SIGGRAPH '99
Ka§dì rok se na zaŸ tku srpna zastav¡ nebo alespoå zpomal¡ vìvoj t‚mØý vçech grafickìch program…. D…vod je prostì - vçichni vìvoj ýi alespoå trochu vìznamn‚ho grafick‚ho softwaru jsou na konferenci SIGGRAPH. Ta se kon  ka§dì rok na jin‚m m¡stØ - stý¡daj¡ se týi mØsta v USA. Tentokr t vyçla ýada na Los Angeles.

Grafick‚ orgie aneb SIGGRAPH

Mnoho lid¡ pova§uje SIGGRAPH (d le jen SG) pouze za vìstavu. Jde vçak hlavnØ o vØdeckou konferenci, vìstava vznikla a§ mnohem pozdØji. SG poý d  organizace ACM (Association for Computer Machinery), kter  sdru§uje profesion ln¡ program tory z cel‚ho svØta a je rozdØlena na z jmov‚ skupiny - SIG (Special Interest Group). Z mnoha des¡tek skupin je jednou z nejvØtç¡ch pr vØ SIGGRAPH, zamØýenì na poŸ¡taŸovou grafiku. Ka§d  skupina poý d  pravideln‚ konference; tak vznikla i konference SIGGRAPH. ZpoŸ tku se na n¡ sch zelo jen p r nadçenc… a vyvolenìch, kteý¡ diskutovali nad vznikem prvn¡ch rastrovìch displej… apod. S rostouc¡m vìkonem dom c¡ch poŸ¡taŸ… se zvyçoval i z jem o konferenci, a tak SG zaŸal nab¡rat na rozmØrech. ParalelnØ s konferenc¡ se zaŸala poý dat i stejnojmenn  poŸ¡taŸov  vìstava, umØleck  vìstava a dokonce i specializovan‚ kurzy. Pro pýedstavu: tento rok navçt¡vilo vìstavu pýes çedes t tis¡c lid¡...

