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沈向洋:双榜院士“中国造”
作者 微软研究院
2007年1月22日

“您有没有用微软的Hotmail邮箱啊?”

一见面,他就幽默、含蓄地表明了自己的身份——沈向洋,微软亚洲研究院第三任院长。

今年1月8日,国际计算机协会(ACM)公布了2006年41个当选院士名单,40岁的沈向洋位列其中,理由是他“对计算机视觉和计算机图形学所作出的贡献”。在这之前,他已经被评为美国电气电子工程协会(IEEE)的院士。

荣登双榜的科学家,中国或许仅此一人。

眼前的沈向洋语速飞快,笑起来,整个人都散发着阳光的味道。

儿时梦想,做个“伟大数学家”

百度一下“沈向洋”,跟在后面的介绍大多以“13岁考入南京工学院”开头。

有人说他是计算机“神童”,他却说,自己儿时的梦想是当个伟大的“数学家”,因为酷爱数学,而且爸爸是高中的数学老师。

为什么后来没有往数学领域发展?

他的回答足够直白——“人到了一定阶段,就知道自己的数学潜能究竟如何了。”在香港大学攻读电机电子工程硕士学位时,沈向洋决定“转行”。

于是,在1990年,全美计算机专业排名第一的卡耐基梅隆计算机系里,多了一个中国男孩的身影,男孩的老师,则是图灵奖获得者、著名计算机科学家——RajReddy博士。

没有做成“数学家”的沈向洋,并没有失去对数学的兴趣。男孩没有浪费他的青春年华,他的博士论文是世界上最早有关由照片转换成虚拟现实的研究,而他设计的四分树样条数函数算法,则是世界上最好的运动参数估计算法之一。

沈向洋说:“计算机的基础还是要回到数学和物理。对于软件的编写,则是完完全全要回到数学。一个好的程序员,数学的基础一定是非常好的。”

对于想迈进微软大门的中国学生,沈向洋的要求只有一个——必须是数学好、编程好、态度好的“三好”学生。

“我很幸运,总是在关键时候得到良师益友的帮助。”他把从老师们那里学来的品质,折射到了每个工作细节——每年这个时候,沈向洋都会很恍惚,因为这是一年中给国际图形学年会(Siggraph)投论文的高峰期,他要跟研究院的研究员和学生们研讨论文。这个过程如同闭关修炼的最后一刻,为的是开关之时能一翅冲天。

加盟微软,饮誉“世界级专家”

在所有关于沈向洋的资料中,有一个“世界级专家”的字眼频繁出现,问及“这是个什么概念”时,沈向洋的解释是:“在某一领域被全世界的同行认可。”

时间回溯到1999年8月12日,全球计算机科学研究领域最富盛名的会议之一——国际图形学年会在美国洛杉矶举行,来自微软中国研究院的主任研究员沈向洋发表了他在这一领域的最新研究成果。

有人回忆,他的精彩演讲三次被激动的听众用掌声打断。

沈向洋报告的主题是他在基于计算机视觉和图形学研究方面的一个重大进展。

从上世纪90年代中期开始,基于图像的绘制开始成为计算机图形学研究的一个潮流。如何将空间中任意拍摄的二维图像进行全真的三维复原是当今世界的一个最新技术,包括沈向洋在内的研究人员曾经采用全光函数的方法来解决这一问题,但这种方法需要四维采样,这样对数据量的需求特别巨大,数据采集十分困难。

1995年,经过两整天头脑轰炸般的面试,曾在美国DEC公司剑桥实验室及苹果公司交互媒体实验室工作过的沈向洋,顺利加盟微软公司。1998年,微软亚洲研究院成立,沈向洋旋即入主。

也就是在这一年,沈向洋发明了同心拼图的方法,将四维全光函数简化为三维函数,从而大幅度地降低了需采集的数据量。利用他的方法,只要用一台摄像机作一个平面旋转,就可以采集到所需的数据。达到在真实场景中的连续漫游,这是到目前为止,这一领域最高水准的研究工作。

“这一工作将对计算机图形学研究中的虚拟现实技术产生重大影响,并由此导致许多新的技术手段的出现,将为商业、医疗、文化等诸多领域带来广泛的用途。”业内人士评价说。

2004年,沈向洋在接受微软亚洲研究院院长一职时,美国《麻省理工学院技术评论》这样评价他:“如果你在感情上难以支持微软,那是你还未曾遇见沈向洋。”

双料院士,笑傲“计算机江湖”

计算机的江湖,高手要想频频过招,需要一个公开比武的擂台。计算机图形图像技术的擂台,就是“国际图形学年会”。

30年前,在美国产生了国际图形学年会(Siggraph),伴随着计算机研究和技术的迅速发展,国际图形学年会从很小的研究组织,迅速发展成全球计算机图形图象技术研究领域最大的学术组织,每年参加国际图形学年会的人员都超过4万人。

