大俠是怎樣練成的

作者：周昆

轉(zhuǎn)眼之間，我已經(jīng)在MSRA（微軟亞洲研究院）工作了將近六年，回想六年來(lái)的研究經(jīng)歷，感觸很多。就和練習(xí)武功一樣，我從一個(gè)學(xué)徒，到略通精義的武林中人，再到憑借一技所長(zhǎng)叱咤一方的的大俠，我在研究院度過(guò)了不平凡的六年。

一．2003年：“打哪指哪”與“指哪打哪”

2002年我加入微軟亞洲研究院，剛開(kāi)始是跟著資深研究員做項(xiàng)目。當(dāng)時(shí)我的老板郭百寧提出了一個(gè)很有挑戰(zhàn)性的想法：能否用紋理合成技術(shù)模擬出豹子皮這樣一類(lèi)的紋理。于是，在實(shí)現(xiàn)他這個(gè)想法的過(guò)程中，我學(xué)會(huì)了“打哪指哪”的研究方法。

這個(gè)項(xiàng)目的研究過(guò)程異常艱苦。在最開(kāi)始的幾個(gè)月里，我們嘗試了很多種方法，可無(wú)論如何，我們做出來(lái)的豹子皮都像是假的。直到項(xiàng)目結(jié)束期限前的一個(gè)月，百寧總結(jié)了我們能做出來(lái)的最好結(jié)果，發(fā)現(xiàn)盡管我們不能做出豹子皮這種紋理，但是已經(jīng)能做出一大類(lèi)有累進(jìn)變化的紋理。于是，圍繞著這個(gè)思路，我們對(duì)已經(jīng)取得的算法和結(jié)果進(jìn)行了整理。最后論文被SIGGRAPH錄用，這也是我的第一篇SIGGRAPH論文。

我在學(xué)校里受過(guò)的科研訓(xùn)練一般是首先有一個(gè)好的想法，接著進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，通過(guò)寫(xiě)程序和做實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證想法是否可行，這種方式可以總結(jié)為“指哪打哪”法，就是說(shuō)目標(biāo)指向哪里，就打向哪里?？墒牵以谘芯吭旱牡谝粋€(gè)項(xiàng)目確教會(huì)了另外一種不同的研究門(mén)路——“打哪指哪”。比如說(shuō)百寧給我提供的想法就像一個(gè)目標(biāo)，而需要我想辦法把這個(gè)目標(biāo)擊中?？墒?，由于我的知識(shí)和研究實(shí)力等方面的限制或者本身這個(gè)想法就不是很成熟，極有可能這個(gè)目標(biāo)在當(dāng)時(shí)的情況下是實(shí)現(xiàn)不了的?？墒?，就在這個(gè)做不出來(lái)的過(guò)程中，你有可能做出一些科研環(huán)節(jié)中的副產(chǎn)品來(lái)。雖然，之前是沿著一條研究主路一直在前進(jìn)，但是卻會(huì)產(chǎn)生很多的分叉與分支出來(lái)，逐漸偏離了原來(lái)的研究方向。當(dāng)走了一段時(shí)間之后，會(huì)恍然發(fā)現(xiàn)其實(shí)本來(lái)就不應(yīng)該走原來(lái)的那條路，要走的就是現(xiàn)在這條走出來(lái)的“彎路”。當(dāng)時(shí)的假定目標(biāo)是A，后來(lái)竟做出了一個(gè)B出來(lái)，而當(dāng)我們要總結(jié)科研成果，撰寫(xiě)科研論文時(shí)，我們會(huì)總結(jié)說(shuō)其實(shí)我們真正要做目標(biāo)的是B，這就是所謂的“打哪指哪”，?。

在科研過(guò)程中，往往會(huì)遇到很多沒(méi)有設(shè)想到、但很有意思的現(xiàn)象，便導(dǎo)致了很多意外的新發(fā)現(xiàn)。因此，當(dāng)一項(xiàng)科研成果出來(lái)的時(shí)候，你可以相信在其背后可能隱藏著另外一個(gè)不為人所知的故事。當(dāng)然你所能看到的幾乎所有的科研論文在講述研究歷程時(shí)都是運(yùn)用“指哪打哪”法的，但是它這個(gè)結(jié)論的發(fā)現(xiàn)過(guò)程很有可能是“打哪指哪”出來(lái)的——沒(méi)有打到目標(biāo)A，卻把目標(biāo)B做出來(lái)了。

“打哪指哪”法對(duì)于剛剛進(jìn)入研究一兩年，腦海中只是有些模糊想法但是又未必做不出來(lái)的研究人員比較適用。2003年我們沒(méi)有做出豹子皮，只是在馬身上生成了豹皮的斑點(diǎn)圖案，看上去像是披著豹皮的馬。兩年之后，在2005年的SIGGRAPH上我們真正做到了“指哪打哪”，用紋理映射的方法生成了豹子。

