Тем не менее, поскольку моя семья принадлежала к среднему классу, наше положение определялось происхождением моего отца. Он не очень любил распространяться на эту тему. Эрл Кэтмелл, сын фермера из Айдахо, был одним из 14 детей, пятеро из которых умерли в младенчестве. Его мать, воспитанная пионерами-мормонами, влачившими довольно жалкое существование (они пытались промывать золото в Снейк-Ривер в Айдахо), впервые пошла в школу лишь в 11 лет. Мой отец был первым в семье, кто смог пойти в колледж. Он сам оплачивал свою учебу, работая для этого одновременно в нескольких местах. В годы моего детства он преподавал математику в школе, а во время каникул занимался строительством домов. Он построил дом для нашей семьи своими руками. И хотя он никогда не говорил о необходимости образования, я и мои братья знали, что нам нужно усердно учиться в школе, чтобы поступить в колледж.
В старших классах школы я был тихим, сосредоточенным на учебе мальчиком. Как-то раз учитель рисования сказал моим родителям, что я настолько погружаюсь в работу, что не слышу звонка об окончании урока. Я продолжал сидеть за столом, уставившись на какой-нибудь предмет типа вазы или стула. Мне казался невероятно увлекательным перенос образа этого объекта на бумагу – я должен был видеть только то, что находится передо мной, не впуская в голову никаких отвлекающих мыслей… Я заказал себе художественный набор Йона Гнаги «Научись рисовать» – его реклама постоянно занимала последние страницы комиксов, и классическую книгу 1948 года «Анимация», написанную Престоном Блэром, автором танцующих гиппопотамов в диснеевской «Фантазии». Я купил специальное металлическое устройство для зажима бумаги, которым пользуются художники, и даже выстроил фанерный анимационный стенд с подсветкой снизу. Я делал книжки с перелистыванием страниц – одна из них представляла собой историю человека, ноги которого превратились в одноколесный велосипед – одновременно пытаясь адекватно изобразить свою первую любовь, Фею Динь-Динь, в которую влюбился после просмотра «Питера Пэна».
Тем не менее вскоре мне стало ясно: я никогда не буду достаточно талантливым для того, чтобы вступить в ряды работников Disney Animation. Кроме того, я совершенно не представлял себе, почему человек становится аниматором. Я не знал ни о каком учебном заведении, в котором бы этому учили. На момент окончания школы я понял, что значительно лучше разбираюсь в том, как стать ученым. На протяжении многих лет мои многочисленные собеседники всегда расцветали улыбками после моих рассказов о том, как я переключился с искусства на физику. Такой скачок казался им совершенно нелепым. Однако именно мое решение заняться физикой, а не искусством, помогло мне, пусть и косвенно, найти свой истинный путь.
Четыре года спустя, в 1969-м, я закончил учебу в Университете штата Юта, получив две степени – одну в области физики, а другую – в активно развивавшейся новой области компьютерных наук. Поступив в аспирантуру, я собирался изучать технологии создания компьютерных языков. Однако довольно быстро там же, в университете, я встретил человека, побудившего меня сменить курс, – это был один из пионеров интерактивной компьютерной графики Айван Сазерленд.
Область компьютерной графики – по сути, искусство создания цифровых изображений из чисел или данных с помощью машин – пребывала тогда в периоде своего младенчества, однако профессор Сазерленд уже был легендой. Довольно рано в своей карьере он создал Sketchpad, гениальную компьютерную программу, позволявшую рисовать, копировать, перемещать, вращать или изменять размер фигур с сохранением их основных свойств. В 1968 году он стал одним из создателей первой системы виртуальной реальности (невероятно тяжелое устройство было названо «Дамокловым мечом» в честь героя древнегреческого мифа – на голову испытателя оно надевалось с помощью специальной механической лебедки, крепившейся к потолку). Сазерленд и Дейв Эванс, возглавлявший кафедру в отделении компьютерных наук университета, были настоящими магнитами, притягивавшими студентов с разнообразными интересами. Их участие в нашей работе ограничивалось знакомством с нами как участниками программы, предоставлением нам площадей для работы и доступа к компьютерам, после чего эти два научных светила позволяли нам делать все, что казалось интересным. В результате возникло сообщество, где все поддерживали друг друга настолько искренне и вдохновленно, что впоследствии я захотел повторить этот опыт в Pixar.
Один из моих однокурсников, Джим Кларк, впоследствии основал Silicon Graphics и Netscape. Другой, Джон Уорник, стал, помимо прочего, одним из основателей компании Adobe, известной своей программой Photoshop и форматом PDF. А еще один, Алан Кей, работал сразу на нескольких фронтах, начиная с объект-ориентированного программирования и заканчивая «оконными» пользовательскими интерфейсами. Во многих отношениях мои соученики могут считаться самой вдохновляющей частью моего жизненного опыта в университете. Созданная ими товарищеская и творческая атмосфера давала возможность экспериментировать и получать истинное удовольствие от работы на программе.