在国际图形学年会上发表自己的论文,是每一个从事图形图像学研究的人所梦寐以求的荣誉,因为只有在图形图像研究方面做出最尖端、最新锐、最令人激动的新发明、新创造的人,才有机会在国际图形学年会大会上作报告。

国际图形学年会每年平均只接受60篇左右当今世界最优秀的论文,而每年却最多有600篇左右的一流文章来参加竞争,可见录取率非常低。国际图形学年会从未在美国以外的地方举办过,在以往的许多年中,华人乃至亚洲人在这个领域基本上是弱小群体,在国际图形学年会上表演的基本上还是美国人。

“试想一下,在一个4万人参加的大会上发表自己的研究主题报告,那将是一种什么样的感受?国际图形学年会给我们提供了一个机会,也提供了一个梦想。”沈向洋在他的一篇文章中这样说。

到目前为止,中国人沈向洋已发表了31篇“Siggraph论文”。“我从没想过会写过这么多,因为在10年前,我认为能发表5篇就足以证明自己的实力了。微软亚洲研究院每年有相当数目的文章入选,这是我非常自豪的事情。”

正如文章开头提到的,因为对计算机视觉和图形学两个学科有重大贡献,今年1月8日,国际计算机协会(ACM)宣布接纳沈向洋为院士。此外,沈向洋还是国际电子电气工程师协会(IEEE)院士。

美国计算机协会主席StuartFeldman这样表达他的肯定:“这些计算机科学家为世界和我们的生活方式做出了深远的贡献,他们的工作突出反映了计算机界的创造力和使命,并引发了全球业界和企业持续的创新浪潮。这些人拥有卓越的领导力和解决复杂问题的能力,他们为人类生活质量的提高而在信息学领域所做的工作值得我们为之欢呼和称赞。”

从“运动员”到“教练员”,沈向洋追求着一个完美的转身。

“计算机科学是相对比较‘应用’的学科,很多经验和想法会让你逐渐变成一个‘教练员’。现在我自己做的研究,集中在一到两个问题上:一是计算机视觉领域的分支——交互式计算机视觉,另一个是计算机的图像理解。”

什么是图像理解呢?

沈向洋跟我们解释,比如说给杯子拍一个照片,人类知道这是一个杯子,但是计算机并不知道它是什么。实际上,人类有95%的信息是靠视觉系统获取的,解决了计算机的图像理解问题,“机器人”便不再是梦想。

“20年前我还觉得这个问题不能解决,但是现在,我有了新的想法。”沈向洋说。

2006年4月,胡锦涛总书记访美,第一站就是西雅图,第一个参观的企业就是微软公司总部。沈向洋代表微软亚洲研究院为胡锦涛总书记作了5分钟的高技术演示。

一亮相,江湖哗然。沈向洋的目的只有一个:让全世界都知道,最先进的技术来自中国。

合纵连横,奋力“拉兄弟一把”

天下英雄,无不是心怀祖国。沈向洋也不例外。

微软亚洲研究院成立五周年时,原科技部部长宋健的讲话,沈向洋不敢忘记,他说:“你们是非常幸运的,希望大家成功的同时,不要忘了自己的祖国,不要忘了很多青年需要你的帮助,你们要拉兄弟们一把啊!”

事实上,今天微软亚洲研究院从事图形图像研究的学者们,绝大多数是国内著名高校及中国科学院毕业的学生,微软亚洲研究院是他们第一个工作过的国际性研究机构,也是他们走向世界图形图像研究领域的第一步。

沈向洋在他的一片文章中进一步阐述:“他们研究风格的形成,研究问题的方式,研究表达的手段都是在微软研究院培养出来的;更重要的是,他们的研究方向是自己选择的,研究主题是自己确定的。可以说,微软亚洲研究院的绝大多数年轻学者是地地道道的本土化人士。他们一定会在国际图形学年会上发表越来越多的‘中国制造’的优秀学术论文。”

2006年6月,第六届中国计算机图形学大会(Chinagraph’2006)在浙江大学开幕。微软亚洲研究院凭借其在计算机图形学领域的突出成绩,以及对中国图形学发展的长期贡献,获得大会组委会特设的“中国计算机图形学大会特别奖”,成为历史上首次获得嘉奖的研究机构。

就在前不久,微软亚洲研究院与中华人民共和国教育部共同签署了一个协议,给中国的年轻学者提供课题经费和对外交流合作的机会。已有7名国内的年轻教授获得该项“微软青年教授基金”的资助。

“科研是一件奢侈的事情,很不幸,它又是一件长期艰苦的事情。我的任务,就是营造一种适合学术生长的环境,把世界上最聪明的人都拢进来。”沈向洋动了感情。

“杨振宁先生曾经说,他最大的成就是‘改变了中国人不如人的心态’,而我们这一代人,则是在努力证明这一点。”