画特效先驱,奥斯卡得主,图形学集大成者

两位大佬,一部 3D 动画电影史

本文来自微信公众号「量子位」(ID:QbitAI),作者边策、十三、乾明,爱范儿经授权发布。

与乔布斯共事 26 年,被乔布斯屡次称赞「聪明」、「非常聪明」,「天才」的人,能怎么样?

改变一个产业,引领一个时代,获很多次奥斯卡奖,加冕计算机最高领域——图灵奖

这就是刚刚出炉的 2019 图灵奖得主:

Edwin E. Catmull 艾德·卡特姆,以及 Patrick M. Hanrahan 帕特里克· 汉拉汗。

前者现在是迪士尼动画退休总裁,后者是斯坦福图形学教授。

更知名的是,他们是传奇动画公司——皮克斯(Pixar)的开创元老。由于他们 25 年前《玩具总动员》的开风气之先,对电影和游戏 CG 特效产生了革命性影响。

现在,他们正式加冕计算机领域「诺贝尔奖」——图灵奖。

国际计算机协会 ACM 说,图灵奖颁给卡特姆和汉拉汗,以表彰他们对 3D 计算机图形学的贡献,以及对电影制作和计算机生成图像等应用的革命性影响。

这也是图灵奖新历史纪录:图形领域学者第一次以图形学贡献获颁图灵奖。

而 ACM 主席 Cherri M.Pancake 则进一步强调,这还不是二人对计算机领域的全部贡献。

二老的贡献表明,计算的专门化进步可对其他领域产生重大影响。例如,汉拉汗为 GPU 开发着色语言,使其成为广泛领域的通用计算引擎。

所以,艾德·卡特姆和帕特里克· 汉拉汗,究竟创造了怎样的传奇人生?

新晋图灵奖得主是谁?

Edwin E. Catmull 艾德·卡特姆,生于 1945 年 3 月 31 日,今年 75 岁,于 1974 年在犹他大学获得计算机科学博士学位。

他的导师包括计算机图形学之父、1988 年 ACM 图灵奖获得者 Ivan Sutherland——但并非以图形学成就获奖。

卡特姆儿时的梦想就是成为一名动画师,甚至还制作过翻页动画。

也很早展现出数学、物理和计算机方面的天赋,但后来把计算机与动画结合,是更后来的事了。

甚至在人生青葱岁月,卡特姆梦想实现并不顺利,早期未能进入动画电影行业工作,甚至有种「自己是不是不太适合这一行」的想法。

他起初短暂在波音公司和纽约理工学院工作,担任程序员,写代码。

后来重返犹他大学攻读博士,并机缘巧合接触图形学。

谁能想到,正是念念不忘的童年梦想和人生早期的不如意,让他以另外一种姿态,冲入了动画领域,并带来了颠覆性的影响。

这一次,他的导师是被称为「计算机图形学之父」的 Ivan Sutherland,后者的导师则是大名鼎鼎的「信息论之父」香农。

Ivan Sutherland 开发了世界上第一个带有图形交互界面的程序 Sketchpad,Sutherland 也因此获得了 1988 年的图灵奖,这是后话。

Sketchpad 对卡特姆影响深远,决定了他此后的职业道路。

因为这个图形化程序让卡特姆意识到,当时新兴的计算机图形学将来必会成为动画行业的基础。

虽然手工画师当不成,但是今后可以用计算机作画。

一切又回到了梦想最初的起点。

1974 年获得博士学位后,卡特姆重返纽约理工学院(NYIT)担任计算机图形实验室主任。5 年后,卡特姆迎来了进入电影行业的机会。

卢卡斯影业的创始人希望他加入公司,并负责领导计算机图形学小组,不久后他又成为负责旗下子公司工业光魔的副总裁。

之后,乔布斯买下了卢卡斯影业的计算机图形学小组,创办皮克斯公司,并让卡特姆担任 CTO。

卡特姆在皮克斯大展拳脚,开发了 RenderMan 渲染系统被用在《玩具总动员》和《海底总动员》等电影中,又授权给其他电影使用。

詹姆斯·卡梅隆的两部卖座大片《泰坦尼克号》和《阿凡达》使用的都是 RenderMan,RenderMan 成为 CG 领域重要的 3D 渲染软件,曾两度获得奥斯卡科学技术奖。

