Bùi Tường Phong – Nhà cách mạnh đồ họa máy tính Việt Nam đầy bí ẩn
Giới đồ họa ngày này chắc không xa lạ với thuật ngữ “Phong shading”. Nhưng nguồn gốc của loại thuật toán đồ họa này lại không được nhiều người biết đến.
Phong shading là một thuật ngữ dùng để chỉ một kỹ thuật đổ bóng cho hình ảnh được tạo trên máy tính, giúp hình ảnh có tính chất 3 chiều gần với thực tế hơn. Về cơ bản, Phong shading là một thuật toán giúp chuyển đổi các nguyên lý quan học như phản xạ và tán xạ thành một công thức để máy tính có thể mô phỏng yêu tố tự nhiên trong môi trường giả lập.
Trong ngành đồ họa điện toán, đây là một torng những thuật toán tiên phong mà nếu không có nó, những chương trình quan trọng như 3D Max, Maya, Cinema 4D, RenderMan… chưa chắc sẽ tồn tại. Và kỹ thuật quan trọng này gắn liền với cái tên người Việt ít được biết đến nhất – Bùi Tường Phong.
Bùi Tường Phong – Người Việt hiếm hoi theo đuổi ngành đồ họa từ thỏa “hồng hoang”
Bùi Tường Phong là một trong những thiên tài bí ẩn nhất kỷ nguyên số của Việt Nam. Theo ghi chép, Bùi Tường Phong sinh ra ở Hà Nội vào năm 1942, nă 1945 ông theo gia đình vào Sài Gòn và tham gia học tập tại trường Lycée Jean Jacques Rousseau (nay là Lê Quý Đôn). Bùi Tường Phong theo đuổi việc học tập và nghiên cứu hệ điều hành cho máy tính tại Pháp vào năm 1964, sau đó là Mỹ.
Lưu ý rằng những năm 1960 là thuở “hồng hoang” của máy điện toán. Nhỉ những lab lớn mới có điều kiện để kỹ sư nghiên cứu phát triển và phần lớn nhân loại còn không biết “hệ điều hành” là gì.
Ông nhận bằng Licence es Science của Grenoble năm 1966 và bằng kỹ sư của trường ENSEEHT, Toulouse vào năm 1968. Cũng trong năm 1968, ông đến làm việc ở Viện nghiên cứu Institut de Recherche d’Ingenieur et d’Automatique (IRIA) nhằm nghiên cứu về phát triển hệ điều hành cho máy tính số. Năm 1971 ông sang Utah để làm trợ lý nghiên cứu cho Computer Science.
Ông hoàn thành đề tài tiến sĩ của mình ở trường Đại học Utah năm 1973. Năm 1969 ở Paris, Pháp, Ông đã cưới bà Bùi Thị Ngọc Bích (ở Nha Trang) và có một người con gái. Bùi Tường Phong qua đời vào năm 1975.
Hình ảnh đồ họa điện toán đầu tiên của nhân loại
Sản phẩm đồ họa trên máy tình đầu tiên trên thế giới ra đời trong một bài tập về nhà của 4 chàng sinh viên.
Bùi Tường Phong đã đến tahm gia học tập về khoa học điện toán tại đại học Utah – một trong những ngôi trường tiên phong trong khoa học điện toán trên toàn thế giới. Ivan Sutherland, lúc bấy giờ là người dẫn dắt Phong cùng nhóm sinh viên của trường, đã giao cho Phong cùng 3 người bạn khác một bài tập về nhà.
Đó là: Tạo ra mô hình đồ họa trên máy tính của một vật thể thật ngoài đời, làm sao để nhìn vào là nhận ra ngay vật thể đó là gì. Không ai có thể nghĩ rằng bài tập này sẽ góp phần làm thay đổi cả thế giới điện toán.
Sau khi bàn bạc, cả nhóm quyết định chọn chiếc xe con bọ Volkswagen để dựng mô hình trên máy tính. Họ phân chiếc xe ra thành những điểm và hình đa giác, giúp cho việc nhập số liệu vào máy tính dễ dàng hơn, bốn chàng trai vẽ thẳng lên xe để đánh dấu các phần. Và bằng cách lấy số liệu thô sơ này, hình ảnh đồ họa điện toán trên máy tính đầu tiên của nhân loại đã ra đời sau 10 tuân làm việc cật lực của nhóm 4 chàng sinh viên.
Bùi Tường Phong – Người đặt nền móng cho đồ họa máy tính
Bùi Tường Phong là một trong những người tiên phong trong ngành đồ họa máy tính. Ông đã phát minh ra mô hình Phong reflection model và Phong shading – những kỹ thuật được sử dụng rất phổ biến trong ngành đồ họa máy tính ngày nay.
Bùi Tường Phong đã nghiên cứu các hiện tượng quang học để từ đó viết ra một phương trình kiểu mẫu. Trong môi trường giả lập của Phong, thuật toán dùng để làm mất những phần bị che của mô hình cũng quan trọng không kém thuật toán dùng để vẽ nên những phần được thấy. Theo nghiên cứu của Bùi Tường Phong, một hình khối 3D chỉ được xem là hoàn thiện khi có thể xoay 360o mà không gặp lỗi hình học.
Từ đó ông cho ra công thức mô hình đổ bóng, việc đi đến một công thức là bước quan trọng nhất của bất cứ nghiên cứu điện toán nào. Thuật toán mà Phong tạo ra có thể coi là nền tảng cho hàng trăm thuật toán đồ họa khác phát triển.
