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2019Patrick M. Hanrahan

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发表于 2023-10-10 20:58:13 | 显示全部楼层 |阅读模式

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PATRICK M. HANRAHAN DL 作者简介链接
美国 - 2019
嘉奖
表彰他对三维计算机图形学的基础性贡献,以及计算机生成图像 (CGI) 在电影制作和其他应用领域的影响。

简短注释
参考文献
研究
主题
Patrick M. Hanrahan 的工作对计算机图形学和数据可视化领域产生了深远的影响。他因开发渲染算法而闻名,该算法用于在电影、视频游戏和其他应用中创建逼真的图像和动画。Hanrahan 还帮助完善了着色语言的概念,着色语言用于指定三维物体的视觉外观。着色语言已成为从视频游戏到建筑设计等应用领域的重要工具。

汉拉汉 1955 年出生于威斯康星州密尔沃基市,年幼时搬到了格林湾。他的父亲是一名牙齿矫正师,母亲是一名社会工作者。Hanrahan 回忆说,他在学校学习很吃力,直到高中时对国际象棋产生了浓厚的兴趣,并最终成为该州的高中国际象棋冠军。1973 年,他进入威斯康星大学麦迪逊分校学习,并于 1977 年获得核工程理学学士学位。由于没有计算机图形学方面的经验,也只上过一门计算机科学课,Hanrahan 基本上是自学成才,但他对这一新兴领域充满热情。据他回忆:"我花了一年时间自学 C 语言和 Unix 编程......然后我基本上[致力于]实现 SIGGRAPH 上的每一篇论文。"[1] Hanrahan 继续在麦迪逊大学攻读研究生课程,但在 20 世纪 80 年代初请假加入了纽约理工学院(NYIT)的计算机图形实验室,该实验室位于长岛,由前范德比尔特-惠特尼庄园的两层车库改建而成。这是当时领先的计算机图形学研究中心之一。在纽约理工学院,Hanrahan 开发了名为 GEM 的建模系统和名为 EM 的动画系统,并最终成为负责三维系统的经理。1985 年,他离开纽约理工学院,回到威斯康星州攻读生物物理学博士学位,之后在数字设备公司的系统研究中心短暂任职。

1986 年,Hanrahan 加入图灵奖获得者 Ed Catmull 和计算机图形学先驱 Alvy Ray Smith 的团队,加入皮克斯动画工作室。起初,他为公司的首款商业产品皮克斯图像计算机开发软件。当皮克斯图像计算机难以找到市场时,汉拉汉提出了将皮克斯的内部渲染软件作为商业产品销售的想法。这就是后来的 RenderMan,一款专有的三维渲染软件,用于促进建模和动画应用程序与生成最终高质量图像的渲染引擎之间的通信。RenderMan 是一个结构化的环境,其中模拟了从几何图形到照明和虚拟摄像机等复杂的渲染流水线元素,使用户无需深入了解每个元素,甚至无需了解用于渲染的系统,就能创建三维图像。

汉拉汉的团队在卡特穆尔与洛伦-卡彭特(Loren Carpenter)和罗伯-库克(Rob Cook)之前开发的名为 REYES(渲染你所见过的一切)的系统基础上构建了 RenderMan。汉拉汉的主要贡献是 RenderMan 接口规范(RISpec)及其着色语言。RISpec 是建模程序和渲染程序之间的标准通信协议或接口。RISpec 支持复杂的几何基元,如四边形或双三次补丁,而不需要使用单独的建模应用程序来使用多边形逼近复杂的形状。更具革命性的是 RenderMan 的着色语言,它允许使用类似 C 语言的编程语言来描述金属、玻璃或布料等表面。用户可以根据手头的任务修改这些描述,而不是依赖 RenderMan 的设计师来指定所有可能的值和选项。在皮克斯工作期间,Hanrahan 还开发了重要的体积渲染技术,它允许 CGI 艺术家渲染三维数据集的二维投影。

RenderMan 界面规范于 1988 年首次发布。如今,皮克斯和整个行业仍在广泛使用 RenderMan。获奖时,在过去 47 部获得奥斯卡视觉效果类提名的电影中,有 44 部都使用了 RenderMan,包括《阿凡达》、《泰坦尼克号》、《美女与野兽》、《指环王》三部曲和《星球大战前传》。汉拉汉参与了多部影片的制作,包括《铁皮玩具》(1988 年)和《玩具总动员》(1995 年)。1993 年,他凭借在《渲染大师》(RenderMan)中的出色表现获得奥斯卡奖,之后又于 2004 年和 2014 年两次获得奥斯卡技术奖。

1989 年,汉拉汉加入普林斯顿大学计算机科学系,1995 年转到斯坦福大学工作至今。在他被引用最多的一篇论文中,Hanrahan 与合著者 Marc Levoy 共同提出了光场渲染技术,这是一种在没有深度信息或特征匹配的情况下从任意点生成新视图的方法,能让观众感觉自己在场景中飞行。Hanrahan 接着开发了利用次表面散射描绘皮肤和头发的技术,以及利用蒙特卡洛光线追踪渲染复杂照明效果(即所谓的全局照明或 GI)的技术。

从 20 世纪 90 年代开始,他和他的学生们扩展了 RenderMan 着色语言,使其能够在图形处理器(GPU)这一新兴技术上实时运行。Hanrahan 和他的学生开发的 GPU 编程语言促成了广泛使用的标准的制定,其中包括彻底改变了视频游戏制作的 OpenGL 着色语言。随后,Hanrahan 和他的学生们又开发了用于 GPU 的语言 Brook,最终促成了英伟达™(NVIDIA®)的 CUDA。着色语言的普及和多样性最终要求 GPU 硬件设计师开发出更加灵活的架构。这些架构反过来又使 GPU 能够用于各种计算环境,包括运行高性能计算应用的算法,以及在人工智能应用的海量数据集上训练机器学习算法。

Hanrahan 还在数据可视化方面做了大量工作,并于 2003 年与他人共同创立了 Tableau 公司。该公司的产品可查询关系数据库、在线分析处理立方体、云数据库和电子表格,以生成图形类型的数据可视化。Tableau 于 2019 年被 Salesforce 收购,在商业智能行业得到广泛应用。

在他的职业生涯中,Hanrahan 一直致力于教育和指导工作,鼓励学生追求自己的激情,让激情推动他们的研究--这是他从获奖者 Ed Catmull 那里学到的技巧。正如 Hanrahan 所说:"比起天赋或勤奋,我观察到好奇心和激情更能决定成功,我非常提倡我的学生倾听这些内在动机。"[2] Hanrahan 已指导了 50 多篇博士论文。2018 年,他共同创立了麦克斯韦/汉拉汉基金会,以支持科学家、教师、保护主义者和创造者,他们的不同视角让我们能够发现关于我们自己和我们世界的新事物。


[1] https://www.youtube.com/watch?v=MdPXBnJWai8

[2] https://engineering.stanford.edu ... n-determine-success

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