二．2004年：科研成果的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換

2004年我發(fā)明了一個(gè)叫做Iso-charts的技術(shù)，主要是借助機(jī)器學(xué)習(xí)的方法對(duì)三維網(wǎng)格模型進(jìn)行自動(dòng)分片，并且生成紋理坐標(biāo)。網(wǎng)格參數(shù)化是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)一個(gè)非?；A(chǔ)的功能，在游戲和電影產(chǎn)業(yè)都被廣泛適用。在這一年的工作中，我認(rèn)識(shí)到做研究不只需發(fā)論文來(lái)展示自己的科研成果，其實(shí)還需要看重這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際價(jià)值。被工業(yè)界所應(yīng)用和承認(rèn)，或許能帶來(lái)更大的成就感。

通過(guò)技術(shù)轉(zhuǎn)化組的胡志鵬工程師的辛勤工作，我們成功地在DirectX的Code Base里貢獻(xiàn)了三萬(wàn)行代碼，使得這項(xiàng)技術(shù)成為DirectX中任意網(wǎng)格參數(shù)化工具UVAtlas。現(xiàn)在做貼圖的程序員和游戲開(kāi)發(fā)者都會(huì)用到UVAtlas這個(gè)工具，而且這項(xiàng)技術(shù)還用在了微軟自行研發(fā)的Halo 3游戲引擎里。這就是企業(yè)研究院區(qū)別于其他科研機(jī)構(gòu)的地方，在企業(yè)研究院我們不僅可以發(fā)表高水平的頂級(jí)論文使得科研成果得到學(xué)術(shù)界的充分認(rèn)可，而且還可以使自己的科技成果進(jìn)行產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，被成千上萬(wàn)的用戶(hù)所使用從而體現(xiàn)其更廣泛和深遠(yuǎn)的價(jià)值和影響。

非常有意思是，這個(gè)項(xiàng)目起源于一個(gè)SIGGRAPH項(xiàng)目，我們的投稿不幸被拒了，可是萬(wàn)幸的是它轉(zhuǎn)化進(jìn)了微軟的產(chǎn)品中，而且獲得了研究院2005年的最佳技術(shù)成果轉(zhuǎn)換獎(jiǎng)。同時(shí)，這篇論文也是我第一次與微軟總部的研究員合作完成的論文。

三．2005年：漸入佳境

2005年對(duì)我來(lái)說(shuō)是豐收的一年，我投了三篇SIGGRAPH論文都被錄用了，而且三篇都是以第一作者的身份發(fā)表的。在同一年里面以第一作者的身份發(fā)表三篇論文，這在SIGGRAPH歷史上是前所未有的。這一年的豐收標(biāo)志著我在SIGGRAPH上成熟，也非常慶幸在這一年找到了可以真正命中SIGGRAPH的感覺(jué)和信心。當(dāng)在這種感覺(jué)的指引下做出來(lái)的三篇論文得到業(yè)界同行認(rèn)可的時(shí)候，即充分證明了自己也可以與他們一樣躋身世界領(lǐng)先的行列。

總的來(lái)說(shuō)這一年的收獲主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，首先是2003年金錢(qián)豹紋路的創(chuàng)想終于在這一年找到了完美的解決。另一方面就是自己的研究視野更加開(kāi)闊了，從幾何和紋理伸延到了繪制，對(duì)圖形學(xué)本身有了更為深入的探索和了解。我一直覺(jué)得計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是個(gè)相對(duì)較窄的學(xué)科，如果連這個(gè)較窄的學(xué)科都不能做到比較透徹的理解的話，我擔(dān)心自己今后能到達(dá)的研究高度會(huì)非常有限的。我希望自己能在研究的深度和廣度上并重。

我不停地?cái)U(kuò)展自己的研究范圍，嘗試去學(xué)習(xí)更多的東西，試圖在多個(gè)方向上尋找可以解決的問(wèn)題。在某個(gè)方向上的研究功力體現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力，如果連問(wèn)題都不知道的話，解決問(wèn)題就無(wú)從談起。可是有太多的文獻(xiàn)和太多的方向，使得發(fā)現(xiàn)問(wèn)題變得相當(dāng)困難。即使當(dāng)你找到一些問(wèn)題之后，有些問(wèn)題可能是十幾年/幾十年沒(méi)有解決的問(wèn)題。那么，就需要?jiǎng)?chuàng)新性地在當(dāng)前的范圍里找到一個(gè)可解的問(wèn)題，這其中的難度可能并不比找問(wèn)題難。

四．2006年：從運(yùn)動(dòng)員到教練員

這個(gè)階段我主要從一名運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)換到同時(shí)帶學(xué)生的教練員，如何培養(yǎng)學(xué)生做研究成了我的一個(gè)新課題。在研究院工作是幸運(yùn)的，有很多非常優(yōu)秀有潛力的學(xué)生跟我一起做研究，比如任重、孫鑫、施曉晗、侯啟明等。 我在培養(yǎng)學(xué)生方面也經(jīng)歷了一個(gè)比較有意思的發(fā)展過(guò)程：