25年前，当人类历史上第一部完全由计算机制作的3D动画《玩具总动员》 诞生之时，恐怕还没有人能够想象，计算机技术推动下的3D动画和特效电影，如今成为价值1380亿美元的全球电影行业中广受欢迎的类型。
1995年由美国皮克斯动画（Pixar）制作上映的《玩具总动员》
美国纽约当地时间3月18日，被誉为计算机界的“诺贝尔奖”的图灵奖正式公布，2019年奖项被授予两位计算机科学家Patrick M. Hanrahan和Edwin E. Catmull，以表彰他们对 3D 计算机图形学的贡献，以及这些技术对电影制作和计算机生成图像（CGI）等应用的革命性影响。
Catmull（75岁）曾是《玩具总动员》出品方皮克斯动画（Pixar）和迪士尼动画工作室（Disney Animation Studios）的总裁。
Hanrahan（65岁）是皮克斯动画的创始员工之一，如今是斯坦福大学计算机图形学实验室的教授。
Catmull和Hanrahan的名字对大众领域来说并不熟悉，但是他们技术影响下的动画和特效电影，你们一定不陌生。
《玩具总动员》系列、《飞屋环游记》、《超人总动》等等以及包括《阿凡达》，《泰坦尼克号》，《美女与野兽》，《指环王》三部曲以及《星球大战》前传等电影都离不开他们的卓越贡献。
二人通过概念创新以及对软件和硬件的贡献，从根本上影响了计算机图形学的发展，对电影制作产生了革命性的影响，从25年前的《玩具总动员》开始，一直延续到今天，产生了一种全新的完全由计算机动画制作的故事片。
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除蓬勃发展的3D计算机动画电影以外，3D计算机图像对于视频游戏行业以及新兴的虚拟现实和增强现实领域也至关重要。
Catmull和Hanrahan作出的技术贡献仍然是当今CGI图像开发方式不可或缺的部分。他们对编程图形处理单元GPU(Programming Graphics Processing Units)的见解不仅对计算机图形学有影响，还影响了包括数据中心管理和人工智能在内的各个领域。
美国计算机协会（ACM） 主席 Cherri M. Pancake 说：“CGI 改变了电影的制作和体验方式，同时也深刻影响了更广泛的娱乐行业。计算机图形学是 ACM 中最大和最活跃的社区之一，ACM SIGGRAPH 年会就是证明。与此同时，Catmull 和 Hanrahan 的贡献表明，一种在计算专业化的进步可以对其他领域产生重大影响，例如 Hanraha 为 GPUs 开发着色语言，使其成为广泛领域的通用计算引擎，包括我自己的高性能计算专业。”
谷歌高级研究员、谷歌人工智能高级副总裁 Jeff Dean 表示：“虽然技术在不断发展，但是 Hanrahan 和 Catmull 几十年前开发的技术，至今仍是该领域的标准，这给人留下了深刻的印象。表彰 CGI 技术的科学贡献，并让公众了解这样一个在未来几年将影响虚拟与增强现实、数据可视化、教育、医学影像等诸多领域的学科，是十分重要的。”
Catmull于1974年在犹他大学获得计算机科学博士学位，他师从计算机图形学之父、1988年图灵奖获得者Ivan Sutherland；在博士学位论文中，Catmull引入了突破性的技术来显示曲面补丁而不是多边形，其中出现了两项新技术：Z缓冲，用于管理计算机图形学中的图像深度坐标；纹理贴图，将二维表面纹理包裹在三维对象周围。此外，他还创建了一种通过指定更粗糙的多边形网格来表示光滑表面的新方法。
Catmull的技术在开发逼真的图形，消除“锯齿”(计算机图形周围的粗糙边缘)方面发挥了重要作用， 简单来说，就是帮助计算机图形去掉“马赛克”，使之更为逼真。
离开犹他大学后，Catmull成立了纽约理工学院(NYIT)计算机图形实验室，这是美国最早的专用计算机图形实验室之一。
1979年，乔治·卢卡斯(George Lucas)，《星球大战》系列导演，邀请Catmull加入卢卡斯工作室。在那里，Catmull及其同事继续开发3D计算机图形动画，并致力于将图形推向更逼真的图像技术
1986年，史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)收购了卢卡斯电影公司（LucasFilm）的计算机动画部门，并将其更名为皮克斯(Pixar)，Catmull担任总裁。
Catmull（左）与乔布斯（中），2006
Pat Hanrahan是皮克斯的第一批员工。
Hanrahan于1985年获得了威斯康星大学麦迪逊分校的生物物理学博士学位，在加入皮克斯之前曾在NYIT的计算机图形学实验室短暂工作过。
