Od Toy Story přes Avatar až po umělou inteligenci. Průkopníci počítačové grafiky z Pixaru získali prestižní Turingovu cenu

Toy Story způsobilo revoluci v animovaném filmu

Foto: Disney

Dnes už ve velkých studiích klasicky kreslené animované filmy prakticky vůbec nevznikají, všechny je dávno nahradila efektivnější, v mnoha ohledech atraktivnější počítačová animace. Určitě nelze říci, že by neexistovala, ale skoro jistě by byla výrazně jiná nebo primitivnější bez přičinění dvou průkopníků, Edwina Catmulla a Pata Hanrahana. Ti byli letos oceněni Turingovou cenou, jedním z nejprestižnějších vyznamenání v oboru počítačových technologií.

Toy Story, neboli Příběh hraček, je dodnes jednou z vůbec nejlepších animovaných sérií, které kdy vznikly. Obzvlášť první díl v roce 1995 působil jako naprosté zjevení. V době, kdy počítače v domácnostech byly stále luxusem a Disney vydalo Pocahontas ve svém typickém kresleném stylu vyvinutém v předchozích dekádách, přišel film kompletně vytvořený 3D digitální animací.

První kroky ultimátně směřující ke vzniku Toy Story byly podstoupeny už v první polovině 70. let. Alexandr Schure tehdy na jím založeném Newyorském technologickém institutu (NYIT) sestavil laboratoř počítačové grafiky (CGL) právě s cílem vytvořit kompletně počítačově animovaný film. Počítačový vědec Edwin Catmull patřil mezi první najaté zaměstnance a v letech, co zde strávil, spoluvytvořil například techniku pro kombinování v počítači vyrenderovaných obrazů se záběry skutečného světa.

ed-catmull-pixar

Edwin Catmull byl ředitelem Pixaru od jeho počátků až do roku 2018

Foto: Pixar

V průběhu několika let se NYIT dostal kvůli nákladům na vývoj počítačové grafiky do problémů a členové CGL se rozhodli pracovat přímo s filmový studiem. Tím se po rozhovorech s režiséry a technologickými nadšenci Francisem Fordem Coppolou a Georgem Lucasem v roce 1979 stal Lucasfilm. Catmull zaujal roli vedení nové grafické skupiny spadající pod počítačovou divizi společnosti.

Laboratoř na NYIT přesto fungovala i nadále, a dokonce zde započaly práce na prvním celovečerním filmu kompletně vytvořeném 3D grafikou. Jmenovat se měl The Works, svým názvem odkazujíc na etymologii slova robot (Čapek ho vymyslel zkrácením slova robota, anglicky work). Po několika letech práce byl vývoj zastaven, přesto existuje alespoň trailer, o celých deset let předcházející Toy Story.

Animáky, hollywoodské spektákly i virtuální realita

Ačkoliv grafická skupina pod Lucasfilmem vynalezla mnoho zásadních technik pro počítačovou animaci, v roce 1983 jí hrozil prodej a rozpad. Vznikla tedy samostatně operující firma pojmenovaná Pixar, stejně jako speciální typ počítače, která vyrobila. O tři roky později získala pět milionů dolarů od Steva Jobse, takže se pod vedením Eda Catmulla mohla dále věnovat vývoji nástrojů pro vytvoření celovečerního animovaného filmu jen v počítači.

V této době se ke společnosti připojil také Pat Hanrahan, dříve student biofyziky. Následující roky nebyly kvůli častým finančním problémům jednoduché, ale staly se základem vzniku technologií později aplikovaných široce mimo původní zaměření jako umělá inteligence.

pat-hanrahan-stanford

Pat Hanrahan svou prací kromě počítačové grafiky ovlivnil i další odvětví informatiky

Foto: Stanford

„Když jsem začínal, grafika v podstatě neexistovala,“ řekl pro magazín TechCrunch Hanrahan. „Tak nějak jsem grafiku objevil na postgraduální škole, ale nebyli k tomu žádní profesoři, přednášky, vlastně to ani nebylo v počítačových vědách.“ V Pixaru pracoval jen mezi lety 1986 a 1989, měl ale velký vliv na dodnes esenciální technologie počítačové grafiky.

