2019图灵奖出炉两位皮克斯元老为什么能取得计算机职业诺贝尔奖

图灵奖取得者：帕特里克·汉拉汉（右）和艾德文·卡特姆（左）

北京时刻3月18日晚，ACM（国际计算机协会）正式宣告，将2019图灵奖荣誉颁布皮克斯（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奉献，以及这些技能对电影制造和计算机生成图画（computer-generated imagery，CGI）等运用的革新性影响而获此荣誉。

这也是继1988年图灵奖得主，计算机辅助规划之父伊万·萨瑟兰（Ivan Sutherland）之后，第2次有图形学范畴学者荣获此奖项。

计算机职业的“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年建立的奖项，专门奖赏对计算机作业做出重要奉献的个人，是计算机界最负盛名的奖项，有“计算机界诺贝尔奖”之称。该奖项称号取自英国科学家、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根底和局限性理论。

图灵奖对获奖者的要求极高，评奖程序也极严，一般每年只奖赏一名计算机科学家，该获奖者有必要是在计算机范畴具有耐久而严重的先进性的技能奉献，而且大多数获奖者是计算机范畴的科学家。

本年有些意外，是由两位获奖者共获此荣誉，他们将在本年6月20日于旧金山举办的ACM年度颁奖典礼上正式承受奖项颁布。此外，两位获奖者还会取得100万美元的奖金，由谷歌资助。

ACM方面表明，汉拉汉和卡特姆在概念创新和软硬件方面的奉献，对计算机图形学发生了根本性的影响。他们在电脑图画成像方面的作业，不只改动了动画电影，还加快了好莱坞特效，视频游戏和虚拟实践范畴的技能发展。

ACM下的体系根底架构小组Google研讨员，谷歌AI高档副总裁杰夫·迪恩（Jeff Dean）表明，两位获奖者几十年前开发的技能至今仍在运用，这令人形象深入。重要的是，在这两位学者的不懈努力下，CGI 技能将在未来几年影响许多范畴，包含虚拟和增强实践、数据可视化、教育、医学成像等，这是很重要的。

“我有一个3D图画的电影梦”

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，遭到《彼得·潘》和《木偶奇遇记》等迪士尼动画电影的招引，卡特姆开端愿望成为一个动画师，他乃至学会了运用手翻书制造动画。

不过，没有绘画根底的卡特姆在念书的过程中，卡特姆发现了自己更拿手其他东西——比方数字、比方计算机。因而，他并未在着急在电影职业中追求职位，而是进入犹他大学，发挥自己的数学才干、研讨物理和计算机科学。结业后，卡特姆在西雅图波音公司当了一段时刻的程序员，并于1970年秋天回到犹他大学读研讨生。

在犹他大学攻读研讨生期间，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年图灵奖的取得者，他曾成功开发了闻名的Sketchpad体系。

Sketchpad体系是一个交互式图形体系，运用它，规划者能够与计算机进行对话，而且能在屏幕上直接进行图形规划和修正。不少教科书以为，这一体系的呈现，标志着CAD技能的诞生。伊万·萨瑟兰还被称为是“VR之父”，他在1968年的时分就与搭档制造出了国际第第一台虚拟实践配备——达摩克里斯之剑（The Sword of Damocles），双目镜的规划能够说是现代一切头显的开山祖师。

在伊万·萨瑟兰的带领下，卡特姆打开了一扇“计算机与图画交融”的新的大门。经过SketchPad体系，卡特马尔意识到，新式的计算机图形学将成为动画职业的根底，而这刚好结合了他的喜好——技能和动画。卡特马尔决计投身于这一行，他一向愿望着能够制造出国际第一部全动画电影。

在伊万·萨瑟兰的带领下，卡特姆地点的研讨团队对1967年群众甲壳虫（Volkswagen Beetle）进行了3D建模，开发了最早的3D显现算法和多边形映射技能以迫临杂乱的曲面。他们经过多边形映射到实践的实践甲壳虫的外表上，然后丈量每条线，并将数据输入计算机程序，然后生成国际上第一个轿车的3D线框模型。

1972年，卡特姆从前以自己的手为参照物，在计算机中创建了一个模型，能够用来模仿各种动作，这是电脑动画制造的雏形，对皮克斯后期的创造起到了奠基性的效果。

1974年，卡特姆研讨生结业后来到了Applicon公司作业。同年11月，纽约理工学院（NYIT）创始人Alexander Schure联络到他，期望让他担任学院新建立的计算机图形学实验室的主管，这是美国最前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调的二维动画研讨小组，并集中精力於帮忙动画师的东西。

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运用程序，包含名为Paint的绘图程序、动画软件SoftCel和其他软件。其间，Paint能够视为迪士尼公司的计算机动画出产体系——商业动画程序Tween的前期版别。

不过，卡特姆不甘心做二维动画与运用程序开发，他一向期望完结愿望，用三维技能来做动画电影。

1979年，因为《星球大战》电影大获成功，卢卡斯影业（LucasFilm）建立了电脑绘图部，乔治·卢卡斯（George Lucas）找到了卡特姆，期望他前往加利福尼亚参加卢卡斯影业担任这一部分的技能相关作业。因而，自此开端，卡特姆便在卢卡斯公司电脑图形部担任副总裁。

