Melvin L. Prueitt : un pioniere della Computer Grafica

Cade oggi l’anniversario della morte di un pioniere della Computer Grafica, nonchè inventore e scienziato, che stimo molto: Melvin Lewis Prueitt. Lo conobbi (solo di fama, purtroppo) molti anni fa, affascinato da alcuni semplicissimi (almeno per gli standard odierni) disegni realizzati al computer, e non un computer qualsiasi ma un Cray-1.

Il nome di questo scienziato, probabilmente almeno in Italia non è molto noto, ma di sicuro tutti quelli della mia età (ma anche no) conoscono una sua opera che ci è rimasta ben impressa nella mente scatenando la nostra immaginazione di ragazzi degli anni ’70/’80, per cui mi permetto di iniziare questo articolo con un paragrafo che non dovrebbe trovarsi all’inizio di una trattazione, ma di sicuro è molto interessante per introdurre questa persona:

La sigla di Quark

Per tanto tempo la gente si è sempre chiesta chi fosse l’autore della meravigliosa musica che accompagnava la sigla del celebre programma del 1981 condotto da Piero Angela. La risposta a questa domanda la si trova un po’ dappertutto: si tratta del secondo movimento della suite orchestrale n. 3 in Re maggiore (meglio conosciuta come Aria sulla quarta corda) di Johann Sebastian Bach riarrangiata dai The Swingle Singers e inserita nell’album Guerrieri Eccellenti del Conservatorio Claude Sebastan del 1981, prodotto da Franco Talò (venne rilasciato anche un singolo – Ringrazio il sig. Andrea Cassano del Vintage Computer Club per la precisazione).

Piero Angela spiega il perchè abbia scelto proprio questa musica, in questo video

Quello che mi chiedevo io, invece, era chi avesse composto la parte grafica, ovvero il paesaggio tridimensionale realizzato con la tecnica del WireFrame che compare nella sigla, mostrato come se un aereo immaginario vi volasse all’interno. Le risposte sono arrivate molti anni dopo, dopo aver acquistato i suoi libri (con molta fatica dato che in Italia pare non siano mai arrivati), e credo di essere il primo a darle dal momento che, ancora oggi, non trovo citazioni su internet riguardo a chi ha realizzato la parte grafica della sigla di Quark.

Vediamo attentamente la sigla di Quark, quella vecchia, e fermiamoci un attimo al minuto 0:43 di cui riporto qui il fotogramma per una più facile comprensione:

Anche se, purtroppo l’immagine è di pessima qualità (è presa da una VHS), confrontiamola con questa immagine, che ho scansionato personalmente dal libro in mio possesso Art and the computer (di cui parlo dopo) di Melvin L. Prueitt :

 

Penso che il confronto non lasci spazio a dubbi: saturazione dei colori a parte, si tratta palesemente della stessa immagine (anche se sul libro è più estesa rispetto ai 4:3 forniti dalla TV e il fotogramma che ho catturato si trova in un’angolazione leggermente differente). Nella didascalia dell’immagine sul libro, poi, si legge chiaramente:

“Imagination Canyon.” This is a single frame from a movie sequence in which the viewer is taken on a journey through the canyon (©1982 Melvin L. Prueitt).

“Imagination Canyon.” Questo è un fotogramma estratto da un filmato nel quale lo spettatore viene portato in viaggio attraverso il canyon

Si parla quindi proprio di filmato e non di singola immagine: i libri di Melvin che posseggo, difatti, illustrano immagini, ma questo è l’unico caso in cui si fa riferimento proprio ad un filmato realizzato dal Melvin stesso. 

In realtà il nome di Prueitt compare nella sigla di coda, ma fin’ora su internet cercando informazioni sulla sigla di Quark non sono mai comparse informazioni scritte. Ringrazio Andrea Pachetti del Vintage Computer Club Italia che mi ha segnalato la cosa a cui, purtroppo, non avevo mai fatto caso, perchè compare proprio alla fine e quando l’animazione termina:

Fotogramma catturato al minuto 48:57 dal filmato disponibile al questo indirizzo.

Biografia di Melvin L. Prueitt

Melvin Lewis Prueitt (Wickes, 16/10/1932 – Los Alamos 30/01/2016) nasce a Wickes, nello stato dell’Arkansas, un minuscolo paese che non arriva a 1000 abitanti, da Ernest e Bessie Prueitt. Da giovane affermava che sarebbe diventato uno scienziato. Conseguì un Bachelor’s degree in fisica nel 1960 alla Brigham Young University dello Utah, seguito da un Master of Science in Fisica all’università dell’Arizona nel 1962 e un Ph.D. all’Università del New Mexico nel 1970. 

