專訪 NVIDIA 電腦繪圖資深科學家 Jos Stam 博士:在 0 與 1 的世界探索藝術之美的視覺魔術師,

2019.12.16 12:38PM
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在上週,在電腦繪圖領域從業 30 年、三度獲得奧斯卡科技成就獎、可說是領域宗師的現任 NVIDIA 電腦繪圖資深科學家 Jos Stam 應 SIGGRAPH Asia 之邀來台舉行主題演講,而在進行演講前夕也透過小型團訪的方式分享他投入電腦繪圖 30 年以來的歷程。

或許對多數人並不熟悉 Jos Stam 博士,但以研究流體 / Fluid 為興趣的 Jos Stam 博士的研究成果,卻是當代許多好萊塢電影、遊戲、數位藝術的基礎,例如阿凡達、復仇者聯盟當中栩栩如生的火焰、空氣、雲霧、浪花等電腦特效,皆是活用他的研究,他自認只是提供數位藝術的創作工具,然而業界與藝術家利用他開發的工具的成果卻常常令他為之驚艷。

Jos Stam 博士出生於荷蘭,並在日內瓦學習數學與電腦科學,而後在多倫多動態圖像實驗室完成電腦科學碩士與博士學位,而後在 .Com 時代,他毅然決定進入進入往後被 Autodesk 收購、開發出當前電腦繪圖產業最主流的 Maya 的 SGI 公司旗下的 Alias / Wavefront , Jos Stam 博士表示,比起賺錢,他更追求能夠自由發揮創意。

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▲ Jos Stam 博士身兼藝術家、數學家與程式員三種身分

雖然 Jos Stam 博士的職稱是科學家,然而他卻同時也是數學家與藝術創作者,電腦繪圖對於他而言,他追求的是能夠將現實世界之美帶到虛擬世界之中,以美學、數學與程式碼將如粒子、火焰、流體、雲霧等物理現象在虛擬世界中呈現。

而他對於流體模擬的目標有簡單的四個要點:看起來必須夠真實,流動的速度必須要快,程式碼需要夠簡單,同時能夠簡單的控制流動並呈現操作者想看到的樣子;雖然目標看似簡單,卻是一趟長達 30 年仍未止盡的漫長歷程。

在這三十年當中,拜如 NVIDIA GPU 的硬體提升,軟體與數學的改變,當前的電腦繪圖能夠讓創作者掌握傳統繪畫難以掌握的所有細節,雖然當前的技術已經能夠在更短的時間處理大量的細節,不過仍未有任何的自然現象的模擬能夠真正完美呈現,舉例來說,如何在電腦繪圖世界呈現千變萬化的雲朵就是一大難題。

Jos Stam 博士提到,在電腦繪圖的發展,並非如電腦產業的摩爾定律一樣會在處理時間有飛躍性的縮短,但並非硬體或是軟體沒有增長,而是一旦模擬性能改善,這些藝術創作者就會追求更高的境界,在電腦繪圖,由 Jim Blinn 提出的 Blinn's Law 指出,即便電腦性能在高,數位創作者會加入更多的效果、更高的解析度,最終使得處理時間停滯不前甚至更久。

照片中提到了Dr. Jos Stam,包含了通訊、公共關係、通訊、上市、創業精神

▲ Jos Stam 博士認為,當前的電腦繪圖仍未能完全呈現真實世界之美

AI 技術對 Jos Stam 博士而言也是充滿興趣的技術,亦是他當前在 NVIDIA 的重點研究項目,其中對抗生成網路 / GAN 是他個人相當看好的應用;對抗生成網路可藉由為 AI 提供一個框架, AI 就會幫忙加入細節,當前的 Deepfake 技術就是對抗生成網路相當好的技術示範。

Jos Stam 博士雖然也贊同基於 AI 技術的"數位人類 / Digital Human "很有可能取代真人演員在電影中的演出,不過電影發展史當中的數位人類也不是新議題,例如 2001 年的 Final Fantasy:夢境實錄就是例子之一,不過他也很難斷言在 AI 如此蓬勃發展的今日,數位人類在電腦繪圖的應用會如何發展還很難說。

至於 Jos Stam 博士被問到接下來會投入甚麼領域,卻也顯露出他身融合藝術家與科學家一的理性與感性的兩種不同面向;他表示他經常被問到下一步會進行甚麼領域的研究,不過他覺得這相當難以回答,因為如果知道未來要研究甚麼,那恐怕就不會是他研究的方向,挑戰未知才是他的目標。

 Jos Stam 博士在藝術、數學與程式的多方專精,使他不只是決定理性或是絕對感性的一個人,縱使數學計算會有唯一的正確答案,但是在探索數學新領域與理論的過程中,卻也需要輔以感性與創意,才能突破現有框架, Jos Stam 博士強調,他希冀藉由能在電腦繪圖呈現自然之美,使藝術家能在虛擬的世界中宛若神一般的操作氣候,呈現超越影像之美。

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