Jesteśmy zalani cyfrowym światłem

W książce Alvy'ego Raya Smitha, współzałożyciela Pixara, skromny piksel przyciąga uwagę, na jaką zasługuje.

Za pomocą

• Chris Turner strona archiwum

27 października 2021

Andrea Daquino

Informatyk Alvy Ray Smith był współzałożycielem działu grafiki komputerowej Lucasfilm i Pixar Animation Studios. Tylko dla tych osiągnięć jest jednym z najważniejszych innowatorów technologicznych w kinie od co najmniej końca II wojny światowej. Ale Smith nie jest facetem z Hollywood, a jego intrygująca, fundamentalna nowa książka Biografia Pixela nie jest książką Tinseltown. Są tylko najdrobniejsze kąski plotek (Steve Jobs był trudnym człowiekiem do współpracy… Potwierdzony! ), a jedyną gwiazdą markizy, która pojawia się w historii Smitha z jakąkolwiek częstotliwością, jest George Lucas. Smith nie jest zainteresowany sławą. Poszukuje głębszych tematów, argumentując w efekcie, że wielki projekt, w którym był częścią – wynalezienie i rozwój grafiki komputerowej – jest o wiele ważniejszy niż wszystko, co kiedykolwiek wydarzyło się w Hollywood.

Smith jest tym, co w kręgach programistów komputerowych nazywano siwobrodym. Pochodzi z tego pokolenia inżynierów i programistów, którzy obserwowali, jak era cyfrowa wyłania się z bagien tajnych projektów wojskowych i kosmicznego programu podboju świata. Mówił językiem maszynowym. Zachwycał się pierwszymi prymitywnymi grafikami przedstawiającymi ruch na zielono-czarnych ekranach. I był jednym z pierwszych, którzy zademonstrowali nowo odkrytą zdolność rysika do narysowania gładkiej krzywizny farby cyfrowej.

Ta historia była częścią naszego wydania z listopada 2021 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

w Biografia Pixela , celem Smitha jest jasne określenie trajektorii dwóch ważnych, splecionych ze sobą historii. Pierwsza historia to rozwój obrazów komputerowych, od powstania do wszechobecności cyfrowej. Jak mówi Smith, w płycie brakuje wielu nazwisk, miejsc i przełomów, a on podjął się zadania dodania ich z powrotem z inżynierskim okiem na precyzję. Druga historia, która rozwija się równolegle, dotyczy wpływu tych obrazów – transformacyjnej siły, którą Smith nazywa Digital Light. Obejmuje w zasadzie wszystko, czego doświadczamy na ekranach, i przekonująco przekonuje, że jest to jedna z najważniejszych innowacji w komunikacji międzyludzkiej, odkąd pierwsze proste obrazy codziennego życia zostały wyryte na ścianach jaskiń.

Skromny piksel

Jak wielokrotnie udowadnia Smith, zbyt wiele zasług przypisuje się rzekomej magii poszczególnych geniuszy. Rzeczywistość to mętna, nakładająca się na siebie historia grup wynalazców, pracujących na zmianę w rywalizacji i współpracy, często ad hoc i pod znaczną presją handlową lub polityczną.

Na przykład Thomas Edison i francuscy bracia Lumière byli świetnymi promotorami i eksploatatorami wczesnej technologii filmowej. Obaj zaprezentowali pełne systemy około 1895 roku i byli szczęśliwi mogąc pochwalić się pełnym uznaniem, ale żadne z nich nie zbudowało pierwszego kompletnego systemu kamery, filmu i projektora w całości (lub nawet w większości) samodzielnie. Prawdziwą odpowiedzią na pytanie, kto wynalazł filmy, pisze Smith, jest wrzosowata plama konkurencyjnych linii, z częściami systemu opracowanymi przez dawnych partnerów Edisona i podobnymi częściami przez garstkę francuskich wynalazców, którzy pracowali z Lumières.