Su un vecchio sito di una società in cui lavorava Melvin e riportato al paragrafo link risulta che questi abbia anche ricevuto un IEEE Pioneer Award in Computer Science nel 1998, ma da una ricerca sul sito della IEEE non risulta.

Fu missionario per due anni per la Chiesa di Gesù Cristo dei Santi degli ultimi giorni (comunemente nota come Chiesa Mormone). Finita la missione incontrò la sua futura moglie, Susi Hufschmid, su un treno per New York.

Venne quindi coscritto nell’esercito e 9 mesi dopo si sposò con Susi nel tempio delle cascate dell’ Idaho e mise su una famiglia molto numerosa: fu padre di 6 figli (Roger, Cynthia, Daniel/Danny, Dana, Stanley e Shawn), nonno di 22 nipoti e bisnonno di 7 pronipoti. Aveva due fratelli: Leon e Kelly, morti prima di lui. Fu membro attivo della chiesa mormone di Los Alamos.

Melvin lavorò per 31 anni presso i Laboratori di Los Alamos nel campo della computer grafica e della fisica teorica: fu in questo periodo che gettò le basi della computer grafica elaborando un software che permetteva di disegnare funzioni matematiche. Cominciò col fare grafici per scopi scientifici e finì col considerarli arte. Si dedicò in seguito alle energie rinnovabili e a sistemi di desalinizzazione dell’acqua registrando numerosi brevetti (ne detiene ben 27). Fu consulente senior per la Barnabus Energy Inc. che era attiva nel campo dell’energia solare, eolica e ottenuta dall’idrogeno.

Nel 2006 la Barnabus Energy Inc (il cui sito non esiste più) ha cambiato nome in Open Energy co (anche questo sito non esiste più). Da qui in poi le cose si fanno confuse perchè ora risulta che la Open Energy Co è focalizzata su servizi relativi a gas e combustibili fossili ed esiste un’altra società, chiamata Applied Solar, che deriva dalla Open Energy, ha la sede nello stesso posto della iniziale Barnabus Energy, e si occupa di energia solare. Ad ogni modo il dominio della applied solar è in vendita, quindi ho dei dubbi che esista ancora.

Pubblicazioni

Nel Febbraio del 1973 compare un articolo riguardante il lavoro di Melvin sul giornale Popular Science.

Nell’articolo si parla del programma PICTURE che Melvin ha sviluppato nei laboratori di Los Alamos appositamente per disegnare i grafici di equazioni in prospettiva per lo studio delle interazioni atomiche. PICTURE risolveva i comuni problemi di rendering avuti fino ad allora, come la possibilità di rimuovere le linee nascoste. Non si fa purtroppo riferimento al sistema hardware utilizzato (nell’articolo ci si riferisce a computers LASL – ma è soltanto l’acronimo di Los Alamos Scientific Laboratory) ma con tutta probabilità si tratta di un CDC-7600.

Dico “con tutta probabilità” perchè questo computer era il predecessore del Cray-1, che viene abbondantemente citato nelle opere successive dello scienziato e comparso nel 1976. In realtà dopo il 7600 venne progettato l’8600 ma pare che non fu completato, a favore di una nuova serie, la STAR-100, che però venne presentata nel 1974. Trattandosi del 1973 è probabile che si tratti, appunto, di un CDC-7600 o al massimo del modello precedente, il CDC-6600. Nelle opere successive lo scienziato fa difatti riferimento ad un CDC ma senza specificare il numero di modello.

Nella foto ad inizio articolo del Popular Science compare anche David Buckner, che progettò un filtro per dare i colori al grafico plottato. Il sistema era in grado di fornire i colori al grafico utilizzando un meccanismo composto da 3 filtri (Giallo, Ciano e Magenta) che venivano piazzati dal computer tra una sorgente di luce e una telecamera: l’assenza dei filtri dava il colore bianco e la combinazione di due filtri dava altri 3 colori per un totale di 7.

I grafici prodotti servivano a rappresentare campi magnetici, onde d’urto, soluzioni ad equazioni differenziali dipendenti dal tempo, onde emesse dalle stelle per studiarne l’evoluzione ecc. 

