一、神童的头衔
沈向洋现任微软亚洲研究院院长,兼首席科学家,兼职于国内多所著名高校(清华大学、北京大学、浙江大学、上海交通大学等)和中国科学院客座教授及博士生导师,还兼任多本权威学术杂志编委。
沈向洋博士主要专注于计算机视觉、图形学、人机交互、统计学习、模式识别和机器人等方向的研究工作,是计算机视觉和图形学研究的世界级专家。他设计的四分树样条函数算法是世界上最好的运动参数估计算法之一。至今他已经在国际顶级学术刊物和国际会议上发表论文100余篇(包括国际图形学年会SIGGRAPH论文17篇),拥有20多项国际专利。
沈向洋13岁进入南京工学院,后相继获得香港大学电子工程系硕士学位、美国卡内基梅隆大学计算机学院机器人专业博士学位。他曾在DEC公司剑桥实验室及苹果公司交互媒体实验室工作,1996年加入微软,成为微软美国研究院视觉技术组研究员。1999年1月,沈向洋博士跟随李开复博士回到北京创立了微软(中国)公司研究院,任微软亚洲研究院主任研究员、高级研究员,2000年8月,升任微软亚洲研究院副院长。在他的带领下,微软亚洲研究院在计算机视觉、图形学、人机交互和统计学习等方向的研究工作取得了令人瞩目的成绩。2004年1月7日,沈向洋晋升为新一任微软亚洲研究院院长。2005年国际计算机视觉大会上(ICCV2005),沈向洋出任大会主席。
二、视觉图形学先驱的诞生
匪夷所思却又值得深思——在微软亚洲研究院新任院长沈向洋博士看来,《黑客帝国》系列电影尽管尚未真正触及“玄之又玄”的“众妙之门”,但也确实提出了一些有趣的假设。影片中,机器为人类设定的虚拟家园名为“矩阵”(Matrix),所有故事情节都基于一个假设,即我们身处的“现实世界”并不真切:日升月出、花飞叶落都是机器通过缜密的计算营造出的幻境。与此同时,被国际图形学界公认为“顶尖人物”的沈向洋正在北京构建另一个“矩阵”。他同时坚信图形学技术将使人类未来的生活和计算体验更加缤纷。
由神童变为“视觉图形学研究”的先驱
10多年前,沈向洋与导师的一次谈话让他进入到计算机图像处理研究领域;经过艰辛的求索,现今,沈向洋和微软亚洲研究院已走在了全球图形学研究领域的最前沿。
1980年,13岁的沈向洋接到了南京工学院的录取通知书。“除了数学,便是足球”构成了记忆中的大学生活,沈向洋如是说。单纯而有趣的4年让他储备了“澎湃”的脑力和充沛的体能。大学毕业后,沈向洋考入香港大学电机电子工程系读研究生课程,拿到硕士学位后他仍感不满足,于是他来到卡内基梅隆大学计算机学院,成为了著名的计算机专家、被称之为计算机领域的“诺贝尔奖”——图灵奖的获得者拉吉·瑞迪(RajReddy)教授的学生。
卡内基梅隆大学计算机学院是世界闻名的计算机学圣殿,一流的学术水平、自由的学术空气,构成了这一圣殿的两大特点。尽管瑞迪教授本身专精于语言研究,且众多的弟子(如李开复等)亦已在语言研究方面取得了极大的成就,但沈向洋却主动要求从事视觉方面的研究工作。他的理由是,在人类获取的众多信息中,视觉所获得的对这个世界的感知占95%,所以要去作视觉研究。
瑞迪教授告诉他,那你就从图像出发好了,如果你能把外面的世界做成模型,那对我们就太有用了。瑞迪教授建议沈向洋先用一个摄像机去拍摄一个工作室的图像,一个月后拿出一个模型来。瑞迪教授的这一句话,就让沈向洋做了3年,一直到1993年,沈向洋做出了第一个三维场景中的全真模型,那是卡内基梅隆大学计算机学院主楼的一部分。他一共用了几百张照片,通过计算机处理形成。1994年,当沈向洋公布第一个研究成果时,几乎还没有人在这一领域从事这样的工作。
