2019埃德温-卡特穆尔

shiyi18

EDWIN E. CATMULL DL 作者简介链接
美国 - 2019
嘉奖
表彰他对三维计算机图形学的基础性贡献，以及计算机生成图像 (CGI) 在电影制作和其他应用领域的影响。

简短注释
参考文献
研究
主题
埃德温-卡特穆尔（Edwin Catmull）在计算机图形学和动画领域的开创性工作为今天的电影业奠定了基础。卡特穆尔 1945 年出生于西弗吉尼亚州帕克斯堡，六个月大时搬到犹他州。他的父母都从事教育工作，他的童年深受战后科技文化和迪斯尼早期动画的影响。在高中时，卡特穆尔就想成为一名动画师，但他意识到当时在美国没有通往动画职业的教育途径，于是他转而从事物理学和计算机科学方面的工作，并于 1969 年在盐湖城犹他大学获得了两个理学学士学位。毕业后，卡特穆尔曾在波音公司短暂工作过，然后回到盐湖城，并于 1970 年开始在犹他大学攻读计算机科学博士学位，加入了由国防部及其高级研究计划局资助的动态计算机图形学研究项目。

卡特穆尔与大卫-埃文斯（David Evans）和伊万-萨瑟兰（Ivan Sutherland）合作，解决了计算机图形学这一新兴领域最前沿的关键问题。卡特穆尔在 2013 年回忆说，他的动力始终是："哪里是前沿，哪里就是我想去的地方。"[1] 1971 年，作为伊万-萨瑟兰教授的计算机图形学课程的一部分，卡特穆尔创建了自己的左手模型并制作了动画，这被认为是三维着色计算机动画的最早范例之一，卡特穆尔也因此在《ACM 年会论文集》上发表了第一篇学术论文。这部影片中的一个片段后来被用于 1976 年理查德-赫夫朗（Richard Heffron）的电影《未来世界》（Futureworld）中，成为第一部在长篇电影中使用的电脑动画片段之一。2011 年，这部影片被选入美国国会图书馆的国家电影登记册。

在犹他大学学习期间，卡特穆尔对计算机图形学做出了多项突破性贡献。在他的博士论文中，他提出了显示曲线斑块而非多边形的基本技术，并由此产生了两个新概念： Z-缓冲（沃尔夫冈-斯特拉瑟曾同时描述过），它可以管理图像深度坐标，解决计算机图形学中隐藏表面可见性的问题；以及纹理映射，即将二维表面纹理包裹在三维物体上。他还为建模开发了一种全新的曲面，后来他与犹他州的同事吉姆-克拉克（Jim Clark）对这种曲面进行了详细的研究，这就是现在众所周知的卡特穆尔-克拉克细分曲面（Catmull-Clark Subdivision Surface）。

1974 年，卡特穆尔通过了博士答辩，之后他在计算机辅助设计公司 Applicon 工作了一段时间，后来亚历山大-舒尔博士找到他，希望他在纽约理工学院指导一个新的计算机图形实验室，该实验室位于长岛，是由前范德比尔特-惠特尼庄园的两层车库改建而成的。卡特穆尔接受了这个职位，并组建了一支强大的研究团队。舒尔资助该实验室的动机是应用计算机动画来加快动画电影的制作，从 1975 年的长片《大号图比》（Tubby the Tuba）开始。事实证明，这种希望还为时过早，但对计算机辅助二维动画技术的研究促成了卡特穆尔于 1977 年开发的 Tween 程序，该程序可帮助自动生成两个关键帧之间的运动帧。在纽约理工大学期间，卡特穆尔还对抗锯齿技术做出了根本性的贡献，这种技术可以减少渲染成像素的线条的锯齿状、阶梯状外观。他还与阿尔维-雷-史密斯（Alvy Ray Smith）一起提出了 Alpha 通道的概念，该通道可实现像素透明，至今仍是合成和其他广泛使用的数字特效的关键。