Nel 1975 pubblica il libro Computer Graphics – 118 Computer-generated designs, including 10 in full color che riprende l’articolo di due anni prima: il libro, stampato su carta molto spessa, ha una prefazione scritta nel 1974 in cui illustra il software PICTURE e incomincia a parlare di questa tecnica, la computer grafica, come una forma d’arte. Nella prefazione di questo libro difatti si legge:

Un’artista viene tradizionalmente definito come una persona creativa, munito di una sufficiente coordinazione mano-occhio che sfrutta per produrre arte, per cui alcuni critici contesteranno che l’arte generata da un computer non è vera arte dal momento che l’artista non è in intimo contatto con la sua creazione. Ma cosa si potrebbe dire, invece, di una persona che si commuove profondamente guardando un lavoro d’arte o le meraviglie della natura ma non ha le capacità di riprodurre ciò che vede? Questa persona potrebbe essere definita come un “artista passivo” dal momento che poi ricrea quella immagine nella sua mente. Egli è capace di relazionarsi emotivamente alla forma e al colore dell’immagine che ha nei ricordi. In questo senso l’artista passivo potrebbe essere considerato superiore ad alcuni artisti professionisti che, hanno si l’abilità nel creare, ma mancano di relazione emotiva con la propria creazione. Il computer ha dato la possibilità all’artista passivo di poter creare arte. […] L’artista (passivo) deve essere però capace di comunicare il suo progetto al computer in forma numerica o di funzioni matematiche, per questo la computer art è, per molti versi, più complicata di altre tradizionali forme d’arte.

La prefazione continua con una lunga digressione sul programma sviluppato dall’autore, PICTURE e specifica che:

Sebbene abbia sviluppato PICTURE presso i Los Alamos Laboratory per questioni scientifiche, è anche in grado di generare forme per puro piacere estetico nelle mani di un designer: nel momento in cui vengono forniti al programma dei numeri e un punto di vista, il programma esegue rotazione, proiezione e rimozione delle linee nascoste: nulla assomiglia ad un’immagine fino a che i numeri, in forma di impulsi elettronici, non raggiungono il dispositivo di plotting.

Melvin parla dell’importanza della prospettiva e fa l’esempio della classica illusione ottica della scala che sembra invertirsi di continuo dal momento che il cervello umano cerca di dare un’ordine ad un’immagine ambigua:

A sinistra c’è la proiezione isometrica: l’autore dice che è un modo di disegnare ambiguo perchè il cervello, dopo un po’ comincia a vedere la scala al contrario dal momento che cerca di dargli la migliore orientazione. A destra c’è invece la vista in prospettiva e diventa difficile cercare di invertire la scala dal momento che non c’è più ambiguità nel disegno.

La prefazione si conclude con una frase a mio parere bellissima:

Alla fine di tutto c’è il sistema logico più grande di tutti: il cervello umano, che ci permette di osservare una serie di linee su un foglio e visualizzare, invece, una struttura tridimensionale. Questo sistema è in grado di prendere luce a differenti lunghezze d’onda, fotoni con energie differenti e di far vedere i colori alla nostra coscienza. E’ il sistema in grado di unire insieme una sequenza di immagini statiche, isolate in diversi punti del tempo, e darci invece il senso di movimento.

Nel libro sono anche presenti probabilmente i primi glitch grafici mai registrati: l’autore anzichè scartare i grafici venuti male, decide di includerli nel libro e questo, a parere mio, è puro genio. Si legge sotto alcune didascalie di immagini etichettate come errors:

La sorgente dell’errore può essere umana o può essere stata causata dal computer: un problema ai circuiti, un problema al plotter, un problema durante la lettura del nastro magnetico e l’errore non può essere riprodotto dal momento che viene perduta la causa che l’ha generato.

Proprio perchè la causa scatenante che ha prodotto l’errore non può essere riprodotta, l’autore vuole conservare l’errore, come traccia storica! Magnifico.

Altra pubblicazione in mio possesso è Art and the computer, edito dalla Mac Graw-Hill nel 1984 (questo venne rilasciato anche in Italia), che l’autore dedica alla moglie, ai figli (ma compare il nome Dana al posto di Linda) e agli artisti tutti. Questa pubblicazione è tutta a colori, su carta patinata e il livello tecnico è notevolmente più elevato grazie anche alla presenza di computer più potenti (super-computers) come il Cray-1.

Sul libro non ci sono soltanto immagini realizzate da Melvin ma anche da altri artisti digitali realizzati su computer come il Calma Design Station che raggiungeva la risoluzione di 1280×1024 e introducevano nuove caratteristiche come ombre, punti luce, e il Chromatics 7900

Sul libro compaiono anche i primi frattali  realizzati dal Dr. Benoit Mandelbrot mentre lavorava nel Thomas J. Watson Research Center:

Nonchè i primi esempi di rendering di oggetti di uso comune, sui quali si sperimentavano i primi esempi di texture mapping e shading.

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