『』2019年图灵奖,颁给了图形学的科学传承( 四 )


这后面的故事伴随着一系列优秀动画的出品 , 大家都比较熟悉了 。
毕竟《阿凡达》等此类电影让皮克斯名声大振的时候 , 也在应用层面推动了计算机图形学逐步成熟 , 从最初的渲染到后来的物理模拟 , 计算机图形学也经历了理论到应用的高光时刻 。
在动画时代的同时 , 计算机图形学也慢慢向着游戏等新兴领域进发 , 这个过程直到现在还在继续 , 期间衍生了很多新兴学科 , 包括可视化、虚拟现实、人机交互等都创建了自己的学术会议 。
计算机图形技术已经渗透到各个领域 , 从医学影像到桌面系统 , 再然后就到了目前的互联网APP与社交时代 , 迸发出更多前端应用 , 如谷歌、微软、苹果、Facebook都建立了虚拟现实的研发部门 , 为下一代自然场景社交做准备 , 而这些基于真实个体与场景的虚拟现实技术也在极大的推进计算机图形学的发展 。
粗略来分 , 图形学的五个时代 , Sutherland 到 Catmull , 这一脉传承 , 创立并统领了其中三个 。在随后由游戏和互联网推动的时代中 , 他们科学精神的传承还在继续 。
3、图灵奖颁给了不断创新的领域
在2019年公布Hinton、LeCun和Bengio三人获奖时 , 网上曾有段子说“某个领域获得图灵奖 , 就证明该领域做到头了” 。
伴随着2019年图灵奖颁给图形学领域的两位领军人物 , 网上也不乏看到类似“Rendering is Over;CG is Over”的话 。
然而 , 正像人工智能远未达到它最初的目标一样 , 图形学离它最原初的梦想——用计算机重建一切——也还很遥远 。
认为图形学“Over”之说 , 往往最根本的原因是——“图形学太难了!”
微软亚洲研究院网络图形组在2018年的一篇综述文章中提到:“图形学的核心科学问题是在计算机中有效的表达和处理三维世界的各种属性 。图形学所处理的三维信息既包括物理真实世界中的三维信息 , 也包含我们人类大脑通过想象产生的虚拟的三维信息 。计算机图形作为一个中介 , 提供了这两个世界在计算机中的一个共同的表达和信息交流渠道 。”
从这种角度来看 , 若想做好图形学的研究 , 不光是要会写代码 , 还要会写大量的代码 , 因为图形学的任何一项工作都应当是一个完整的系统 , 这使得计算机视觉领域的工作可能只需要几百或几千行代码就能够做出一项很不错的工作;而在做计算机图形学领域 , 几万行代码却只能完成一个简单的图形实现 。许多实现并没现成的可调用包 , 如果不是出自研究大组 , 往往需要从底层(GPU 线程等)一行一行地来写 。而另一方面 , 图形学的研究 , 还需要对物理世界有充足的认识 , 陈宝权教授举例说 , 做树木的三维重建 , 往往需要学习大量关于植物生长规律的知识;如果要模拟在屏幕上做水彩画 , 就需要了解画笔、着色和纸纤维渗透特性等方面的知识 。以上这些给图形学的研究带来了极高的门槛 , 也造成许多学生从刚接触图形学时的好玩到接下来的望而生畏 。
图形学研究的难 , 还不仅表现在能否做出一项完整、炫酷的工作 , 更让初入行的研究者难以忍受的是 , 发表顶会论文太难了 。
以图形学领域顶级会议SIGGRAPH为例 , 尽管SIGGRAPH会议每年都有几万人参会 , 但所收录的论文数量却极低 , 在早些年每年只录取50篇左右的论文 , 即使现在随着研究的增多 , 每年却也只有一百多篇论文录用 。每年SIGGRAPH参会人数都有逾万人 , 在体验到的各种炫酷技术背后 , 则是许多人的心酸 。因为图形学永远在创新的路上 , 不会录用incremental的论文 。作为对比 , 视觉会议的录用论文近几年则往往是数以千计的 。
“一篇SIGGRAPH , 堪比N篇CVPR 。”
图形学是一门强调创新的领域、更加偏向解决实际问题的学科 , 正如我们在前文中提到 , 图形学在历史中的历次大的变革无不是由工业应用来推动 , 从动画制作 , 到游戏开发 , 到互联网时代的交互等 。然而时代在发生变化 , 技术在不断发生变化 , 应用需求也在不断发生变化 。微软亚洲研究院网络图形组曾指出 , 图形学未来的应用在机器人、3D打印、虚拟现实、增强现实、数字化孪生等场景 。


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