第六届中国图学大会草记

第六届中国图学大会于8.16-8.17在杭州举行，作为图形学后生，去围观了近乎全程，还是颇有收获，将所见所闻所感记录下来。

所里的老师老早就通知大家去即将召开的图学大会上学习学习，我这心也早按捺不住，需要从实验室走出来换换思路，于是16日准时赶到花港海航酒店。

16日的议程是大牛报告，其中最吸引我的当属彭群生教授的《基于图像的室外场景光照估计与阴影合成》。彭老师一直致力于真实感图形的研究，在AR场景中，为了使叠加到实景中的虚拟物体更加真实，光影显然是要与环境融为一体才能以假乱真。太阳光、天空光和环境光三种光源有机结合：其中太阳光是常规的重建方法；而天空光则进行了细化，不再是一个全局的常数，而是根据空间位置和太阳位置有所变化；环境光则将背景抠掉天空后做成一个镜面反射的光照球。最后使用球面调和函数将光照模型简化为6个参数的模型进行求解优化。最后还造了几个石膏模型实地拍照和AR渲染得到两组结果进行图灵测试，几乎无法分辨真假。该方法能够仅使用单张照片的信息将光照很好地渲染到AR场景中的虚拟物体上，同样可以用于视频，比以往别人研究的结果光照更加自然、真实。阴影方面彭老师介绍使用了“一些tricks”也能达到以假乱真的效果，现场关于两部分共工作的结果案例展示博得阵阵掌声。我后来检索到他指导的博士论文[1]里有详细的介绍。

彭老师已过古稀，但演讲时神采飞扬，语调抑扬顿挫，语速较快，内容详略得当，原理和公式讲得深入浅出，案例也做的美轮美奂，真是高山仰止，景行行止。这是真正做学问的人，几十年来仍然专注在学术一线，如今这样的大牛已经不多了。同时彭老师还是我师祖，我也一直久闻大名却从未能一见，今日有幸听到彭老师这么精彩的报告，可以想象彭老师当年指导我导师读博士时，答疑解惑、授课授业的种种。

写到这里我还想到彭老师的同龄人、我国机械设计学的奠基人之一冯培恩教授，二年级修冯老师的“工程设计学”课程时，也为其严谨的态度、广博的知识和矍铄的神采所折服。那一代的大师，值得我们这些后辈们多去学习和请教。

除了彭老师，另一位抓住我眼球的则是图形学的“学术男神”陈宝权教授。说来惭愧，偏CAD而非CG的我这次是第一次知道这位大牛，他以一己之力将山大在TOG上面发文数量带到了全国第二梯队（由原来的0-2篇提高到4-5篇，同在第二梯队的还有中科大，第一梯队是浙大和清华，10+篇），战斗力简直爆表。旁边的师妹感叹“确实挺帅的”，看来年轻有为的陈老师真是智商颜值都突破天际。陈老师分享的是《城市场景三维感知与可视化》，讲了使用红外激光仪+相机拍照对城市三维场景进行重建的技术，文章都发表在SIGGRAPH，TVCG等顶会顶刊上。山大引进了这么优秀的学术带头人，相信学科的学术水平几年内会更上几层楼。

此外，鲍虎军教授分享的AR/VR/MR技术也有一些亮点，从他口中得知，原来光电系已经搞出来了基于光场显示的裸眼3D显示器，虽然只有巴掌大，但也已经很酷炫了！而且他还给出了几种SLAM的源码。

可惜谭建荣院士、周昆教授等大牛分享的是宏观的内容，我达不到他们那么高的层次，听起来也兴致寥寥，所以就水过去/提前跑路了。

17号上午旁听了虚拟现实和图像识别的分会场。这次我记录的比较仔细。

首先是终于见到了工业设计的大牛王枫红教授，可惜她分享的是若干年前的工作《基于SAMMIE的房车室内用户行为模拟分析》，偏功效学方向，干货不多，而且要赶飞机，所以讲完后就匆匆离开，没能和她交流，对于我这个做CAID的人来说确实可惜了机会。

商飞的一个工程师分享了AR在飞机装配中的应用，他们也在做商品化尝试，想把开发出的这套系统推广到公交车等大型设备的装配过程中，看来还是很有市场的。（虽然他们用的是Hololens，贵啊但大公司不差钱）另外了解到了他们使用deltagen这个软件来对模型进行减面的处理。想到之前一个美工朋友帮我画的模型面数太多，在手机VR上跑的真是吃力，但没找到好工具减面，或许就可以用这个。

台湾大学的欧阳明教授绝对是这次分会场的亮点。欧阳老师真是横贯产学研的大牛，在VR领域深耕了几十年，这次带来了非常棒的内容，是这次大会中分享干货最多的专家。欧阳老师分享的题目是《VR在行动装置上的时间迟滞及影响》。他提出了VR/AR中面临的4个问题：

• 分辨率低。fov = 60°时，单眼分辨率至少5.7K才能看不到像素；fov = 90°时，单眼分辨率则要求达到10K
• 延时太长。延时需要小于50ms人才不会感觉到
• 焦距固定的问题。这个问题是硬件的限制导致的，很难解决，要么裸眼3D，要么前后双显示屏，他给出了一套后者的昂贵方案（但我没看懂）
• 定位不准。主要是AR定位不准，这个是SLAM技术不完善导致。

有问题就容易导致眩晕。而导致眩晕有5个因素：

• 延时
• fov太大
• 分辨率太低
• 运动速度
• 运动模糊motion blur。实际生活中人类在运动时视野会模糊的，比如前后运动会有边缘模糊。但VR中总是清晰的，这会造成非真实感
• （这个是我临时想的）没有鼻子。记得有人做过测试如果放了一个贴着玩家的鼻子，就像我们日常眼睛中看到的那样，也会降低眩晕

欧阳老师的团队进行了一系列测试把因素和解决方案都进行了研究。后来还展示了一个用在达芬奇手术机器人上的VR解决方案，使得医生能够更准确地操作。

上海大学的余涛博士分享了《头戴设备VR环境下基于网格变形的交互雕刻建模》，用户可以使用3D笔刷进行三维实体的绘制，和Tilt Brush不同的是，绘制出来的结果是实体模型，有完善的Mesh，可以用于3D打印等场合。后续还有很多工作可以做，比如参数化建模、模型的修改、批量操作、布尔操作等等。

非常感谢中国图学学会和浙江大学工程及计算机图形学研究所的专家、老师和同学们，他们辛苦组织了这样一场会议，非常不容易。

惭愧，念了这么久书第一次围观学术会议。参加过unreal和unity这两个产业界巨头在世界范围的开发者大会之后，难免感到国内这种学术会议和国际产业界会议的差距。毕竟学术圈不像产业圈那么土豪，而且会议级别摆在那里。当然，学术界顶会应该还是比产业界高端的（应该吧？没参加过TAT）。总之希望我国图学能越来越好吧，能在顶会、顶级展览上听到越来越多的中国声音。

参考文献
[1]. 邢冠宇. 基于图像的室外场景光照估计与阴影合成[D]. 浙江大学, 2013.