静园5号院科研讲座 | 奥斯卡技术奖得主Jos Stam博士漫谈艺术、数学与科学

关键词：图形学  数学  奥斯卡

编者按

2019年5月10日，三次奥斯卡技术奖获得者、NVIDIA的Jos Stam博士来访北京大学前沿计算研究中心，并在静园五院作了题为“35 years in Computer Graphics: From painting and coding to the Oscars and Beyond”的学术报告。报告由中心执行主任陈宝权老师主持，听众大多为来自北京大学信息科学技术学院的师生，也包括了来自国防科技大学、北京电影学院、清华大学等单位的研究人员。

Jos Stam博士报告中

在这次讲座中，Stam博士以Art, Mathematics and Computers为中心，展开讲述了他35年的计算机图形学研究生涯，介绍了他获得三次奥斯卡技术成就奖的相关工作。

Stam博士曾经是一名艺术家，在艺术领域，技术的发展同样会推动工具的革新，从经典的”Kolinski”水彩笔，到PAASCHE喷枪，绘画工具的革新给了画家们更多的表现手段。Stam博士展示了他用喷枪绘制的超现实主义作品。

计算机技术在上世纪七、八十年代蓬勃发展，随着图形化界面的出现，计算机的形象从计算工具，逐渐演变成生动，炫酷的交互系统。现在看起来再平常不过的PAC MAN，国际象棋小游戏和用光线追踪算法制作出的特效，在当时都是令人惊艳的成果。计算机的发展就是在一个又一个震撼的成果中演变的，Stam博士预言未来的30年，将会比过去30年更加精彩。

接下来，Stam博士从各个方面，对计算机图形相关领域的发展进行了回顾。图形学的发展离不开高精度的展示效果，时至2018年，市场上的显示屏分辨率已经可以达到7680*4320，在屏幕上展示的钻石项链，可以清晰的看清楚每一颗钻石每一个面的反光。在视觉特效方面，从最开始的3D眼镜，到现在的VR眼镜，从最开始的绘制模型，到现在的仿真模拟，虚拟世界与真实世界的距离在不断拉近。Stam博士从神经科学的角度大胆猜想，未来的计算机展示，将不在局限于视觉，当人类对大脑的认知达到足够高度时，“用舌头看”将成为可能。

然后，Stam博士介绍了自己获得奥斯卡技术成就奖的两个工作：物体表面细分与流体动画计算。对物体表面建模是很具有挑战性的问题，Stam博士等人提出通过等规模划分基本块来实现表面细分，在各种场景下都具有优异的表现。

现场同学提问

流体仿真是物理仿真的重要组成部分，包括水流、烟雾等物质的运动模拟。Stam博士在2015年出版了The Art of Fluid Animation一书，并在近期有了中文版本。流体模拟的基础是Stokes方程，Stam博士称其为数学与艺术的结合。

基于Stokes方程，Stam博士展示了很多精彩的模拟结果，包括烟雾的模拟，火焰的模拟。最吸引人的是将流体模拟与物体表面分割两个工作的结合，得到的一个表面不断变化的球体。

中心执行主任陈宝权老师向Stam博士赠送纪念品

在最后的问答环节，Stam博士表达了对现场同学们的期许，勉励大家在学习计算机技术的同时也要提升自身的艺术修养，让左脑和右脑结合才能做既有挑战，又有美感的科研。同时也鼓励和不同学科的人交流，针对同一个问题融合不同的视点，才能更有效的实现创新。

文字 | 蒋鸿达

图片 | 周强

Visual Computing and Learning (VCL)

往 期 报 告

—   版权声明  —

本微信公众号所有内容，由北京大学前沿计算研究中心微信自身创作、收集的文字、图片和音视频资料，版权属北京大学前沿计算研究中心微信所有；从公开渠道收集、整理及授权转载的文字、图片和音视频资料，版权属原作者。本公众号内容原作者如不愿意在本号刊登内容，请及时通知本号，予以删除。

点“阅读原文”看报告概要等信息。