从1995年开始,对视觉图形学的研究开始热起来,沈向洋也开始对此进行更深入地探寻。在此期间,他还在DEC公司的研究院短暂“逗留”,师从著名的视觉专家瑞克·斯里斯奇。由DEC公司回到卡内基梅隆大学后,他继续准备自己的博士论文。有一天,师兄李开复回到了卡内基梅隆大学,沈向洋谈起目前正在进行的工作,李开复建议沈向洋去苹果公司实习,沈向洋听从了他的建议。如果说沈向洋在卡内基梅隆大学和DEC公司的工作均可归于基础研究的范畴,那么苹果公司的阅历,则令他了解了视觉图形学的“产品化”运作流程。
苹果公司曾设计了一个关于“漫游中国长城”的三维演示。站在用户的角度考虑,他们希望实现人在长城上“由一个点到另一个点的漫游”。但当时的设计还只能是“蹦过去”;很快地,沈向洋发明了一种主平面方法,巧妙地解决了这个问题,使用户可以平滑流畅地漫步,而非像先前那样跳来跳去。当沈向洋拿出这一“解决方案”,苹果公司产品组负责人当即表示:希望正式聘用沈向洋,并承诺说尽管他当时仍在攻读博士学位,但苹果公司将“以博士的待遇”招揽他。不过沈向洋并没有动心。他觉得自己还是需要先把论文做完,把博士学位收入囊中。这位年轻的视觉图形学先驱由此而与苹果公司渐行渐离……
SIGGRAPH的常客
1997年,沈向洋首次在交互技术国际大会(SIGGRAPH)上发表了自己的研究成果,这使他对于自己的实力有了更准确的认知。
计算机图形学和SIGGRAPH已有30余年历史。最初它只是很小的研究组织,但随着计算机技术的高速演进,SIGGRAPH发展成为全球计算机科研领域最大的学术组织——每年都有4万多人参与这一学界盛会。对于每一位从事图形图像学研究的人来说,SIGGRAPH是体现自身价值与成就的最佳舞台——由于SIGGRAPH每年只接受50~60篇论文,录取率非常低。因此学者们只有贡献出图形图像研究方面最尖端、最新锐、最激动人心的发明创造,才有可能在SIGGRAPH上作大会报告。在过去的许多年里,华人乃至亚洲人在此领域基本属于“弱小群体”,SIGGRAPH舞台上的主演总是美国人——当然,间或也会看到一两个日本人的影子。然而,随着微软亚洲研究院相关课题组向SIGGRAPH发起冲击,世界开始对“中国人的实力”刮目相看。
在美国洛杉矶举行的大会上,面对来自全球数以万计的图形学专家,时任微软(中国)公司研究院(注:微软亚洲研究院的前身)主任研究员的沈向洋阐释了他最新的研究成果。精彩纷呈的演讲和令人耳目一新的演示引起了与会人士的高度关注,沈向洋的报告竟三次被激动万分的观众用掌声打断。会议结束后,众多的学者都留下来进一步观看演示并直接与沈向洋讨论问题,而美国迪斯尼公司的代表则直接表示,希望能利用沈向洋的技术开发虚拟旅游项目。
连沈向洋自己都没想到,只是微软亚洲研究院大显身手的一个开端。
自2000年起至今,在沈向洋的引领和指导下,微软亚洲研究院图形学相关课题组已在SIGGRAPH上总计发表了11篇高质量论文,不仅如此,他还应SIGGRAPH组织者的邀请,于2002年担任了大会的审稿委员。对此,沈向洋表示,与论文获选、参与审稿相比更让他兴奋的,是微软亚洲研究院的年轻人“向世界展示了中国人的智慧”。他认为“学术研究的进步也体现了一个国家的经济实力和国际地位”:以SIGGRAPH为例,几年前,日本人在SIGGRAPH上发表的论文相当引人关注,最近几年则几乎看不到了。韩国人最近几年虽然也发表了3~5篇论文,但中国却“无疑是SIGGRAPH上表现最为突出的国家、最耀眼的明星”,尽管大部分的论文都是以微软亚洲研究院(地点:北京)的名义发表的,但“那些研究者都是中国人,有些还是清华在校的研究生、本科生,他们充分代表着中国的科技潜力、人才实力”。