Wśród kluczowych postaci wyrzuconych na śmietnik historii byli William Kennedy Laurie Dickson (dziwny europejski arystokrata, który zaprojektował i zbudował pierwszą kamerę filmową dla Edisona) i Georges Demenÿ (którego projekt został skopiowany bez podania informacji przez Lumières). Smith pokazuje być może zbyt wiele ze swojej wyczerpującej pracy nad ratowaniem tych zawiłych historii pochodzenia — na każdym większym etapie rozwoju komputerów i grafiki są podobnie splątane zamęty — ale jego wysiłek, aby uporządkować historyczne zapisy, jest godny podziwu.

Główną wadą całej tej kłótni z ego i chciwością kilku pokoleń silnych mężczyzn (są to, niestety, praktycznie wszyscy mężczyźni) jest to, że czasami odwraca to uwagę Smitha od jego większego tematu, którym jest świt Cyfrowego Światła. rzadka zmiana w sposobie życia ludzi zasługująca na miano epokowej.

Światło cyfrowe, w najprostszej definicji Smitha, to dowolny obraz złożony z pikseli. Ale ta techniczna fraza nie oddaje pełnego znaczenia ogromnej nowej sfery wyobraźni, która została stworzona przez jej powstanie. Ta dziedzina obejmuje filmy Pixara, tak, ale także gry wideo, aplikacje na smartfony, systemy operacyjne laptopów, głupie GIF-y sprzedawane za pośrednictwem mediów społecznościowych, śmiertelnie poważne obrazy MRI przeglądane przez onkologów, ekrany dotykowe w lokalnym sklepie spożywczym i modele cyfrowe używane do zaplanuj misje na Marsa, które następnie wyślą jeszcze więcej Światła Cyfrowego w postaci oszałamiających obrazów powierzchni Czerwonej Planety.

A to ledwie zaczyna to wszystko pokrywać. Uderzającym aspektem książki Smitha jest to, że zachęca nas ona do cofnięcia się wystarczająco daleko od ciągłego przepływu pikseli, na który wielu z nas spędza większość godzin na jawie, aby zobaczyć, jak ogromne osiągnięcie technologiczne i potężna siła kulturowa to całe to Cyfrowe Światło reprezentuje.

Fourier przyczynił się do spostrzeżenia, że ​​wszystko, co widzimy, można opisać jako sumę szeregu fal. Albo, jak poetycko ujmuje to Smith, Świat jest muzyką. To wszystko fale.

Przełomem technologicznym, który umożliwił to wszystko, jest, jak sugeruje tytuł Smitha, skromny piksel. Samo słowo jest połączeniem elementu obrazu. Wystarczająco proste. Ale piksel został źle scharakteryzowany w popularnym użyciu, aby odnosić się do rozmytej, blokowej rzekomej niższości słabo renderowanych obrazów cyfrowych. Smith chce, abyśmy zrozumieli, że jest to raczej budulec całego Cyfrowego Światła — cudowna, niemożliwie zróżnicowana, nieskończenie powtarzalna część technologii informacyjnej, która dosłownie zmieniła sposób, w jaki postrzegamy świat.

Nieporozumienie zaczyna się, wyjaśnia Smith, od faktu, że piksel nie jest kwadratem i nie jest ułożony obok innych pikseli na zgrabnej siatce. Piksele mogą być renderowane na wyświetlaczach jako takie, ale sam piksel jest próbką pola widzenia… które zostało zdigitalizowane na bity. To rozróżnienie może brzmieć ezoterycznie, ale jest kluczowe dla argumentu Smitha o rewolucyjnym wpływie piksela. Piksel jest przechowywaną informacją, którą każde urządzenie może wyświetlić jako światło cyfrowe. A urządzenia cyfrowe mogą to zrobić, ponieważ piksele nie są przybliżeniami, ale są dokładnie skalibrowane próbki pola widzenia, które zostało przetłumaczone do zastosowań cyfrowych w zbiór nakładających się fal. Te piksele, pisze Smith, to nie tyle redukcja pola widzenia, ile niezwykle sprytne przepakowanie nieskończoności.

