從技術方面講,Ed Catmull對於圖形學的具體貢獻有哪些?


謝邀。

對Ed Catmull了解的不多,從wiki上 http://en.wikipedia.org/wiki/Edwin_Catmull 可以知道Catmull的主要貢獻有以下幾個方面:

(1)對於雙三次Bezier曲面的研究。他的PhD論文《A subdivision algorithm for computer display of curved surfaces》以及後來發的一篇論文《Recursively generated B-spline surfaces on arbitrary topological meshes》都是關於曲面細分方法的研究。他和Clark共同提出了名為Catmull–Clark的曲面細分方法。以下為Ed Catmull使用其演算法得到的Gumbo模型。

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曲面細分演算法有什麼用?我們知道曲面是連續表示的,在計算機中無法渲染,需要將曲面離散成一個一個的平面。而如何控制離散的精度來權衡計算效率和原始曲面的逼近程度,就需要好的曲面細分演算法。

(2)雖然 Wolfgang Stra?er 在 1974 年所寫的博士論文中提到了「深度緩衝區」的思想,但通常認為是Ed Catmull發明了「深度緩衝」(z-buffering)的概念。深度緩衝用於處理渲染場景中哪部分可見、哪部分不可見的問題。顯卡可以根據深度緩衝區正確地生成通常的深度感知效果:較近的物體遮擋較遠的物體。當要渲染的場景很大時,使用深度信息就可以剔除掉部分像素,提升渲染的性能。

(3)發明了紋理映射(texture mapping)。紋理映射可以使物體的顯示效果更逼真。

在計算機圖形學中是把存儲在內存里的點陣圖包裹到3D渲染物體的表面。一個圖像(紋理)被貼(映射)到場景中的一個簡單形體上,就像印花貼到一個平面上一樣。這大大減少了在場景中製作形體和紋理的計算量。

(4)發明了數碼合成技術(Digital Image Compositing)。即將多幅圖片整合成一張圖片,這在動畫中十分常用。

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(5)為皮克斯開發了PhotoRealistic RenderMan(PRMan)渲染器,是常用的製作影視特效的三維渲染軟體。很多好萊塢大片都使用這個軟體來製作特效,如《泰坦尼克號》、《星球大戰》、《指環王》。


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