Hanrahan与Catmull和皮克斯团队的其他成员一起工作，是一种新型图形系统的首席架构师，该图形系统允许使用真实的材质和照明来渲染弯曲的形状。此系统(后来称为RenderMan)的一个关键思想是着色器(用于CGI图像的着色)。
RenderMan的功能将光反射行为与几何形状分开，并且计算形状渲染各点的颜色、透明度和纹理。RenderMan系统还结合了Catmull早前在该领域做出的贡献的Z缓冲和细分曲面创新。
在皮克斯工作期间，Hanrahan的主要贡献有：
- 体积渲染，该技术使CGI艺术家可以渲染3D数据集（例如一团烟）的2D投影。
- 光场渲染：这种方法可通过从任意点生成新视图而没有深度信息或特征匹配的方式，使观看者感觉他们正在穿越场景。
- 描绘皮肤和头发的技术，并使用蒙特卡洛射线追踪技术来渲染复杂的照明效果。
在Catmull的领导下，皮克斯使用RenderMan制作一系列成功的电影。皮克斯还将RenderMan授权给其他电影公司。
该软件已被提名获得视觉效果类奥斯卡金像奖的最近47部电影中的44部，其中包括《阿凡达》，《泰坦尼克号》，《美女与野兽》，《指环王》三部曲以及《星球大战》前传。
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一直到今天，RenderMan仍代表CGI视觉效果的规范。包括迪斯尼后期动画真人版《小飞象》、真狮版《狮子王》等背后都是Renderman都身影。经过多年发展，在数字人像方面亦有巨大突破。
Hanrahan在离开皮克斯后，先后在普林斯顿大学和斯坦福大学担任学术职务。从1990年代开始，他和他的学生扩展了RenderMan着色语言，使其可以在GPU上实时工作。Hanrahan和他的学生开发的GPU编程语言导致了商业版本(包括OpenGL阴影语言) 的开发，彻底改变了视频游戏的编写。
Catmull则留在皮克斯30多年了，皮克斯后来成为迪斯尼动画工作室的子公司。在他的领导下，实验室的数十名研究人员发明并发布了基础技术(包括图像合成， 运动模糊，布料模拟等)，这些技术对计算机动画电影和计算机图形产生了更大的贡献。他本人也曾三次获得奥斯卡科技成果奖。
据了解，图灵奖奖金为100万美元，由Google，Inc.提供资金支持。两位获奖人将在2020年6月20日星期六出席于加利福尼亚州旧金山举行的ACM年度颁奖典礼，并正式获颁奖项。
Edwin E. Catmull
皮克斯动画联合创始人
皮克斯动画和迪士尼动画工作室前总裁
- 1970年，犹他大学的物理学和计算机科学理学学士学位
- 1974年，犹他大学计算机科学博士学位；
- 曾任Lucasfilm Ltd.计算机部门的副总裁，负责计算机图形、视频编辑、视频游戏和数字音频领域的开发；
- 在纽约技术学院成立了计算机图形学实验室。
荣获奖项
- 1993年，ACM SIGGRAPH Steven A. Coons奖；
- 1993年、1996年、2001年，三次荣获奥斯卡科技成果奖(Technical Achievement Award）
- 2006年，IEEE约翰·冯·诺 伊曼奖；
- ACM和视觉效果学会的会员；
- 美国电影艺术与科学学院成员
Patrick M. Hanrahan
斯坦福大学计算机图形学实验室；
美国佳能计算机科学与电气工程教授
- 1977 年，获得威斯康星大学麦迪逊分校的核工程学学士学位
- 1985 年，获生物物理学博士学位。
- 20 世纪 80 年代：任职于纽约技术与数字设备公司
- 1986-1989，皮克斯高级科学家
- 1991-1994，普林斯顿大学副教授
- 1994年至今，斯坦福大学教授，并指导了 40 多名博士生。
- 联合创立数据分析公司 Tableau Software，于 2019 年 8 月被 Salesforce 收购。
荣获奖项
- 2003年ACM SIGGRAPH Steven A. Coons 奖；
- 美国计算机协会会员；
- 美国艺术与科学学院院士；
- 美国国家工程院成员。
相关链接：图灵奖
A.M.图灵奖以英国数学家Alan·M·Turing的名字命名，他阐明了计算的数学基础和局限性， 并且是第二次世界大战期间对同盟密码进行密码分析的重要贡献者。自1966年成立以来，图灵奖被授予计算机科学家和工程师，以奖励他们对信息技术行业发展的系统和基础理论研究的推动。
中国科学院院士、清华大学教授姚期智“因为对计算理论包括伪随机数生成、密码学与通信复杂度的突出贡献"于2000年获得图灵奖，是获得该奖项的唯一一位华裔科学家。
Alan Turning
新闻源：https://awards.acm.org/about/2019-turing
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