VØdeck  konference
Jak bylo ýeŸeno, j drem SG je vØdeck  konference, na n¡§ se prezentuj¡ skuteŸn‚ çpiŸky oboru poŸ¡taŸov‚ grafiky. Pýesto§e je konference mezin rodn¡, vØtçina pý¡spØvk… poch z¡ z americkìch vìzkumnìch center a univerzit. Dostat pý¡spØvek na SIGGRAPH znamen  skuteŸnì £spØch. ¬eskou republiku na SG reprezentoval napý¡klad Radom¡r MØch (MFF UK Praha, nyn¡ MetaCreations), kterì vytvoýil sadu algoritm… a strategi¡, jak generovat rostouc¡ virtu ln¡ kvØtiny a stromy. Jeden z jeho obr zk… byl dokonce na tituln¡ stranØ sborn¡ku konference, co§ je tak‚ nemalì £spØch.
Vlastn¡ konference trv  týi dny a je na n¡ pýedneseno pr…mØrnØ çedes t pý¡spØvk…. Zd lo by se, §e to nen¡ mnoho, ale jde o opravdovou "destilaci" toho nejlepç¡ho, co bylo v uplynul‚m roce vyzkoum no. Mnohdy je prezentov n i algoritmus, kterì z sadnØ zmØn¡ dalç¡ vìvoj. Pr vØ na SG se napý¡klad poprv‚ objevila metoda sledov n¡ paprsk… (raytracing), radiozita, pamØœ hloubky (Z-buffer) aj. Proto sed¡ v hlediçti zejm‚na Ÿlenov‚ vìvojovìch tìm…, kteý¡ pozornØ naslouchaj¡, aby mohli novinky co nejdý¡ve zaŸlenit do svìch aplikac¡.
Tento rok pýinesl mnoho novinek, z nich§ jsem vybral alespoå ty nejzaj¡mavØjç¡:
? Podepisov n¡ geometrickìch model…. Tento probl‚m souvis¡ s nastupuj¡c¡m komerŸn¡m vyu§it¡m VRML a t‚§ s autorizac¡ model… na internetu. ékolem je algoritmicky "upravit" 3D model tak, aby se vizu lnØ nezmØnil a pýitom obsahoval podpisovou znaŸku (Mesh Watermark). Prezentovan‚ ýeçen¡ umo§n¡ podepsat model tak, §e se znaŸka neztrat¡ ani po znaŸn‚m rozýez n¡ modelu Ÿi aplikov n¡ z kladn¡ch geometrickìch transformac¡. ZlodØji 3D model…, tØçte se...
? Automatick‚ generov n¡ tv ý¡ z fotografi¡ (sp¡çe poloautomatick‚ ne§ automatick‚). Z kladem metody je velk  relaŸn¡ datab ze nasn¡manìch 3D model… tv ý¡ (vŸetnØ textur), kter‚ jsou klasifikov ny do tý¡d a propojeny spoleŸnìm skeletovìm modelem, umo§åuj¡c¡m morfing mezi zvolenìmi tv ýemi. Pro vytvoýen¡ modelu postaŸ¡ jedna nebo v¡ce fotografi¡ rekonstruovan‚ tv ýe a algoritmus z n¡ (pomoc¡ zm¡nØn‚ datab ze) vytvoý¡ texturovanì prostorovì model. Prezentovan‚ vìsledky byly pýesvØdŸiv‚ - 3D rekonstrukce tv ýe z obrazu (Mona Lisa), z fotografie ji§ zemýel‚ hereŸky aj. Tak§e, herci, pozor, nenech vejte se pý¡liç fotografovat...
? Stabiln¡, rychl‚ a interaktivn¡ kouýov‚ efekty. Novinkou v generov n¡ kouýovìch efekt… bylo, §e pýedv dØn‚ algoritmy bاely v re ln‚m Ÿase a byly odstranØny zn m‚ probl‚my se stabilitou vìpoŸtu (chyby pýi "uzav¡r n¡" kouýe aj.). Rychlost vìpoŸtu byla dosa§ena netradiŸn¡m vyu§it¡m grafick‚ho akceler toru. Doufejme tedy, §e n m z toho neuhoý¡ procesor...
? Zrychlen¡ radiozity. Uv dØnì algoritmus nØkolikan sobnØ zrychluje vìpoŸet zobrazovac¡ metody radiozity na z kladØ tzv. perceptu ln¡ mapy. Tato mapa popisuje m¡sta ve vìsledn‚m obraze, kter  nebudou lidskìm okem vn¡m na pý¡liç detailnØ, proto je mo§n‚ na tØchto m¡stech vìpoŸet zjednoduçit. ProstØ "ztr tovì rendering"...
? Realistick‚ rozb¡jen¡ 3D objekt…. Virtu ln¡ rozb¡jen¡ 3D objekt… je pomØrnØ bاnou funkc¡ 3D program…, ale prezentovan  metoda vych z¡ skuteŸnØ z fyzik ln¡ podstaty jevu. Jej¡ vìsledky byly porovn v ny se skuteŸnìmi p dy pýedmØt… na zem. N hodnì div k by se jistØ nejednou spletl v tom, co je re ln‚ a co je virtu ln¡.
? Zrychlen¡ proch zen¡ obrovskìch 3D sc‚n v re ln‚m Ÿase. Z kladn¡m trikem metody je pýedpoŸ¡t n¡ pohled… (2D obr zk…) z urŸitìch pozic, kudy pozorovatel proch z¡, a zkombinov n¡ tohoto pohledu se zbytkem 3D modelu. Touto metodou lze v re ln‚m Ÿase (25 sn¡mk… za sekundu) zobrazovat i sc‚ny obsahuj¡c¡ 20 milion… troj£heln¡k….
? Zdokonalen‚ panoramatick‚ pohledy. Mnoho lid¡ zn  QuickTimeVR firmy Apple, umo§åuj¡c¡ prohl¡§et sc‚nu (re lnou nebo virtu ln¡) pomoc¡ panoramatick‚ho sn¡mku z jednoho bodu. Zdokonalen¡ spoŸ¡v  v tom, §e pozorovateli umo§åuje pohyb z m¡sta, pohyb je vçak omezen "jen" na pýedem definovanì vnitýek kruhu.
? 3D modely jen z obrysovìch kreseb. PýekvapivØ funkŸn¡ metodu pýedvedl japonskì student, kterì navrhl interaktivn¡ techniku, jak generovat 3D modely pouze z obrysovìch kreseb. StaŸ¡ jen nakreslit obrys, a program z nØj s m dopoŸ¡t  3D tØleso. Potom "kresl¡te" dalç¡ Ÿ sti tØlesa, ýe§ete jej, ohìb te, a tak mohou vznikat skuteŸnØ pØkn‚ modely. Metoda je zalo§ena na generov n¡ tzv. zobecnØnìch v lc… a m…§ete ji snadno pochopit tak, §e si syst‚m TEDDY sami vyzkouç¡te (viz obr zek a infotipy). Pýeji hodnØ z bavy...
? PoŸ¡taŸovØ generovan‚ rytiny. Zd lo by se, §e v oblasti pre-press ji§ nen¡ co ýeçit, ale ruçt¡ odborn¡ci uk zali, §e nikoliv. Navrhovan  metoda umo§åuje vytv ýen¡ poŸ¡taŸovØ generovanìch obraz… pýipom¡naj¡c¡ch rytiny. Pýedlohou m…§e bìt jakìkoli obraz i fotografie (viz obr zek).
? Alfa-kan l pro sklenØn‚ objekty. Pr ce s alfa-kan lem (zejm‚na s pr…hlednost¡) a vytv ýen¡ kompozic s obrazy je ji§ bاnou vlastnost¡ kreslic¡ch program…, pýesto pomoc¡ "obyŸejn‚ho" alfa-kan lu nelze vytv ýet vØrn‚ sklenØn‚ objekty. Navrhovanì postup rozçiýuje alfa-kan l o dalç¡ vrstvu, kter  vznik  speci ln¡m nasn¡m n¡m sklenØnìch objekt… tak, aby byl respektov n jejich pýirozenì lom paprsk…. Vìslednì rozç¡ýenì alfa-kan l umo§åuje velmi vØrnØ kombinovat pozad¡ s pr…hlednìmi objekty (viz obr zek).
Shrnuto a podtr§eno: Letoçn¡ pý¡spØvky se nejŸastØji zabìvaly zpracov n¡m 3D model… v re ln‚m Ÿase, pýenosem dat (2D, 3D, video) po internetu a ýada metod vy§adovala mØýen¡ objekt… re ln‚ho svØta (napý¡klad kombinace re lnìch a syntetickìch sc‚n). Doufejme, §e se co nejdý¡ve doŸk me implementace uvedenìch algoritm… v bاnØ pou§¡vanìch programech. ¬as od prezentace metody k realizaci se za minul  l‚ta vìraznØ zkr til a nØkter‚ prezentovan‚ algoritmy byly ji§ zaŸlenØny do praktickìch aplikac¡ nebo pý¡davnìch modul….