但彼时，动画电影范畴还是以传统 2D 技能为主导，不过，卡特姆一向以为以计算机为主导的3D图形才是未来。

在卢卡斯影业作业期间，卡特姆帮忙开发了数字图画组成技能，包含RenderMan烘托体系等，该体系运用于《玩具总动员》和《寻觅尼莫》等影片中。

1986年，苹果联合创始人史蒂夫·乔布斯宣告以1000万美元买下了卡特姆地点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 卡特姆曾回想道：记住那是25年前的2月份，皮克斯建立的当天。乔布斯曾将我和阿尔维拉到一边，用双臂将咱们搂住，说：“今后的路还长，我诚心恳求你们容许我一件事，不管未来怎么，咱们都要互相披肝沥胆。”

年青的埃德·卡特姆（左）、乔布斯（中）与约翰·拉塞特（右）。

彼时，乔布斯担任该公司董事长职务，卡特姆担任公司首席技能官。2001年，卡特姆出任皮克斯总裁职位，并推动了一部又一部经典动画电影的诞生，如玩具总动员系列、赛车总动员系列、海底总动员以及寻梦环行记、飞屋环行记等等。

而运用RenderMan烘托体系，动画师制造的3D屏幕效果才干愈加传神。最近21个奥斯卡得奖电影中，19个是运用了该软件进行制造，包含《泰坦尼克号》、《指环王》以及《阿凡达》等等。

2006年，皮克斯被沃尔特·迪斯尼公司（Walt Disney Company）以70亿美元的价格收买，尔后卡特姆正在领导该公司的动画部分，直到上一年退休。除了技能奉献，卡特姆还为作业室创造了一起的企业文化，他把硅谷、好莱坞和漫画制造室３种截然不同的作业风格奇妙地糅合在一同，使作业人员纵情发挥个人能力，一同鼓舞彼此沟通及严密协作。卡特马尔没有架子，长于听取部属定见，每逢遇到问题，他会和部属一同评论，找出解决办法，而在作业繁忙的时分，他也常常和作业人员一同熬夜。因而卡特姆很受部属敬爱。

2008年，卡特姆取得奥斯卡戈登·E·索耶奖（奥斯卡奖的特别奖之一，在1981年新增设置的的一项电影技能荣誉奖），以赞誉他在电脑图形学上的杰出成就对电影职业所作出了重要奉献。

在皮克斯的30多年间，卡特姆领导的科研团队，开发了包含图画组成、运动含糊、布料模仿等多项根底技能。

技能改动好莱坞

与卡特姆比较，汉拉汉其进入皮克斯的时刻也要稍晚一些。

汉拉汉在威斯康星州格林贝长大，并于1985年取得了威斯康星大学麦迪逊分校的生物物理学博士学位，随后在NYIT的计算机图形学实验室时间短作业过。1986 年，汉拉汉进入皮克斯担任高档科学家，是卡特姆在皮克斯招募的第一批职工之一。

在皮克斯上任期间，汉拉汉领导团队一同开发了新的RenderMan图形体系，这能够让制造者运用实在的资料特点和光照对曲折的图形进行烘托，生成具有传神的图画效果。该体系后来被运用于《玩具总动员》等多部皮克斯动画电影的烘托规划中，还将其答应给了其他公司。

这一技能学习了卡特姆在其博士学位期间创造的一些技能，包含细分外表等，这些细分外表经过将多边形网格划分为接连较小的块，来表明曲折的目标。而汉拉汉团队在此根底上，添加了比如上色言语（用于上色CGI图画）之类的重要技能，使烘托效果更传神，更简略。

现在，该体系已成为好莱坞的规范东西，并在取得视觉效果奥斯卡金像奖提名的47部电影中的44部中运用，它首要协助计算机生成电影中的视觉特效，从简略的塑料玩具外表纹理到更杂乱的物理现象，如皮裘和水花等。

此外，汉拉汉还开发了立体烘托技能（olume rendering），该技能能够让 CGI 绘图者能够烘托3D数据集（例如一团烟雾）的2D投影。

在其1996年的一篇论文中，汉拉汉介绍了光场烘托技能的具体内容。这种技能可经过从恣意点生成新的视角，无需借用深度信息或特征匹配，使人发生一种飞过场景的感觉。

1989 年，汉拉汉脱离皮克斯，之后在普林斯顿大学和斯坦福大学担任教职。2003年，汉拉汉作为首席科学家职位，与人一起创立了Tableau Software公司。

近些年汉拉汉和他的学生为GPU开发的编程言语带动了商业版上色言语的开发（包含 OpenGL），期望改动了电子游戏的程序编写方法。GPU上上色言语的广泛性和多样性会促进GPU硬件规划者开发愈加灵敏的架构，发挥算力与算法效果。GPU上上色言语在虚拟实践和人工智能技能的规划中发挥了至关重要的效果，这中心还包含支撑无人驾驶轿车，面部辨认服务和Alexa语音技能等。

多项关于3D图画学的新技能，让卡特姆和汉拉汉取得业内人士的重视，除了图灵奖，二人也取得了 ACM SIGGRAPH 和美国电影艺术与科学院的奖项。正如《机器人制造者：乔治·卢卡斯与数字革新》的作者迈克尔·鲁宾所说，没有人像他们（卡特姆和汉拉汉）那样对计算机图形学发生如此深入而广泛的影响。

（钛媒体修改林志佳归纳收拾）