Подобное соревнование между личным творческим вкладом человека и силой группы представляет собой динамику, которая существует во всех видах творчества, однако в то время я впервые ощутил ее вкус. Я заметил, что на одном конце спектра находятся гении, способные на удивительные вещи в одиночку. С другой стороны, наша группа достигала результата как раз благодаря наличию разных точек зрения. Я задался вопросом: как создать баланс между этими двумя полюсами?
Значительная часть исследований в департаменте компьютерных наук Университета Юты финансировалась ARPA. Как я уже говорил, ARPA была создана в ответ на запуск советского спутника, и один из ее ключевых организующих принципов состоял в том, что сотрудничество должно вести к совершенству. ARPA ценна тем, что смогла объединить сети университетов в рамках так называемой ARPANET (сети, которая позже легла в основу Интернета). Первые четыре узла ARPANET находились в Стэнфордском исследовательском институте, UCLA, Университете Калифорнии в Санта-Барбаре и в Университете Юты. Иными словами, я с первых же месяцев мог наблюдать за ходом этого грандиозного эксперимента, и увиденное оказало на меня глубокое влияние. Миссия ARPA – поддержка толковых людей в различных областях – основывалась на непоколебимой уверенности в том, что исследователи попытаются делать правильные вещи и, с точки зрения ARPA, чрезмерный контроль над ними был бы контрпродуктивен. Администраторы ARPA не стояли над душой у людей, которые работали над их проектами, а также не требовали жесткой «военной направленности» результатов. Они просто доверяли нам и позволяли заниматься различными инновациями.
Такое доверие развязало мне руки и дало возможность заниматься решением массы сложных проблем (что мне невероятно нравилось). Я, как и многие мои товарищи, часто укладывался спать прямо на полу компьютерного класса, чтобы побольше работать за компьютером. Мы были молоды, и нас невероятно заводило ощущение того, что мы изобретаем нечто новое и важное с нуля. Впервые я постиг технику создания произведений искусства – технику в прямом смысле слова. Работа с картинками на компьютере задействовала обе части моего мозга. Понятно, что в 1969 году картинки на компьютере были крайне простыми, однако сама возможность изобретения новых алгоритмов и получение в результате изображений более высокого качества, зачаровывала. В каком-то смысле я вновь вернулся к своим детским мечтам.
В 26 лет я поставил перед собой новую цель – придумать способ анимации с помощью компьютера, а не карандаша, чтобы получившиеся в итоге изображения были достаточно привлекательными для использования в фильмах. Помню, я робко спросил себя: может быть, в этот раз я уже смогу стать аниматором?
Весной 1972 года я потратил 10 недель на создание своего первого короткометражного анимационного фильма – оцифрованной модели моей левой руки. Мой процесс совмещал старое и новое. Как и все остальные в этой быстро менявшейся области, я изобретал. Сначала я окунул руку в ванночку с гипсом (к несчастью, забыв смазать ее перед этим вазелином, поэтому, чтобы высвободить ее, мне пришлось с криками выдергивать из гипса каждый крошечный волосок). Получив слепок, я наполнил его гипсом внутри, чтобы создать полноценную модель руки. После чего я покрыл эту модель 350 крошечными связанными между собой треугольниками и многоугольниками, напоминавшими сетку линий на коже. Вы можете подумать, что такие плоские и угловатые элементы не годятся для создания изогнутых поверхностей, однако на небольших участках достичь нужного эффекта вполне можно.
Я выбрал этот проект, поскольку мне было интересно рисовать сложные изогнутые поверхности. В то время компьютеры не особенно хорошо умели изображать плоские объекты, не говоря уже об объемных. Математический аппарат для отображения изогнутых поверхностей был развит слабо. У компьютеров имелись сильные ограничения по объему памяти. Все, кто работал в университетской лаборатории компьютерной графики, стремились сделать компьютерные изображения максимально похожими на фотографии реальных объектов. Мы ставили перед собой три цели – скорость, реализм и возможность отображать изогнутые поверхности. Мой фильм был призван решить две последние задачи.
Человеческая рука – это не единая плоская поверхность. В отличие от более простых изогнутых поверхностей – к примеру, мяча, – она имеет множество элементов, движущихся в противоположных направлениях и способных на неисчислимое количество комбинаций движений. Рука – это невероятно сложный «объект» для отображения и оцифровки. Если принять во внимание то, что компьютерная анимация в то время состояла в отрисовке простых многоугольных объектов (например, кубов или пирамид), мне предстояла немалая работа.
Нарисовав на своей модели треугольники и многоугольники, я измерил координаты каждого из углов, а затем ввел эти данные в написанную мной программу 3D-анимации. Это позволило изобразить огромное количество треугольников и многоугольников, формировавших мою виртуальную руку на мониторе. В первой инкарнации программы в местах соединения многоугольников были видны острые углы. Однако позднее, благодаря технологии плавного затенения, разработанной еще одним из наших коллег и помогавшей избавиться от лишних углов, рука стала более похожа на настоящую. Однако реальная проблема состояла в том, чтобы заставить ее двигаться.