Nowa fala

Proces, w którym piksel generuje światło cyfrowe — w postaci słów na ekranie, ikony na smartfonie lub filmu Pixara na dużym ekranie — opiera się na trzech matematycznych przełomach, które poprzedzają współczesny komputer. Pierwszy z nich został osiągnięty przez Jeana Josepha Fouriera, francuskiego arystokratę i gubernatora regionalnego pod rządami Napoleona na początku XIX wieku. Fourier przyczynił się do fundamentalnego spostrzeżenia, że ​​nie tylko dźwięk, ale także ciepło i wszystko, co widzimy, i wiele innych rzeczy, można opisać jako sumę serii fal, reprezentujących różne częstotliwości i amplitudy. Albo, jak poetycko ujmuje to Smith, Świat jest muzyką. To wszystko fale.

Powiązana historia

Pionierzy grafiki komputerowej Pixara zdobyli nagrodę Turinga o wartości 1 miliona dolarów

Ponad sto lat później radziecki inżynier Władimir Kotelnikow zbudował na zasadzie fal Fouriera drugi kluczowy element do stworzenia światła cyfrowego — twierdzenie o próbkowaniu. Kotelnikow wykazał, że sygnał – czy to utwór muzyczny, czy scena wizualna – można uchwycić, robiąc zdjęcia (próbki) w określonych odstępach czasu. Pobranie wystarczającej liczby próbek jakiegoś aspektu pola widzenia — na przykład jego gradacji koloru lub przesunięć z pierwszego planu na tło — i możliwe jest odtworzenie całości informacji. Smith przyznaje, że amerykańscy informatycy są nauczani, że twierdzenie o próbkowaniu pochodzi od Harry'ego Nyquista i Claude'a Shannona, ale świetny pomysł ... został po raz pierwszy jasno, wyraźnie i całkowicie przedstawiony przez Kotelnikova w 1933 roku.

Trzecim elementem, który umożliwił Digital Light, jest najbardziej znany i ostatnio opracowany: artykuł Alana Turinga z 1936 r. przedstawiający uniwersalną maszynę obliczeniową, której wielką innowacją była możliwość wykonywania dowolnego systematycznego procesu, o ile posiada odpowiedni zestaw instrukcji ( które teraz nazywamy oprogramowaniem). Maszynę Turinga, podstawę współczesnego komputera, można zaprogramować, aby zrozumieć proces próbkowania fal Fouriera przez twierdzenie Kotelnikowa i odtworzyć je na dowolnej innej maszynie Turinga. Te trzy elementy razem dały początek Digital Light.

Jednak samo Digital Light miało ograniczoną siłę. Jego najwcześniejszymi przejawami były proste piktogramy na cyfrowej ścianie jaskini na ekranie telewizora. Na przykład w grudniu 1951 r. komputer MIT Whirlwind wyświetlał szereg białych kropek na czarnym ekranie dla programu CBS Zobaczyć to teraz , prowadzone przez Edwarda R. Murrowa. Kropki oznaczały Witam Panie Murrow, powoli zanika, a potem znów się rozjaśnia , jak Lite-Brite na ściemniaczu. Sprytne, nawet cudowne jak na tamte czasy, ale nie wstrząsy leżące u podstaw książki Smitha. Do tego Digital Light potrzebował jeszcze jednego elementu: niewyobrażalnej prędkości.

Grafika komputerowa, wyjaśnia Smith, to po prostu szalenie długie listy liczb, które odpowiadają współrzędnym graficznym — obecnie pikselom, ale w najwcześniejszych przejawach tysięcy maleńkich, zazębiających się trójkątów — zebranych w przestrzeni cyfrowej w trójwymiarową formę kreskówki Pixara charakter lub cokolwiek innego. (Pierwszą grafiką komputerową 3D złożoną z tych trójkątów był słynny czajniczek.)

