Egy házi feladatból egy vietnami mérnök lerakja a 3D grafikai ipar alapjait

A grafika iránt érdeklődők számára a „Phong shading” algoritmus nem tűnik túl furcsának, mivel ezt tekintik a világ 3D grafikai iparának fejlődését segítő alapnak.

A „Phong árnyékolás” kifejezés a számítógépes képek árnyékolási technikájára utal. Alapvetően ez a technika segít abban, hogy a képek közelebb kerüljenek a valósághoz, ha háromdimenziós tulajdonságokkal rendelkeznek. Ezt az egyik úttörő algoritmusnak tekintik, nélküle olyan grafikus programok, mint a 3D Max, a Maya, a Cinema 4D, a RenderMan... valószínűleg még mindig kutatási folyamatban lennének, vagy nem léteznének. Ez a technika egy vietnami Bui Tuong Phong nevéhez fűződik.

Bui Tuong Phong rövid életrajza

Bui Tuong Phong 1942-ben született Hanoiban . A Lycée Albert Sarraut-ban (ma Tran Phu Iskola) tanult. Ezután 1954-ben családjával Saigonba költözött, és a Lycée Jean Jacques Rousseau-ban folytatta tanulmányait (ma Le Quy Don Középiskola, 3. kerület, Ho Si Minh-város).

Bui Tuong Phong úr - a 3D grafikai ipar alapját képező technológia "atyja".

1964-ben mérnöki diplomát szerzett Franciaországban, miután Grenoble-ban és Toulouse-ban tanult. Ekkoriban részt vett a számítógépes operációs rendszerek kutatásában, egy olyan koncepcióban, amelyre az emberiség nagy része akkoriban „vak” volt. Bui Tuong Phong karrierje figyelemre méltó mérföldkőhöz érkezett, miután 1971-ben az Egyesült Államokba érkezett, hogy a Utah-i Egyetemen doktoráljon. Ez a bölcső adott otthont számos tehetségnek olyan híres grafikai cégek számára, mint a Pixar, az Adobe, a Silicon Graphics... A számítástechnika úttörő iskolájában több tere és lehetősége volt a tapasztalatszerzésre és az önfejlesztésre. Bui Tuong Phong 1973-ban fejezte be doktori disszertációját. Ez a zseni azonban fiatalon halt meg, mindössze két évvel később leukémia következtében, éppen akkor, amikor elfogadta a Stanford Egyetem meghívását előadónak.

Balról jobbra: 2D kép, 3D kép árnyékolás nélkül, 3D kép Phong árnyékolással.

Egy házi feladattól a 3D grafikai ipar alapvető algoritmusáig

- Hirdetés -

Ivan Sutherland professzor Phongnak és három barátjának (Jim Clarknak, Robert McDermottnak és Raphael Romnak) adott feladatot: készítsenek egy valós tárgy 3D-s számítógépes modelljét. Vagyis egy olyan képet, amely azonnal felismerhető. A csoport úgy döntött, hogy Ivan feleségének Volkswagenét választja a számítógépes modellhez. Az autót pontokra és sokszögekre osztották, ami megkönnyítette a mérést és az adatok bevitelét. Phong és Raphael, mivel alacsony termetűek, a padlótól számított méréseket kaptak. Eközben Robert és Jim kihasználva méretüket, leengedett tetővel foglalkoztak.

Phong csapata minden pontot megmért és megjelölt, hogy részletes adatokkal rendelkezzen a Volkswagen autó 3D-s modelljének megépítéséhez.

A Volkswagen karosszériájának 3D-s modellje azonban nem győzte meg Ivan professzort, mert élettelennek tűnt. A diákcsoport továbbra is számos különböző lehetőséget szerkesztett és tesztelt. A projekt határidejének 10. hetére Phongnak az az ötlete támadt, hogy matematikai módszereket alkalmaz a tárgyra vetülő fényforrás szimulálására. Az optikai jelenségek tanulmányozása alapján felírt egy modellegyenletet, amelyben a képminőséget úgy egyensúlyozta, hogy ne terhelje túl a számítógép akkori korlátozott memóriáját. Ugyanakkor leírta a görbében fellépő visszaverődéseket és szóródást, valamint azonosította a modell takart részét.

Egy 3D-s kockát síkban (balra) és Phong árnyékolási technikával (jobbra) ábrázolnak.

Bui Tuong Phong kutatása szerint egy 3D blokkot csak akkor tekintünk teljesnek, ha 360 fokban elforgatható geometriai hibák nélkül. A fenti házi feladatból és a Phong árnyékolási technikából megvan az alapja annak, hogy segítsük a világ 3D grafikai iparának fejlődését a mai formájához.

Tuoitre.vn

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