Trường Đại học Utah nơi Bùi Tường Phong hoàn thành đề tài tiến sĩ năm 1973.
Trong giới đồ họa máy tính thế giới, cái tên Bùi Tường Phong không chỉ là một niềm tự hào của người Việt Nam mà còn là một tượng đài, một nhà tiên phong làm thay đổi diện mạo của ngành công nghiệp hình ảnh hiện đại.
Tại Đại học Utah - ngôi trường top 5 về đào tạo đồ họa tại Mỹ, sinh viên thường bất ngờ khi thấy tên một người Việt Nam xuất hiện trang trọng trong giáo trình ngay bài học về Shading (tô bóng - tạm dịch).
Dù cuộc đời ngắn ngủi, nhưng những di sản ông để lại đã trở thành nền tảng vĩnh cửu cho mọi hình ảnh 3D chúng ta thấy ngày nay.
Bùi Tường Phong: Cách mạng hóa ngành đồ họa với thuật toán "Phong shading"
Bùi Tường Phong. Ảnh: Wikipedia
Đóng góp vĩ đại nhất của Tiến sĩ Bùi Tường Phong chính là thuật toán mang tên ông: Phong shading (Tô bóng Phong).
Đây là một phương pháp nội suy trong đồ họa 3D giúp tính toán giá trị màu của một điểm bất kỳ trên bề mặt vật thể bằng cách nội suy giá trị màu và vector pháp tuyến từ các đỉnh của đa giác.
Trước khi thuật toán này ra đời, các phương pháp khác như Flat shading hay Gouraud shading thường cho hình ảnh thô sơ và kém chân thực.
Kỹ thuật của Tiến sĩ Bùi Tường Phong đã giúp cải thiện đáng kể chất lượng và độ phân giải của ảnh phản chiếu, tạo ra độ bóng bẩy và tính chất ba chiều sát với thực tế hơn.
Nếu không có thuật toán nền tảng này, các phần mềm đồ họa chuyên nghiệp hiện nay như 3D Max, Maya, Cinema 4D hay RenderMan có lẽ đã chưa bao giờ tồn tại.
Mô hình phản xạ Phong: Hiện thực hóa môi trường giả lập
Bên cạnh kỹ thuật tô bóng, Tiến sĩ Bùi Tường Phong còn phát minh ra Mô hình phản xạ Phong (Phong reflection model) và thuật nội suy (interpolation). Ông đã nghiên cứu sâu rộng về các hiện tượng quang học để chuyển hóa các nguyên lý như phản xạ và tán xạ ánh sáng thành một công thức toán học giúp máy tính mô phỏng các yếu tố tự nhiên.
So sánh giữa Flat shading và Phong shading.
Trong nghiên cứu của mình, Bùi Tường Phong đã giải quyết thành công những thách thức kỹ thuật lớn của thời đại: hiệu ứng Mach band, sự cân bằng giữa chất lượng hình ảnh và bộ nhớ hạn chế của máy tính thập niên 70, cũng như việc nhận diện và loại bỏ các phần bị che của mô hình để hình khối 3D hoàn thiện khi xoay 360 độ.
Triết lý của ông không phải là mô phỏng chính xác tuyệt đối vật thể ngoài đời thực, mà là thể hiện nó gần giống nhất với "một độ chính xác chấp nhận được" để đánh lừa thị giác con người một cách hoàn hảo.
Mô hình chiếc xe con bọ Volkswagen vẽ theo kỹ thuật Phong Shading.
Biểu tượng "Chiếc xe con bọ" - Hình ảnh đồ họa máy tính đầu tiên
Năm 1972, tại Đại học Utah, Tiến sĩ Bùi Tường Phong cùng các cộng sự tài năng đã thực hiện một bài tập kinh điển: Tạo ra mô hình đồ họa máy tính của một vật thể thực. Nhóm đã chọn chiếc xe Volkswagen Beetle (xe con bọ) của vợ giáo sư hướng dẫn để đo đạc.
Quá trình này diễn ra tỉ mỉ khi nhóm phải vẽ trực tiếp lên xe, chia vật thể thành các điểm và hình đa giác để nhập số liệu vào máy tính. Kết quả của dự án này chính là mô hình đồ họa điện toán đầu tiên của nhân loại và trở thành một biểu tượng trong các tạp chí chuyên ngành. Thành công từ dự án "xe con bọ" đã góp phần quan trọng giúp ông phát triển hoàn thiện các kỹ thuật đồ họa đa chiều mang tên mình sau này.
Tên của Tiến sĩ Bùi Tường Phong đã vĩnh viễn trở thành một thuật ngữ khoa học và là một phần không thể thiếu trong lịch sử công nghệ thế giới,. Dù ra đi sớm, nhưng những bài báo khoa học của ông từ năm 1973 và 1975 vẫn là kim chỉ nam cho hầu hết các nghiên cứu đồ họa hiện đại.
Tiến sĩ Bùi Tường Phong sinh ngày 14/12/1942 tại Hà Nội.
Ông học tại Lyceé Albert Sarraut (Hà Nội) và Lyceé Jean Jacques Rousseau (Sài Gòn). Sau đó, tốt nghiệp kỹ sư tại Pháp (Trường ENSEEIHT) năm 1968.
Năm 1973, ông nhận bằng Tiến sĩ tại Đại học Utah (Mỹ).
Sự nghiệp của Tiến sĩ Bùi Tường Phong:
- Làm việc tại Viện nghiên cứu IRIA (Pháp);
- Thành viên nghiên cứu trọn đời tại Đại học Utah;
- Giáo sư tại Đại học Stanford (1975).
Tiến sĩ Bùi Tường Phong được Đại học Utah ghi tên trong danh sách 25 cá nhân ưu tú nhất lịch sử của chuyên ngành điện toán.
Nguồn: Tổng hợp
Đỗ Tho