Från en hemuppgift lägger vietnamesisk ingenjör grunden för 3D-grafikindustrin

För de som är intresserade av grafik verkar algoritmen "Phong shading" inte så konstig, eftersom den anses vara grunden som hjälper världens 3D-grafikindustri att utvecklas.

"Phong-skuggning" är en term som används för att hänvisa till en skuggningsteknik för bilder på datorer. I grund och botten hjälper denna teknik bilder att komma närmare verkligheten när de har tredimensionella egenskaper. Detta anses vara en av de banbrytande algoritmerna, utan den skulle grafikprogram som 3D Max, Maya, Cinema 4D, RenderMan... förmodligen fortfarande vara under forskning eller inte existera. Denna teknik är förknippad med namnet på en vietnames, Bui Tuong Phong.

Kort biografi om Bui Tuong Phong

Bui Tuong Phong föddes 1942 i Hanoi . Han studerade vid Lycée Albert Sarraut (nu Tran Phu-skolan). Han flyttade sedan till Saigon med sin familj 1954 och fortsatte sina studier vid Lycée Jean Jacques Rousseau (nu Le Quy Don High School, distrikt 3, Ho Chi Minh-staden).

Herr Bui Tuong Phong – "fadern" till den teknik som är grunden för 3D-grafikindustrin.

År 1964 tog han en ingenjörsexamen i Frankrike, efter att ha studerat i Grenoble och Toulouse. Vid den tiden deltog han i forskning om operativsystem, ett koncept som större delen av mänskligheten var "blind" för vid den tiden. Bui Tuong Phongs karriärväg började ta en anmärkningsvärd milstolpe sedan han kom till USA för att studera för en doktorsexamen vid University of Utah 1971. Detta är vaggan som producerade en rad talanger för kända grafikföretag som Pixar, Adobe, Silicon Graphics... På en banbrytande skola inom datavetenskap fick han mer utrymme och möjligheter att uppleva och utveckla sig själv. Bui Tuong Phong avslutade sin doktorsavhandling 1973. Detta geni dog dock ungt, och gick bort bara två år senare på grund av leukemi, precis samtidigt som han accepterade en inbjudan att bli föreläsare vid Stanford University.

Från vänster till höger: 2D-bild, 3D-bild utan skuggning, 3D-bild med Phong-skuggning.

Från en hemuppgift till en grundläggande algoritm för 3D-grafikindustrin

- Annons -

Professor Ivan Sutherland gav Phong och tre vänner (Jim Clark, Robert McDermott och Raphael Rom) en uppgift: skapa en 3D-datormodell av ett verkligt objekt. Det vill säga, skapa en bild som är omedelbart igenkännbar. Gruppen bestämde sig för att välja Ivans frus Volkswagen till datormodellen. De delade in bilen i punkter och polygoner, vilket gjorde det lättare att mäta och mata in data. Phong och Raphael, som var små till växten, fick i uppdrag att mäta från golvet och uppåt. Under tiden utnyttjade Robert och Jim sin storlek för att ta hand om taket och neråt.

Phongs team mätte och markerade varje punkt för att få detaljerade data för att bygga en 3D-modell av Volkswagen-bilen.

3D-modellen av Volkswagens kaross övertygade dock inte professor Ivan eftersom den såg livlös ut. Studentgruppen fortsatte att redigera och testa många olika alternativ. Vid den tionde veckan, projektets deadline, kom Phong på idén att tillämpa matematik för att simulera ljuskällan som lyser på objektet. Utifrån studier av optiska fenomen skrev han en modellekvation där han balanserade bildkvaliteten för att inte överbelasta datorns begränsade minne vid den tidpunkten. Samtidigt beskrev han reflektionerna och spridningen i kurvan, samt identifierade den dolda delen av modellen.

En 3D-kub representeras på ett plan (vänster) och med Phong-skuggningsteknik (höger).

Enligt Bui Tuong Phongs forskning anses ett 3D-block endast vara komplett när det roteras 360 grader utan några geometriska fel. Utifrån ovanstående läxa och Phongs skuggningsteknik har vi grunden för att hjälpa världens 3D-grafikindustri att utvecklas som den är idag.

Tuoitre.vn

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