Vedl například vznik RenderMana, softwarového nástroje pro renderování fotorealistických trojrozměrných prostorů s odpovídajícími světly a stíny. RenderMan je nejen stále vyvíjen, ale stojí v centru nejnovějších animovaných produkcí a drží pozici standardu ve svém oboru. Ten je dnes pod zkratkou CGI nějakým způsobem přítomen také ve velké části hollywoodské a světové filmové i televizní produkce. Nemluvě o počítačových hrách, virtuální realitě a podobně.

bresova-t

Přečtěte si takéLucie Brešová buduje po odchodu z Kiwi.com školku budoucnosti. Teď začínají učit děti i online na dálku

Ještě před vznikem Toy Story sehrál RenderMan důležitou roli ve filmech Terminátor 2: Den zúčtování a Jurský park, jejichž digitální efekty ani v současném kontextu nenaruší divákův vjem uvěřitelnosti. Bez průkopnické práce počítačových vědců by také mnohem později jen těžko vznikly vizuální spektákly jako Titanic, Pán prstenů nebo Avatar.

Catmull, Hanrahan a další za RenderMana v roce 1993 dostali technickou cenu filmové Akademie, spadající pod Oscary. Oba pak byli za svůj technologický přínos touto institucí oceněni ještě dvakrát. Catmull si přitom podle svých slov sám nebyl tak docela vědom vlastního vlivu, když ještě v postgraduálním studiu vymyslel nový způsob práce s povrchy v počítači. O mnoho let později na jeho vývoj navázali další.

„Bylo to natolik úspěšné, že tím nahradili to, s čím pracovali dosud v Životě brouka (druhý celovečerní film Pixaru – pozn. red.). Měl jsem plné ruce práce s budováním firmy a tvorbou filmů a tak dále, že jsem o tom ani nevěděl, dokud mi MPAA loni nedala cenu za vývoj těch technik, které jsou teď dominantní ve veškeré animaci,“ popisuje Catmull.

nala-simba-zazu-lion-king-2019

Software RenderMan hrál zásadní roli například při vzniku fotorealistické verze Lvího krále

Foto: Disney

Turingova cena, pojmenovaná po britském matematikovi a jednom ze zakladatelů moderní informatiky, se uděluje každoročně od roku 1966. Získávají ji ti vůbec nejzásadnější lidé ze světa počítačových technologií – například v roce 2016 to byl Tim Berners-Lee, tvůrce World Wide Webu. Často opakujícími se obory s oceněními patří umělá inteligence, kryptografie a vývoj programovacích jazyků.

Letos je to podruhé za celou historii „počítačové Nobelovy ceny“, co ji obdrželi lidé pracující v počítačové grafice. Poprvé to bylo roce 1988, kdy prestižní vyznamenání a milion dolarů dostal Ivan Sutherland, považovaný za zakladatele počítačové grafiky. Catmull byl v 70. letech jedním z jeho studentů na univerzitě v Utahu. Jak vysvětlují The New York Times, akademické prostředí se později stalo také modelem pro práci v Pixaru, kde byl rychlý vývoj technologií výsledkem živé interakce široké komunity počítačových vědců.

Podobně, jako to platí pro okruh zájmu tohoto odvětví, považují také oba letošní laureáti za nejdůležitější jednak uměleckou stránku a jednak technologický vývoj. Catmull, který byl až do roku 2018 prezidentem Pixaru, je hrdý hlavně na to, jak se mu ve studiu dařilo udržovat rovnováhu mezi technickým vývojem a vytvářením poutavých příběhů. Hanrahan zase většinu své kariéry strávil v akademickém prostředí a mnoho z jeho studentů později výrazně zasáhlo do světa počítačové animace.

Student filozofie a filmových studií, fanoušek vědy, umění a moderních technologií.