卡特姆本人也在 2009 年获得奥斯卡金像奖的戈登·索耶奖,以表彰他对电影技术做出的贡献。

卡特姆更为世人津津乐道的是他和乔布斯的关系,二位天才彼此惺惺相惜。

乔布斯称赞卡特姆「非常非常聪明」、「思想深邃」,并且拥有「抚慰人心的力量」。

而卡特姆本人给了 26 年的老同事乔布斯更高的评价:天才这个词现在被用得太多太多了,但是这个词用在乔布斯身上是合适的。

并且将二人凝聚在一起的皮克斯动画,也聚集了当时计算机&动画领域的天才。

这次与卡特姆一同获奖的汉拉汗,也是皮克斯的创始元老。

Patrick Hanrahan 帕特里克· 汉拉汗出生于 1955 年,今年 65 岁。

图灵奖颁给《玩具总动员》打造者!他们是动画特效先驱,奥斯卡得主,图形学集大成者

生于威斯康星,学于威斯康星。

1985 年在威斯康星大学麦迪逊分校生物物理学博士学位后,先是进入 NYIT 计算机图形学实验室工作,而后于 1986 年,加入到了皮克斯动画工作室。

虽然汉拉汗在皮克斯只是驻足了短短几年,但在这段时间所创造出来的工具和技术,却使得现代 CG 成为了可能,并获得了 3 次奥斯卡。

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RenderMan 就是其中之一,它是一个计算机图像渲染系统,可以使用真实的材料属性和光线来渲染曲线形状,而它的首席架构师就是汉拉汗。

RenderMan 凭借它强大、逼真的功能,一度成为渲染技术的「领路人」,也曾是好莱坞电影的标配渲染器——在过去 47 部获得奥斯卡视觉特效提名的电影中,有 44 部也使用了这个技术,包括我们熟知的《泰坦尼克号》、《阿凡达》和《星球大战》等。

图灵奖颁给《玩具总动员》打造者!他们是动画特效先驱,奥斯卡得主,图形学集大成者

1989 年,汉拉汗选择了离开皮克斯,先是加入普林斯顿大学,而后于 1994 年加入斯坦福。

从 90 年代开始,他和他的学生们便致力于扩展 RenderMan 的规范,让它可以在 GPU 上工作。毕竟,渲染等工作所需要的计算能力是非常惊人的。

他们的工作促进了像 OpenGL 这种商业版本着色语言的发展,也彻底改变了视频游戏这个行业。

特别值得一提的,就是汉拉汗和他学生共同开发的 GPU 语言——Brook

Brook 是一种流编程语言的编译器,可以将类似 C 这样的语言通过编译器编译为 CG 代码,隐藏了利用图形学 API 实现的细节,可以说是大大简化了开发过程。

而这些着色语言和 GPU,就像作用力和反作用力。这些架构的发展反过来让 GPU 在各种计算环境下使用,包括运行高性能和机器学习算法。Brook,后来就催生了英伟达的 CUDA。

到了 2003 年,汉拉汗作为创始人之一,创办了 Tableau Software,担任首席科学家。

没错!就是数据科学和可视化工作中经常会用到的那个软件——Tableau。

图灵奖颁给《玩具总动员》打造者!他们是动画特效先驱,奥斯卡得主,图形学集大成者

它将数据运算与美观的图表完美地嫁接在一起,而且非常容易上手,将大量数据拖放到数字「画布」上,转眼间就能创建好各种图表。

影响力也是十足,全球超过 42000 家客户通过使用 Tableau 快速生成所需结果,可以说是遍及各个行业的各类规模企业。

或许正因如此,就在去年 6 月,CRM 巨头 Salesforce 以 157 亿美元高价收购 Tableau,这是 Salesforce 成立 20 年历史上最大的交易,让汉拉汗成为了亿万富翁。

毫不夸张地说,Tableau 的成就,也足够汉拉汗再获一次图灵奖。

他们改变了什么?