Wielka konwergencja cyfrowa

Takie cuda, jak animacja 3D, nie były jednak możliwe, dopóki nie eksplodowała moc obliczeniowa komputera. Smith opowiada o późniejszej transformacji z wciągającą mieszanką szczegółów technicznych, dogłębnych badań i osobistych wspomnień. Kilka pokoleń matematyków, programistów i szczurów laboratoryjnych przyczyniło się do rozwoju grafiki komputerowej, budując nowe narzędzia i maszyny, ponieważ prawo Moore'a szybko ułatwiło przekształcanie fal Fouriera i próbek Kotelnikowa w kształty geometryczne, proste obrazy i podstawowy ruch na ekranie . Oczywiście Disney, Lucasfilm i Uniwersytet Stanforda mają duże znaczenie, ale także NASA, General Motors i Boeing (który był pionierem komputerowego wspomagania projektowania przemysłowego), a także mniej znane ule geniuszy grafiki komputerowej, takie jak University of Utah i New Instytut Technologii w Yorku (NYIT).

Przejście Smitha od prostych pikseli do filmów cyfrowych rozpoczęło się na NYIT na początku lat 70. XX wieku. Tam pomógł założyć jedno z pierwszych na świecie laboratoriów grafiki komputerowej, wraz z kilkoma innymi współzałożycielami Pixar, zanim przeszedł do wprowadzenia tej technologii do Lucasfilm. (Pracował nad pierwszą animowaną komputerowo sekwencją wyprodukowaną przez Lucasfilm, sekwencją efektów specjalnych do filmu Star Trek II: Gniew Khana .)

Podczas całej podróży Smith skupił się na ostatecznej nagrodzie, jaką była produkcja pełnometrażowego filmu cyfrowego. Chciał, aby te narzędzia były używane do tworzenia wielkiej sztuki, do nadania formy twórczemu geniuszowi umysłów na całym świecie. Pixar osiągnął ten cel, wypuszczając w 1995 roku Zabawka , pierwszy pełnometrażowy film całkowicie animowany komputerowo. Niedługo potem osiągnięto jeszcze bardziej doniosłe osiągnięcie — kluczowy moment, który Smith nazywa Wielką Konwergencją Cyfrową.

To, co się wydarzyło, jest zarówno łatwe do wyjaśnienia, jak i trudne do pełnego zrozumienia. Co się stało, ludzie zaczęli się tym bawić.

Jest to moment około 2000 roku, kiedy wszystkie obrazy (ruchome i inne) mogą być uniwersalnie reprezentowane przez piksele. Cicho i niezauważalnie, pisze, wszystkie rodzaje mediów zbiegły się w jedno – uniwersalne medium cyfrowe, bity.

Czytając relację Smitha o tej zbieżności, pomyślałem o słynnym cytacie przypisywanym francuskiemu pisarzowi i filmowcowi Jeanowi Cocteau. Film stanie się sztuką, powiedział Cocteau, tylko wtedy, gdy jego materiały będą tak tanie, jak ołówek i papier. Częściowo to jest to, do czego zmierza Smith, kiedy prosi nas, abyśmy spojrzeli z podziwem na moc piksela. I to wspomnienie doprowadziło mnie – nieubłaganie, naprawdę – do myślenia o memie na parze szynki.