1979 年，乔治-卢卡斯（George Lucas）邀请卡特穆尔领导一个小组，将计算机图形、视频编辑和数字音频引入娱乐领域。卡特穆尔接受了邀请，并成为卢卡斯影业公司计算机部门的副总裁。电脑部参与了多部有影响力的电影的制作，同时还开发了数字合成和音频系统。图形团队与洛伦-卡彭特（Loren Carpenter）和罗伯特-库克（Robert L. Cook）共同开发了 REYES（Render Everything You Ever Saw）渲染软件架构，该软件后来被用于制作《星际迷航 2：卡恩之怒》（1982 年）中极具影响力的 "创世效果 "镜头，以及《少年福尔摩斯》（1985 年）中的彩色玻璃骑士镜头，该镜头被广泛认为是长片中第一个数字动画角色。

卡特穆尔与卡朋特和库克组成了一个团队，目标是大幅提高渲染画面的复杂性，并让艺术家们能够使用灯光和阴影。雷耶斯》是向逼真渲染图像迈出的一大步，然而，正如卡特穆尔在与图灵奖获得者帕特-汉拉汉（Pat Hanrahan）的对话中所说："我们相信，实现现实的外观是一个伟大的技术目标--不是因为我们试图模仿现实，而是因为做到这一点太难了，这将有助于推动我们前进....。我们试图与现实世界的物理原理相匹配。"[2] 图形团队继续为《绝地归来》（1983 年）制作特效，并于 1984 年与皮克斯未来的合作者约翰-拉塞特（John Lasseter）共同制作了动画短片《安德烈和沃利-B.历险记》，这一技术成就推动了业界对电脑动画长片的兴趣。

1986 年，卢卡斯影业因财务问题被迫出售其电脑动画部门，卡特穆尔与阿尔维-雷-史密斯（Alvy Ray Smith）合作，在史蒂夫-乔布斯（Steve Jobs）的资助下成立了皮克斯动画工作室。皮克斯最初是一家电脑硬件公司。1986 年，它发布了皮克斯图像计算机，主要针对高端可视化应用，如医学成像、地球物理学和气象学。随后又推出了其他机器，但皮克斯最终将重点转移到了软件和动画制作上，卡特穆尔认为软件和动画制作有可能彻底改变电影业。在卡特穆尔的领导下，皮克斯开发出了 RenderMan 专有逼真三维渲染软件，该软件可促进三维建模和动画应用程序与生成最终高质量图像的渲染引擎之间的沟通。Renderman 最初是 REYES 的一个实施方案，后来发展成为一个成熟的软件套件，在整个电影业得到广泛应用。获奖时，在过去 47 部获得奥斯卡视觉效果类提名的电影中，有 44 部是使用 RenderMan 制作的，包括《阿凡达》、《泰坦尼克号》、《美女与野兽》、《指环王》三部曲和《星球大战前传》。

1995 年，经过二十多年对计算机图形和动画的研究，第一部长篇计算机动画电影《玩具总动员》（1995 年）问世。这部电影掀起了电影业的一场革命，电脑动画从此得到广泛应用，皮克斯也由此开始了一连串技术创新并获得巨大成功的作品。2006 年，皮克斯被迪士尼收购，卡特穆尔被任命为皮克斯和迪士尼动画工作室的总裁。在卡特穆尔的领导下，两家工作室不断推出广受好评、商业上大获成功的影片。在他 2014 年出版的新书《创意公司》（Creativity, Inc： 一书中，卡特穆尔详细介绍了他在皮克斯和迪士尼动画工作室的经历，以及他的领导方法，这可以追溯到他在犹他大学求学期间。卡特穆尔将自己的成功主要归功于建立了一种环境，在这种环境中，艺术家和技术专家可以平等合作，目标明确，沟通透明。2010 年，卡特穆尔在总结自己的领导哲学时指出："根本问题在于，每个人都有可能成为非常有创造力的人。我们的问题不是如何让别人变得有创造力。而是如何让他们发挥创造力？


[1] http://archive.computerhistory.o ... 46614-05-01-acc.pdf

[2] https://queue.acm.org/detail.cfm?id=1883592

[3] http://archive.computerhistory.o ... 46614-05-01-acc.pdf