三、拿到博士学位后的决定
1996年,这位被业界同行认为“前途不可限量”的华人天才决定加盟微软。在沈向洋看来,这是他一生中最重要的一个决定。
历经砥砺,任谁都想一飞冲天。沈向洋拿到博士学位后,没有把目光投射在那些为众人所仰视的“金字招牌”上,微软、苹果、SGI、DEC、贝尔实验室……全球最知名的公司和学术机构都向他伸出了橄榄枝,可他反而来到了一家新成立的公司,选择了与朋友一起“从小做起”。
那时,沈向洋的小孩刚刚出生,他白天辛劳的工作,晚上好不容易休息一会儿,小家伙却通宵达旦地哭,好不容易哄孩子睡着了,天也大亮了,沈向洋往往是来不及吃早餐便直奔公司去上班。繁重的工作,投身商海的艰辛与无奈使他对自己的未来进行了重新的思考。终于,对于研究的热爱和对平静生活的向往使他拿起电话,拨通了微软的号码,问他们给他提供的那个职位和待遇是否继续有效,微软方面不假思索地给了他肯定的答复。
牵手微软
沈向洋最终牵手微软。微软舒适的工作环境及其对研究的重视令他得以继续自己在图形学领域的领先优势。
1998年,微软董事长比尔·盖茨决定投资8000万美元设立微软(中国)公司研究院,并聘请李开复为院长。李开复随后找到沈向洋,希望他一同到中国去开创“世界一流、亚洲顶尖”的计算机研究机构。
某种意义上,回到中国工作,对每一个海外华人都不啻为巨大的诱惑。如果说在异国取得的优异成绩让他们感到了骄傲和事业上的满足的话,那么回到中国,哪怕是短暂的栖息也更让他们激动。沈向洋立即答应了李开复的要求,出任微软(中国)公司研究院图像计算组主任研究员,并举家迁到了中国。
在全球图形学界的名望令沈向洋黑洞般吸引着他的仰慕者和追随者——从1998年陪李开复到京“创业”、在微软亚洲研究院设立图形图像研究室直至现今,已有很多人随沈向洋一道专注于图形图像学研究——经过5年的发展,微软亚洲研究院已真正成为了世界一流的计算机学术研究机构,也是全球图形图像学领域最具影响力的研究单位之一,培养了一批出类拔萃的科研人员。
对人才的四点体会
谈起身边的人才,沈向洋表现出真诚的欣赏和由衷的喜悦。对他来说,“发现人才、培养人才、让人才尽展所长”不啻为最赏心的乐事,他还总结了四点体会。
其一是“鼓励”。对于刚刚进入科学研究领域的人,正面鼓励非常重要。“我的同事们大多很年轻,并没有丰富的研究经验,持续不断的鼓励使得他们有信心建立正确的科研理念,继而树立更高的目标,鼓励能给他们以从失败中获取经验的勇气,找到适合自己的研究方向,得到最好的研究结果。”沈向洋说。
其二是“耐心”。沈向洋认为耐心是科研人员赖以成就伟业的重要前提——“一个研究人员如果没有耐心,即使是找到了正确的方向,也会因为自己的浮躁而前功尽弃”。耐心包括了研究者的耐心和研究管理人员的耐心,体现了科研的真谛,体现了科研人员的品质及承受平静、寂寞甚至枯燥的勇气。
其三是“方法”。对于一个研究者来讲,正确的方法意味着成功。所以,寻找正确的研究方法是研究管理者和研究员们共同的工作。然而“非常规的方法往往意味着创造,更能出类拔萃,超出他人”,所以“正确的方法往往是人们难以想象的——甚至是离奇、不可思议,不为常人所理解的”,这也是科学研究的魅力体现。
其四是“完美”。“成功的研究员一定是追求完美境界的人,必须要有超越前人的气魄,”沈向洋说:“在科学研究过程中,你会面对许多挑战,但追求完美的决心丝毫不可动摇。只有这样,一个人在研究和发明创造方面的才华才可能发挥到极致;才有可能产生在相对条件、时间和空间的情况下最为完美的结果;才可能出类拔萃,登上科学的巅峰。”
“本土育才”的成就