Speci ln¡ semin ýe
ParalelnØ s hlavn¡ konferenc¡ SG prob¡haj¡ tzv. skic ýe a aplikace (Sketches and Applications). Jsou to specializovan‚ semin ýe, kde se prezentuj¡ takov  studia, jako je ILM (Lucas Studios), Digital Domain, PiXAR, Disney nebo Blue Sky Studios, a ukazuj¡, jak se vytv ýely vybran‚ filmov‚ triky a speci ln¡ efekty.
Letos patýil mezi nejzaj¡mavØjç¡ celodenn¡ semin ý studia ILM o tom, jak se tvoýil prvn¡ d¡l "novìch" Star Wars. Bylo mo§n‚ nahl‚dnout "pod pokliŸku" tvorby pý¡çer, £pravy hlasu virtu ln¡ch herc… (podle tvaru hlavy), automatick‚ kalibrace kamer, mnohon sobn‚ kompozice aj. V podobn‚m duchu se zde prezentovaly i speci ln¡ efekty z film… Mummy, Bunny, Bug's Life, Matrix aj. Mysl¡m, §e nejeden anim tor si posteskl, kdy§ vidØl, §e ty nejzaj¡mavØjç¡ efekty a animace jsou vØtçinou generov ny pomoc¡ vlastn¡ch aplikac¡ a speci ln¡ch pý¡davnìch modul…, vyvinutìch ve vìvojovìch centrech zm¡nØnìch studi¡.

Kurzy
JeçtØ pýed vlastn¡ konferenc¡ SG prob¡haj¡ tzv. kurzy, kter‚ jsou celodenn¡ a konaj¡ se v nØkolika sekc¡ch paralelnØ, tak§e je nemo§n‚ navçt¡vit je vçechny. Kurzy se vØnuj¡ ji§ ucelenìm t‚mat…m v poŸ¡taŸov‚ grafice. M…§ete se dozvØdØt skuteŸnØ vçe o OpenGL, warpingu, wavelets, 3D fotografii, pokroŸil‚m renderingu, kompresi apod. T‚mata i poŸet kurz… se rok od roku mØn¡, letos jich probØhlo bØhem Ÿtyý dn¡ pýes Ÿtyýicet. Jejich vìjimeŸnost¡ je to, §e o t‚matech hovoý¡ çpiŸkov¡ odborn¡ci, vØdci a Ÿasto prvotn¡ autoýi, tak§e informace poch zej¡ skuteŸnØ "od zdroje". Nav¡c se m…§ete pýedn çej¡c¡ho zeptat opravdu na cokoliv.

