“我”是如何以196行代碼獲得奧斯卡獎的

這是一篇來自KenPerlin博客的自述文章,講述了他是如何以196行代碼獲得奧斯卡科技成果獎,并將源代碼進行了公布。KenPerlin是紐約大學計算機科學系教授,紐約大學媒體研究實驗室的創始人,因在噪聲和動蕩程序紋理技術方面的杰出成就而廣受認可。簡...
發布時間:2016/11/24 19:08:20  關鍵字:程序員

  這是一篇來自 Ken Perlin 博客的自述文章,講述了他是如何以 196 行代碼獲得奧斯卡科技成果獎,并將源代碼進行了公布。Ken Perlin 是紐約大學計算機科學系教授,紐約大學媒體研究實驗室的創始人,因在噪聲和動蕩程序紋理技術方面的杰出成就而廣受認可。

  簡單翻譯后大致內容如下:

  1997 年,因為在程序紋理上所做的工作,我收到了美國電影藝術與科學學院頒發的奧斯卡科技成果獎(技術成就獎)。 例如,下圖的 NYU Torch 完全由程序紋理構成(底部的文本不是)。 火焰、背景、金屬和大理石實際上并不是 3D 模型處理 - 它們都是用紋理偽造的。

  然后我改進它,并寫了一篇文章。 你可以在這里瀏覽改進版本的交互演示。

  似乎我的技術被用于各種軟件包,比如 Autodesk Maya、SoftImage、3D Studio Max、Dynamation、RenderMan 等,他們用來制作特效電影的效果,這很酷。 

  當時收到的獲獎理由:

  因 Ken Perlin 對 Perlin Noise 的貢獻頒發此獎,Perlin Noise 的發展使得計算機圖形學家能夠更好地實現電影行業視覺效果中的自然現象的復雜性。

  以下是我實現 Noise 的源代碼,以 C 為源語言:

/* coherent noise function over 1, 2 or 3 dimensions */
/* (copyright Ken Perlin) */

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h>

#define B 0x100
#define BM 0xff

#define N 0x1000
#define NP 12   /* 2^N */
#define NM 0xfff

static p[B + B + 2];
static float g3[B + B + 2][3];
static float g2[B + B + 2][2];
static float g1[B + B + 2];
static start = 1;

static void init (void);

#define s_curve (t) ( t * t * (3. - 2. * t) )

#define lerp (t, a, b) ( a + t * (b - a) )

#define setup (i,b0,b1,r0,r1)\
    t = vec[i] + N;\
    b0 = ((int)t) & BM;\
    b1 = (b0+1) & BM;\
    r0 = t - (int)t;\
    r1 = r0 - 1.;

double noise1(double arg)
{
    int bx0, bx1;
    float rx0, rx1, sx, t, u, v, vec[1];

    vec[0] = arg;
    if (start) {
        start = 0;
        init ();
    }

    setup (0, bx0,bx1, rx0,rx1);

    sx = s_curve (rx0);

    u = rx0 * g1[ p[ bx0 ] ];
    v = rx1 * g1[ p[ bx1 ] ];

    return lerp (sx, u, v);
}

float noise2(float vec[2])
{
    int bx0, bx1, by0, by1, b00, b10, b01, b11;
    float rx0, rx1, ry0, ry1, *q, sx, sy, a, b, t, u, v;
    register i, j;

    if (start) {
        start = 0;
        init ();
    }

    setup (0, bx0,bx1, rx0,rx1);
    setup (1, by0,by1, ry0,ry1);

    i = p[ bx0 ];
    j = p[ bx1 ];

    b00 = p[ i + by0 ];
    b10 = p[ j + by0 ];
    b01 = p[ i + by1 ];
    b11 = p[ j + by1 ];

    sx = s_curve (rx0);
    sy = s_curve (ry0);

#define at2(rx,ry) ( rx * q[0] + ry * q[1] )

    q = g2[ b00 ] ; u = at2(rx0,ry0);
    q = g2[ b10 ] ; v = at2(rx1,ry0);
    a = lerp (sx, u, v);

    q = g2[ b01 ] ; u = at2(rx0,ry1);
    q = g2[ b11 ] ; v = at2(rx1,ry1);
    b = lerp (sx, u, v);

    return lerp (sy, a, b);
}

float noise3(float vec[3])
{
    int bx0, bx1, by0, by1, bz0, bz1, b00, b10, b01, b11;
    float rx0, rx1, ry0, ry1, rz0, rz1, *q, sy, sz, a, b, c, d, t, u, v;
    register i, j;

    if (start) {
        start = 0;
        init ();
    }

    setup (0, bx0,bx1, rx0,rx1);
    setup (1, by0,by1, ry0,ry1);
    setup (2, bz0,bz1, rz0,rz1);

    i = p[ bx0 ];
    j = p[ bx1 ];

    b00 = p[ i + by0 ];
    b10 = p[ j + by0 ];
    b01 = p[ i + by1 ];
    b11 = p[ j + by1 ];

    t  = s_curve (rx0);
    sy = s_curve (ry0);
    sz = s_curve (rz0);

#define at3(rx,ry,rz) ( rx * q[0] + ry * q[1] + rz * q[2] )

    q = g3[ b00 + bz0 ] ; u = at3(rx0,ry0,rz0);
    q = g3[ b10 + bz0 ] ; v = at3(rx1,ry0,rz0);
    a = lerp (t, u, v);

    q = g3[ b01 + bz0 ] ; u = at3(rx0,ry1,rz0);
    q = g3[ b11 + bz0 ] ; v = at3(rx1,ry1,rz0);
    b = lerp (t, u, v);

    c = lerp (sy, a, b);

    q = g3[ b00 + bz1 ] ; u = at3(rx0,ry0,rz1);
    q = g3[ b10 + bz1 ] ; v = at3(rx1,ry0,rz1);
    a = lerp (t, u, v);

    q = g3[ b01 + bz1 ] ; u = at3(rx0,ry1,rz1);
    q = g3[ b11 + bz1 ] ; v = at3(rx1,ry1,rz1);
    b = lerp (t, u, v);

    d = lerp (sy, a, b);

    return lerp (sz, c, d);
}

static void normalize2(float v[2])
{
    float s;

    s = sqrt (v[0] * v[0] + v[1] * v[1]);
    v[0] = v[0] / s;
    v[1] = v[1] / s;
}

static void normalize3(float v[3])
{
    float s;

    s = sqrt (v[0] * v[0] + v[1] * v[1] + v[2] * v[2]);
    v[0] = v[0] / s;
    v[1] = v[1] / s;
    v[2] = v[2] / s;
}

static void init (void)
{
    int i, j, k;

    for (i = 0 ; i < B ; i++) {
        p[i] = i;

        g1[i] = (float)((random () % (B + B)) - B) / B;

        for (j = 0 ; j < 2 ; j++)
            g2[i][j] = (float)((random () % (B + B)) - B) / B;
        normalize2(g2[i]);

        for (j = 0 ; j < 3 ; j++)
            g3[i][j] = (float)((random () % (B + B)) - B) / B;
        normalize3(g3[i]);
    }

    while (--i) {
        k = p[i];
        p[i] = p[j = random () % B];
        p[j] = k;
    }

    for (i = 0 ; i < B + 2 ; i++) {
        p[B + i] = p[i];
        g1[B + i] = g1[i];
        for (j = 0 ; j < 2 ; j++)
            g2[B + i][j] = g2[i][j];
        for (j = 0 ; j < 3 ; j++)
            g3[B + i][j] = g3[i][j];
    }
}
众人帮太赚钱了