Dla niewtajemniczonych Szynka na parze narodziła się jako krótka winieta w odcinku z siódmego sezonu Simpsonowie , 22 krótkich filmów o Springfield, które po raz pierwszy zostały wyemitowane w 1996 roku: idiotyczny dyrektor Skinner ze szkoły podstawowej Springfield gości swojego szefa, superintendenta Chalmersa, na lunchu w swoim domu. Dwie minuty i 42 sekundy winiety rozwijają się jako narastająca seria drobnych katastrof, które prowadzą Skinnera do wymknięcia się do Krusty Burger, a następnie odebrania fast-foodowego posiłku jako swojego. Skinner obiecał nadinspektorowi gotowane na parze małże i ukrywa swój podstęp, twierdząc, że w rzeczywistości powiedział, iż robi szynki na parze, co, jak sugeruje, jest regionalnym slangiem hamburgerów w północnej części stanu Nowy Jork.

To głupi, mały fragment z niecodziennego stylu Simpsonowie odcinek i nie zwrócił na to szczególnej uwagi, dopóki Wielka Konwergencja Cyfrowa nie umieściła narzędzi cyfrowego tworzenia filmów w rękach praktycznie każdego, kto ma komputer i połączenie internetowe. A potem to, co się wydarzyło, jest zarówno łatwe do wyjaśnienia, jak i trudne do pełnego zrozumienia. Co się stało, ludzie zaczęli się tym bawić.

Uwolniona siła twórcza

Wydaje się, że narodziny memu parzonej szynki były krótki klip z winiety, odtworzonej za pomocą aplikacji do przekształcania tekstu na film i opublikowanej na YouTube w marcu 2010 r. Od tamtej pory, gdy cyfrowe narzędzia do produkcji i rozpowszechniania krótkich filmów poprawiły się z zawrotną szybkością prawa Moore'a, mem rzucił się na dzikie przerzuty . Klip został nałożony na siebie, ekran YouTube został podzielony na 10 pudełek, z których każdy odtwarzał Steamed Hams z krótkim opóźnieniem, jakby był śpiewany w rundzie, aż rozpływa się w ryczącej kakofonii. Został ustawiony na szeroką gamę popowych piosenek — moim ulubionym jest ten, w którym oprogramowanie Auto-Tune (samo będące produktem konwergencji) zostało użyte do nagięcia i przekształcenia dialogów, tak aby w jakiś sposób trzyma się melodii przeboju Green Daya Basket Case. Został nałożony na różne gry wideo. Jeden przedsiębiorczy fan Steamed Hams przekonał aktora Jeffa Goldbluma do przeczytania całego scenariusza winiety w jego charakterystycznej dykcji; ten wynikowy klip z YouTube fachowo tnie z czytania na żywo Goldbluma do oryginalnej animacji, czasami na podzielonym ekranie. Jest coś w rodzaju remake'u Szynki na parze, w którym inny animator renderuje co 13 sekund winiety w zupełnie innym stylu. To tylko niewielka próbka najważniejszych wydarzeń. Mem jest ogromny.

Gdybym kiedykolwiek poproszono mnie o prowadzenie zajęć ze sztuki postmodernistycznej, potraktowałbym cały mem jako charakterystyczny przykład oszałamiającej siły twórczej uwolnionej przez Wielką Konwergencję Cyfrową. Dzięki narzędziom, które nie są tak trudne do zdobycia niż długopis i ołówek, w Internecie można znaleźć niesamowitą obfitość pomysłowych riffów: GIF-y i klipy, supercuty i mashupy, restarty i remiksy. Cały świat przypadkowych twórców tworzących filmy cyfrowe przy użyciu zupełnie nowych narzędzi, które stały się już tak powszechne, że ledwo je zauważamy. W Digital Light czujemy się jak w domu.

Świat Cocteau, czyli wszechobecna filmowa twórczość, równie dobrze może tu być. Właśnie do tego dążył Alvy Ray Smith przez pół wieku, dążąc do tego pierwszego cyfrowego filmu. Przybyliśmy. Wszyscy jesteśmy autorami. CHodźmy grać.

Chris Turner jest pisarzem i eseistą mieszkającym w Calgary w Albercie. Jego najnowsza książka to Łata: ludzie, rurociągi i polityka piasków roponośnych.

ukryć