宿題からベトナムのエンジニアが3Dグラフィック業界の基盤を築く

グラフィックスに興味がある人にとって、「フォンシェーディング」アルゴリズムは、世界の3D グラフィックス業界の発展を支える基盤であると考えられているため、それほど奇妙なものではないようです。

「フォンシェーディング」とは、コンピュータ上で画像にシェーディングを施す手法を指す用語です。基本的に、この手法は、3次元的な特性を持つ画像を現実に近づけるのに役立ちます。これは先駆的なアルゴリズムの一つと考えられており、この手法がなければ、3D Max、Maya、Cinema 4D、RenderManなどのグラフィックスプログラムはおそらく未だに研究段階にあるか、存在していなかったでしょう。この手法は、ベトナム人のブイ・トゥオン・フォン氏にちなんで名付けられています。

ブイ・トゥオン・フォンの略歴

ブイ・トゥオン・フォンは1942年にハノイで生まれ、アルベール・サロー高等学校（現トラン・フー学校）で学びました。その後、1954年に家族と共にサイゴンに移住し、ジャン・ジャック・ルソー高等学校（現ホーチミン市第3区レ・クイ・ドン高等学校）で学び続けました。

Ông Bùi Tường Phong - — *3D グラフィックス業界の基盤となる技術の「父」、Bui Tuong Phong 氏。*

1964年、グルノーブルとトゥールーズで学んだ後、フランスで工学の学位を取得しました。当時、彼はコンピュータオペレーティングシステムの研究に携わりました。当時、ほとんどの人類が「盲目」だった概念です。ブイ・トゥオン・フォンのキャリアは、1971年にユタ大学で博士号を取得するために渡米してから、目覚ましい発展を遂げました。ここは、ピクサー、アドビ、シリコングラフィックスといった有名グラフィック企業に多くの才能を輩出したゆりかごでした。コンピュータサイエンスの先駆者であるこの学校で、彼はより多くの経験と成長の機会を得ました。ブイ・トゥオン・フォンは1973年に博士論文を完成させました。しかし、この天才は若くして亡くなりました。わずか2年後、スタンフォード大学の講師に招聘されたその直後に、白血病でこの世を去りました。

Từ trái qua: ảnh 2D, ảnh 3D không đổ bóng, ảnh 3D có Phong shading. — *左から右へ: 2D 画像、シェーディングなしの 3D 画像、フォンシェーディングありの 3D 画像。*

宿題から3Dグラフィックス業界の基礎アルゴリズムへ

アイヴァン・サザーランド教授は、フォンと3人の友人（ジム・クラーク、ロバート・マクダーモット、ラファエル・ロム）に課題を与えました。それは、実物の3Dコンピュータモデルを作成することです。つまり、すぐに認識できる画像を作成することです。グループは、コンピュータモデルとして、アイヴァンの妻のフォルクスワーゲンを選ぶことにしました。彼らは車を点と多角形に分割し、測定とデータ入力を容易にしました。フォンとラファエルは小柄なので、床から上の測定を担当しました。一方、ロバートとジムは、その体格を活かして屋根から下の測定を行いました。

Nhóm của Phong đo đạc và đánh dấu từng điểm để có số liệu chi tiết dựng mô hình 3D của chiếc xe Volkswagen. — *フォン氏のチームは、フォルクスワーゲン車の 3D モデルを構築するための詳細なデータを取得するために、各ポイントを測定してマークしました。*

しかし、フォルクスワーゲンの車体の3Dモデルはイヴァン教授を納得させるには至りませんでした。生気がないように見えたからです。学生たちは様々なオプションを編集し、テストを繰り返しました。プロジェクトの締め切りである10週目までに、フォンは数学を用いて物体に照射される光源をシミュレートするというアイデアを思いつきました。光学現象の研究から、当時のコンピューターの限られたメモリに過負荷をかけないよう、画質のバランスを取りながらモデル方程式を作成しました。同時に、曲線における反射と散乱を描写し、モデルの隠れた部分を特定しました。