Na podstawie zadania domowego wietnamski inżynier tworzy podwaliny branży grafiki 3D

Dla osób zainteresowanych grafiką algorytm „Phong Shading” nie wydaje się niczym dziwnym, gdyż jest uważany za podstawę rozwoju światowego przemysłu grafiki 3D.

„Phong Shading” to termin oznaczający technikę cieniowania obrazów na komputerach. Zasadniczo technika ta pomaga obrazom zbliżyć się do rzeczywistości, gdy mają właściwości trójwymiarowe. Jest to jeden z pionierskich algorytmów, bez którego programy graficzne takie jak 3D Max, Maya, Cinema 4D, RenderMan… prawdopodobnie nadal byłyby w fazie badań lub w ogóle by nie istniały. Technika ta związana jest z imieniem Wietnamczyka, Bui Tuong Phong.

Krótka biografia Bui Tuong Phonga

Bui Tuong Phong urodził się w 1942 roku w Hanoi . Uczył się w liceum Albert Sarraut (obecnie Tran Phu School). W 1954 roku wraz z rodziną wyemigrował do Sajgonu i kontynuował naukę w liceum Jean Jacques Rousseau (obecnie Le Quy Don High School, Dzielnica 3, Ho Chi Minh City).

Pan Bui Tuong Phong - „ojciec” technologii stanowiącej podstawę przemysłu grafiki 3D.

W 1964 roku uzyskał dyplom inżyniera we Francji, po studiach w Grenoble i Tuluzie. W tym czasie brał udział w badaniach nad systemami operacyjnymi komputerów, koncepcją, na którą większość ludzkości była wówczas „ślepa”. Kariera Bui Tuong Phonga zaczęła nabierać niezwykłego rozpędu, odkąd przyjechał do Stanów Zjednoczonych, aby w 1971 roku podjąć studia doktoranckie na Uniwersytecie Utah. To właśnie tutaj, w pionierskiej szkole informatyki , rozwinęło się wiele talentów, które pracowały dla znanych firm graficznych, takich jak Pixar, Adobe, Silicon Graphics… W pionierskiej szkole informatyki miał więcej przestrzeni i możliwości, aby zdobywać doświadczenie i rozwijać się. Bui Tuong Phong obronił doktorat w 1973 roku. Jednak ten geniusz zmarł młodo, zaledwie dwa lata później z powodu białaczki, tuż po tym, jak przyjął zaproszenie do wygłoszenia wykładu na Uniwersytecie Stanforda.

Od lewej do prawej: obraz 2D, obraz 3D bez cieniowania, obraz 3D z cieniowaniem Phonga.

Od zadania domowego do podstawowego algorytmu dla branży grafiki 3D

- Reklama -

Profesor Ivan Sutherland zlecił Phongowi i trzem przyjaciołom (Jimowi Clarkowi, Robertowi McDermottowi i Raphaelowi Romowi) zadanie: stworzenie trójwymiarowego modelu komputerowego rzeczywistego obiektu. Innymi słowy, stworzenie obrazu, który będzie natychmiast rozpoznawalny. Grupa zdecydowała się na model komputerowy Volkswagena żony Ivana. Podzielili samochód na punkty i wielokąty, co ułatwiło pomiary i wprowadzanie danych. Phong i Raphael, będąc niskiego wzrostu, mieli za zadanie dokonać pomiarów od podłogi do góry. Tymczasem Robert i Jim, wykorzystując swoje gabaryty, zajęli się otwartym dachem.

Zespół Phonga zmierzył i oznaczył każdy punkt, aby uzyskać szczegółowe dane do zbudowania trójwymiarowego modelu samochodu Volkswagen.

Jednak trójwymiarowy model nadwozia Volkswagena nie przekonał profesora Ivana, ponieważ wyglądał na martwy. Grupa studentów kontynuowała edycję i testowanie wielu różnych opcji. W 10. tygodniu, czyli w terminie oddania projektu, Phong wpadł na pomysł zastosowania matematyki do symulacji źródła światła padającego na obiekt. Badając zjawiska optyczne, napisał równanie modelu, równoważąc jakość obrazu tak, aby nie przeciążać ograniczonej wówczas pamięci komputera. Jednocześnie opisał odbicia i rozpraszanie na krzywej, a także zidentyfikował zasłoniętą część modelu.

Trójwymiarowy sześcian przedstawiono na płaszczyźnie (po lewej) i przy użyciu techniki cieniowania Phonga (po prawej).

Według badań Bui Tuong Phonga, blok 3D jest uważany za kompletny dopiero po obróceniu o 360 stopni bez żadnych błędów geometrycznych. Powyższe prace domowe i technika cieniowania Phonga dają nam podstawy, by pomóc światowemu przemysłowi grafiki 3D rozwijać się w obecnym kształcie.

Tuoitre.vn

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