图灵奖组委会说得很清楚:

从根本上改变了计算机图形学领域,并对电影制作产生了革命性的影响,将计算机动画电影变成为了现实。

从 25 年前的《玩具总动员》开始,他们引领了一种全新的电脑动画电影类型,为 3D 动画电影铺平了道路。

图灵奖颁给《玩具总动员》打造者!他们是动画特效先驱,奥斯卡得主,图形学集大成者

这也是艺术和技术的完美交汇。凭借在绘画和计算机图形学研究方面的工作,他们两位先后直接获得 7 次奥斯卡奖。

ACM 主席说,CGI 改变了电影制作、体验的方式,同时也对更广泛的娱乐业产生了深远的影响。

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。

而且还进一步改变着未来。谷歌 AI 掌门人 Jeff Dean 说:「他们几十年前开发的技术,在今天仍然是这个领域的标准做法,这令人印象非常深刻。重要的是,它们未来也将会在 AR/VR、数据可视化、医学成像等领域产生重要的影响。」

总之就是一句话,他们的研究成果,几乎影响着我们生活的各个方面——如果你看过动画电影、做可视化数据分析、使用 GPU 跑 AI 模型、玩 AR/VR 的话。

此外,他们参与创办的皮克斯动画公司,因乔布斯而声名鹊起,但也让乔布斯进一步封神。

图灵奖颁给《玩具总动员》打造者!他们是动画特效先驱,奥斯卡得主,图形学集大成者

皮克斯的前身前身是卢卡斯影业于 1979 年成立的计算机动画部,1986 年被苹果创始人乔布斯收购,成立了单独的皮克斯动画工作室。

皮克斯制作的第一部动画是 1995 年的《玩具总动员》,彪炳史册,也是很多人的童年回忆。

2006 年,迪士尼将皮克斯收购。

至今,皮克斯已经制作了 21 部动画片,包括《赛车总动员》、《海底总动员》、《瓦力》等等。

但皮克斯不仅仅是一家制作动画的公司,也为好莱坞的电影行业撑起了半边天。

从《阿凡达》的外星人毛发,到《终结者 2》的液态金属机器人,都是出自皮克斯子公司工业光魔特效团队。工业光魔总共获得过 15 次奥斯卡最佳视觉效果奖,无人可望其项背。

所以也可以从皮克斯的成功中,看出新晋图灵奖得主,究竟开创了一个怎样的时代。

绝对传奇,绝对巨星,绝对是图灵奖最该嘉奖的人。

One more thing

此外,由于他们的获奖,想必也能激励和指引更多年轻人。

如今,名利双收的汉拉汗,据说只将 20% 的时间花在了公司上,重心还在斯坦福大学,依旧致力于计算机图形学的发展,不变的或许是他的那份初衷:

我认为我们可以把抽象概念、数学和算法转换成图像的想法,这是世界上最酷的事情。

而卡特姆则更令人动容。

他从小就爱动画,但一度怀疑「天赋不足」而放弃,最终念念不忘,不甘庸碌一生,才在博士攻读中找到人生方向。

其后他再也没有放下。

博士毕业后就梦想着用计算机制作动画电影,然后 1986 年等来「伯乐」乔布斯,成为皮克斯动画 CTO。

用一家公司的模式打造计算机动画,用动画创意的方法运营一家公司。

众所周知,乔布斯并不是一个合格的老板、同事,但卡特姆与乔帮主共事 26 年,赢得乔布斯一次次毫无保留的称赞。

2006 年皮克斯出售给迪士尼后,卡特姆选择继续坚守所爱。

他后来成为迪士尼动画总裁,始终管理着皮克斯,直至 2018 年 10 月完全退休。

那时候,73 岁的卡特姆在一份告别信中说:

在我最疯狂的想象中,也从未想过这样一条路,并且可以与诸多非凡的人一起工作。这条路曲折、起伏,起起落落,但始终令人振奋、满怀才华、激情和奉献,让我们的工作在世界上产生了持久影响。

(注:ACM A.M. 图灵奖,以英国数学家阿兰·M·图灵(Alan M. Turing)的名字命名,创立于 1966 年,旨在对创造系统和理论基础、推动信息技术行业发展的计算机科学家和工程师进行表彰。奖金为 100 万美元,由谷歌公司提供资金支持。2019 年图灵奖颁奖晚会将于 2020 年 6 月 20 日星期六在美国旧金山举行。)

参考链接:

http://awards.acm.org/about/2019-turing

http://news.stanford.edu/2020/03/18/pat-hanrahan-wins-turing-award/

http://en.wikipedia.org/wiki/Pat_Hanrahan

题图来自:technologyreview.com

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