Από μια εργασία για το σπίτι, Βιετναμέζος μηχανικός δημιουργεί τα θεμέλια της βιομηχανίας τρισδιάστατων γραφικών

Για όσους ενδιαφέρονται για τα γραφικά, ο αλγόριθμος "Phong shading" δεν φαίνεται και πολύ περίεργος, καθώς θεωρείται το θεμέλιο που βοηθά στην ανάπτυξη της παγκόσμιας βιομηχανίας τρισδιάστατων γραφικών.

Η «σκίαση Phong» είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται για να αναφερθεί σε μια τεχνική σκίασης για εικόνες σε υπολογιστές. Βασικά, αυτή η τεχνική βοηθά τις εικόνες να πλησιάσουν περισσότερο την πραγματικότητα όταν έχουν τρισδιάστατες ιδιότητες. Θεωρείται ένας από τους πρωτοπόρους αλγόριθμους, χωρίς αυτόν, προγράμματα γραφικών όπως το 3D Max, το Maya, το Cinema 4D, το RenderMan... πιθανότατα θα βρίσκονταν ακόμα σε ερευνητική διαδικασία ή δεν θα υπήρχαν. Αυτή η τεχνική συνδέεται με το όνομα ενός Βιετναμέζικου, του Bui Tuong Phong.

Σύντομη βιογραφία του Bui Tuong Phong

Ο Μπούι Τουόνγκ Φονγκ γεννήθηκε το 1942 στο Ανόι . Σπούδασε στο Λύκειο Αλμπέρ Σαρώ (τώρα Σχολείο Τραν Φου). Στη συνέχεια μετανάστευσε στη Σαϊγκόν με την οικογένειά του το 1954 και συνέχισε τις σπουδές του στο Λύκειο Ζαν Ζακ Ρουσσώ (τώρα Λύκειο Λε Κουί Ντον, Περιοχή 3, Πόλη Χο Τσι Μινχ).

Κος Μπούι Τουόνγκ Φονγκ - «πατέρας» της τεχνολογίας που αποτελεί το θεμέλιο της βιομηχανίας τρισδιάστατων γραφικών.

Το 1964, απέκτησε πτυχίο μηχανικού στη Γαλλία, αφού σπούδασε στη Γκρενόμπλ και την Τουλούζη. Εκείνη την εποχή, συμμετείχε στην έρευνα λειτουργικών συστημάτων υπολογιστών, μια έννοια στην οποία το μεγαλύτερο μέρος της ανθρωπότητας ήταν «τυφλό» εκείνη την εποχή. Η επαγγελματική πορεία του Bui Tuong Phong άρχισε να έχει ένα αξιοσημείωτο ορόσημο από τότε που ήρθε στις ΗΠΑ για να σπουδάσει διδακτορικό στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα το 1971. Αυτή είναι η κοιτίδα που παρήγαγε μια σειρά από ταλέντα για διάσημες εταιρείες γραφικών όπως η Pixar, η Adobe, η Silicon Graphics... Σε μια πρωτοποριακή σχολή στην επιστήμη των υπολογιστών, είχε περισσότερο χώρο και ευκαιρίες να βιώσει και να εξελιχθεί. Ο Bui Tuong Phong ολοκλήρωσε τη διδακτορική του διατριβή το 1973. Ωστόσο, αυτή η ιδιοφυΐα πέθανε νέα, πεθαίνοντας μόλις δύο χρόνια αργότερα από λευχαιμία, ακριβώς τη στιγμή που δέχτηκε μια πρόσκληση να γίνει λέκτορας στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ.

Από αριστερά προς τα δεξιά: δισδιάστατη εικόνα, τρισδιάστατη εικόνα χωρίς σκίαση, τρισδιάστατη εικόνα με σκίαση Phong.

Από μια εργασία για το σπίτι σε έναν βασικό αλγόριθμο για τη βιομηχανία τρισδιάστατων γραφικών

- Διαφήμιση -

Ο καθηγητής Ivan Sutherland ανέθεσε στον Phong και σε τρεις φίλους του (Jim Clark, Robert McDermott και Raphael Rom) μια εργασία: να δημιουργήσουν ένα τρισδιάστατο μοντέλο υπολογιστή ενός πραγματικού αντικειμένου. Δηλαδή, να δημιουργήσουν μια εικόνα που να είναι άμεσα αναγνωρίσιμη. Η ομάδα αποφάσισε να επιλέξει το Volkswagen της συζύγου του Ivan για το μοντέλο υπολογιστή. Χώρισαν το αυτοκίνητο σε σημεία και πολύγωνα, διευκολύνοντας τη μέτρηση και την εισαγωγή δεδομένων. Ο Phong και ο Raphael, όντας μικροί σε ανάστημα, ανέλαβαν να μετρήσουν από το πάτωμα και πάνω. Εν τω μεταξύ, ο Robert και ο Jim εκμεταλλεύτηκαν το μέγεθός τους για να φροντίσουν την οροφή προς τα κάτω.

Η ομάδα του Phong μέτρησε και σημάδεψε κάθε σημείο για να έχει λεπτομερή δεδομένα και να κατασκευάσει ένα τρισδιάστατο μοντέλο του αυτοκινήτου Volkswagen.

Ωστόσο, το τρισδιάστατο μοντέλο του αμαξώματος του Volkswagen δεν έπεισε τον καθηγητή Ιβάν επειδή φαινόταν άψυχο. Η ομάδα των φοιτητών συνέχισε να επεξεργάζεται και να δοκιμάζει πολλές διαφορετικές επιλογές. Μέχρι την 10η εβδομάδα, την προθεσμία του έργου, ο Φονγκ σκέφτηκε την εφαρμογή μαθηματικών για την προσομοίωση της πηγής φωτός που λάμπει στο αντικείμενο. Μελετώντας οπτικά φαινόμενα, έγραψε μια εξίσωση μοντέλου, εξισορροπώντας την ποιότητα της εικόνας ώστε να μην υπερφορτώνεται η περιορισμένη μνήμη του υπολογιστή εκείνη τη στιγμή. Ταυτόχρονα, περιέγραψε τις ανακλάσεις και τη σκέδαση στην καμπύλη, καθώς και ταυτοποίησε το σκοτεινό μέρος του μοντέλου.

Ένας τρισδιάστατος κύβος αναπαρίσταται σε ένα επίπεδο (αριστερά) και με την τεχνική σκίασης Phong (δεξιά).

Σύμφωνα με την έρευνα του Bui Tuong Phong, ένα τρισδιάστατο μπλοκ θεωρείται ολοκληρωμένο μόνο όταν περιστραφεί 360 μοίρες χωρίς γεωμετρικά σφάλματα. Από την παραπάνω εργασία για το σπίτι και την τεχνική σκίασης Phong, έχουμε τη βάση για να βοηθήσουμε την παγκόσμια βιομηχανία τρισδιάστατων γραφικών να αναπτυχθεί όπως είναι σήμερα.

Tuoitre.vn

Πηγή: https://cuoi.tuoitre.vn/tu-mot-bai-tap-ve-nha-ky-su-viet-tao-ra-nen-tang-nganh-do-hoa-3d-20240715184321797.htm