Vìstava
Vìstava SIGGRAPH je prezentac¡ vçech firem, kter‚ maj¡ v grafice sv‚ m¡sto, a Ÿasto se zde pýedstavuj¡ nov‚ vìrobky nebo dokonce prototypy. Je tak mo§n‚ nahl‚dnout do budoucna, co§ jistØ ka§dì ocen¡. Dalç¡ specialitou SG je to, §e u st nk… vØtçinou stoj¡ samotn¡ vìvoj ýi produktu. M…§ete se tedy zeptat i na vØci, na kter‚ by v m nikdo jinì neodpovØdØl.
Letoçn¡ vìstavØ vl dla e-komerce ve 3D (EC3D), tj. rozç¡ýen¡ e-komerce z 2D obr zk… na 3D modely umo§åuj¡c¡ virtu ln¡ proch zky obchodem, odzkouçen¡ vìrobku, prohl¡§en¡ ze vçech stran aj. Produkty firem zabìvaj¡c¡ch se EC3D ýeç¡ n sleduj¡c¡ ýetØzec probl‚m…: jak nejjednoduçeji nasn¡mat 3D model (3D skener na stole je ji§ t‚mØý realitou), jak jej zjednoduçit, zkomprimovat a pýen‚st k z kazn¡kovi. Asi nejkompletnØjç¡ sadu produkt… pro tento £Ÿel pýedstavila firma MetaCreations se svìm 3D foto n stavcem MetaFlash a programy MetaStream, Canoma, Bryce, Poser a Carrara.
Pýi proch zen¡ st nk… nebylo mo§n‚ pýehl‚dnout, §e t‚mØý vçechny programy podporuj¡ zn m‚ 3D model ýe 3D Studio MAX a Maya. Pro oba programy jsou k dispozici i velmi £zce specializovan‚ pý¡davn‚ moduly.
U ýady poŸ¡taŸ… bylo instalov no tzv. Haptic Device, co§ je jak si "3D tu§ka", kterou m…§ete tvoýit objekty rìp n¡m, vytahov n¡m apod., pýiŸem§ zaý¡zen¡ poskytuje silovou zpØtnou vazbu od zpracov van‚ho objektu.
Poprv‚ byl pýedstaven grafickì akceler tor VolumePro od firmy Mitsubishi, kterì umo§åuje vizualizaci 3D objemovìch dat v re ln‚m Ÿase.

Ostatn¡
SIGGRAPH se vyznaŸuje i ýadou nadstandardn¡ch slu§eb a "atrakc¡", kterìmi by se mohli mnoz¡ tuzemçt¡ organiz toýi inspirovat.
BØhem cel‚ho SG prob¡haj¡ tzv. Komunikace, co§ jsou moderovan‚ diskuse, kam se ŸlovØk dostav¡ a m…§e si odbornØ popov¡dat na stanoven‚ t‚ma. M…§ete se tak setkat nejen s vìvoj ýi takovìch studi¡, jako je PiXAR, ale Ÿasto se dozv¡te i "co se chyst ".
SG je tak‚ ide ln¡ pý¡le§itost¡ pro z¡sk n¡ zaj¡mav‚ pr ce. Pokud v s nØjak‚ studio zaujme tak, §e u nØj budete cht¡t pracovat, zam¡ý¡te do Kari‚ra centra (Career Center), kde v s ý dnØ provØý¡ a zaýad¡ mezi adepty. NejvØtç¡ z jem je o Indy, Japonce, ale tak‚ o ¬echy.
SG je o grafice, a tak je vìstava doplnØna i umØleckou galeri¡ a nevçedn¡mi instalacemi. Speci ln¡ atrakc¡ SG je festival animace, kterì vrchol¡ pýed n¡m Oscara za kr tkì animovanì film. Hodnot¡ se i pracnost d¡la, tj. pou§it‚ softwarov‚ n stroje aj. Letos z¡skal tuto cenu (v konkurenci 12 000 z£ŸastnØnìch) film Bunny od Blue Sky Studios, kterì mimo jin‚ pýekvapil pou§it¡m radiozity a speci ln¡ho zobrazov n¡ srsti hlavn¡ postavy.
Na z vØr jeden organizaŸn¡ n pad z vìstavy - tabule vzkaz… (messaging board). Pokud chcete nØco d…le§it‚ho sdØlit sv‚mu kolegovi na vìstavØ a nem…§ete ho naj¡t, prostØ nalep¡te cedulku s vaç¡m vzkazem na vyhrazenou a abecednØ rozdØlenou tabuli a on si pak (kdy§ nev¡ kudy kam) vzkaz pýeŸte. Ji§ § dn‚ stresy z toho, §e se ztrat¡te...

Z vØr
Vìstava SIGGRAPH patý¡ mezi nejlepç¡ vìstavy sv‚ho druhu. Pokud nem te na cestu do USA, m…§ete alespoå zajet na evropskì Eurographics nebo na Ÿeskou çkolu grafiky WSCG v Plzni. Snad jsem v s tedy pýesvØdŸil, §e penØz vynalo§enìch na cestu na SIGGRAPH 2000 v New Orleans nebudete litovat. Na shledanou pý¡çt¡ rok.
Jan Buri nek

Infotipy
Str nky konference SIGGRAPH '99:
www.siggraph.org/s99
Str nky organizace ACM:
www.acm.org
Syst‚m TEDDY - 3D modely z kontur:
www.mtl.t.u-tokyo.ac.jp/~takeo/teddy/teddy.htm