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視學(xué)算法報道

機器之心編輯部

由于疫情的影響，計算機圖形頂級會議ACM SIGGRAPH 2021于8月9日至15日線上舉行。該大會頒發(fā)了最佳博士論文獎以及計算機圖形學(xué)成就獎等獎項，其中最佳博士論文獎由UCLA數(shù)學(xué)系博士后李旻辰摘得，這也是華人學(xué)者連續(xù)四年獲得該殊榮。

8 月 9 日到 13 日，計算機圖形頂級會議 ACM SIGGRAPH 2021 于線上舉行，大會已經(jīng)公布了本年度各大獎項的獲獎?wù)撸渲邪?Steven Anson Coons 獎獲得者 Markus Gross、最佳博士論文獎獲得者李旻辰、計算機圖形學(xué)成就獎獲得者 Doug L. James 以及數(shù)字藝術(shù)終身成就杰出藝術(shù)家獎獲得者 William Seaman。

機器之心對各大獎項的獲獎?wù)咝畔⑦M行了以下整理。

最佳博士論文獎

ACM SIGGRAPH 2021 授予李旻辰（Minchen Li）博士 2021 最佳博士論文獎，獲獎?wù)撐摹禦obust and Accurate Simulation of Elastodynamics and Contact》。該獎項每年頒發(fā)予成功寫出優(yōu)秀的計算機圖形與交互技術(shù)領(lǐng)域?qū)W位論文，且順利完成答辯的博士候選人。

個人主頁：https://www.math.ucla.edu/~minchen/

李旻辰，賓夕法尼亞大學(xué)計算機與信息科學(xué)博士畢業(yè)，師從蔣陳凡夫教授，主要研究最優(yōu)化問題和數(shù)值方法在幾何處理與物理仿真中的應(yīng)用。他 2015 年本科畢業(yè)于浙江大學(xué)竺可楨學(xué)院混合班，主修計算機科學(xué)與技術(shù)，并于 2018 年獲得哥倫比亞大學(xué)計算機科學(xué)碩士，曾多次在 Adobe 研究院參與科研實習(xí)，并獲得 2020 年 Adobe fellowship。2021 年 7 月，李旻辰入職加州大學(xué)洛杉磯分校，擔(dān)任數(shù)學(xué)系博士后。

論文地址：https://www.proquest.com/openview/178e7289d88473c8df74c493cc3b501c/1?pq-origsite=gscholar&cbl=18750&diss=y

獲獎理由：他的研究在保證非相交的非線性固體動力學(xué)中的魯棒摩擦接觸模擬這一問題上取得重要突破而獲獎。

接觸，包括摩擦接觸，是許多科學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)典課題，如計算機圖形學(xué)、機械工程、計算力學(xué)、制造設(shè)計和機器人技術(shù)等。隨著時間的推移，目前研究者已經(jīng)提出了相應(yīng)的算法公式和時間離散化方法，這些方法在物理正確性和形狀限制（例如平滑度或凸度）之間，以及在算法魯棒性和計算效率之間提供了不同的權(quán)衡。但是在李旻辰博士的研究之前的數(shù)值方法要么計算效率高，要么是物理上正確，但不是兩者兼而有之。

李旻辰研究描述了以 IPC（Incremental Potential Contact）方法為中心的許多貢獻，一種考慮摩擦接觸的隱式 time-stepped 非線性彈性動力學(xué)變分解的新模型和算法。他的方法結(jié)合了碰撞間隙函數(shù)的幾何精確公式，一種光滑的摩擦公式，可以將其轉(zhuǎn)換為變分形式，并使用基于障礙的內(nèi)點法進行優(yōu)化。

李旻辰的研究設(shè)計了一種可靠、統(tǒng)一的方法，適用于非常具有挑戰(zhàn)性的條件，從而將可變形體模擬的穩(wěn)定性、魯棒性和表現(xiàn)力提升到前所未有的水平。這項研究提供了無條件的可行性和可微性，從而保持 intersection-free 和 inversion-free 軌跡，從而不受材料參數(shù)、時間步長、沖擊速度、變形嚴重程度和邊界條件的影響。

值得一提的是，這也是華人學(xué)者連續(xù)四年獲得 SIGGRAPH 最佳博士論文獎。此前，加州大學(xué)伯克利分校閆令琪博士、朱俊彥博士、MIT CSAIL 博士后研究員李子懋博士都曾獲得此獎項。

Steven Anson Coons 獎

Steven Anson Coons 獎是為了表彰研究者對計算機圖形學(xué)和交互式技術(shù)的畢生貢獻而頒發(fā)的獎項，被認為是該領(lǐng)域最負盛名的獎項。為了紀念計算機圖形學(xué)領(lǐng)域的早期先驅(qū) Steven Anson Coons，以他的名字命名，該獎項在奇數(shù)年內(nèi)授予個人。

今年的 Steven Anson Coons 獎頒給了蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的計算機科學(xué)教授 Markus Gross，以表彰他在幾何處理、基于物理的模擬、面部捕捉和動畫方面的研究貢獻，以及他為計算機圖形學(xué)學(xué)術(shù)與行業(yè)之間構(gòu)建橋梁所做出的貢獻。

Gross 在視覺計算方面的職業(yè)生涯始于德國達姆施塔特工業(yè)大學(xué)計算機圖形學(xué)中心，在那里他寫了他的第一本書《Visual Computing》。1994 年他加入蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院擔(dān)任助理教授，他的早期工作包括基于小波分析的體繪制、表面網(wǎng)格劃分和 FACE 面部手術(shù)模擬器，之后他通過創(chuàng)辦 Cyfex 公司將 FACE 面部手術(shù)模擬器商業(yè)化。他現(xiàn)在也是蘇黎世迪士尼研究中心的研究副總裁。

Markus Gross 的研究興趣包括基于物理的建模，計算機動畫，沉浸式顯示和視頻技術(shù)。他發(fā)表了 400 多篇有關(guān)計算機圖形學(xué)和計算機視覺領(lǐng)域的算法和方法的科學(xué)論文，并擁有 30 多項專利。

計算機圖形學(xué)成就獎

SIGGRAPH 2021 的計算機圖形學(xué)成就獎頒給了斯坦福大學(xué)計算機科學(xué)教授 Doug L. James，以表彰他在可變形模型的模擬和聲音渲染方面的開創(chuàng)性工作。

Doug 的早期工作專注于動態(tài)可變形對象的快速動畫。他開發(fā)了一系列有影響力的方法來預(yù)計算可變形對象的降階模型，并提供一個能夠更有效計算動力學(xué)的低維狀態(tài)空間，同時保留原始系統(tǒng)重要的自由屬性。即使在觸覺界面的苛刻限制下，這些技術(shù)也可以實現(xiàn)實時模擬。

Doug 還在聲音渲染的發(fā)展中發(fā)揮了巨大的作用——提出借助第一原理模擬物體發(fā)出的聲音來計算這些聲音的方法。Doug 和他的學(xué)生通過模擬移動和振蕩的物體，來模擬運動與空氣耦合的方式以產(chǎn)生聲輻射，并模擬聲輻射傳播到聽眾的方式，從而為高質(zhì)量聲音渲染創(chuàng)造了強大的通用方法。Doug 的研究工作極大提高了構(gòu)成逼真和高質(zhì)量模擬聲音的標準。

杰出新研究員獎

SIGGRAPH 2021 的杰出新研究員獎頒給了 MIT 電氣工程與計算機科學(xué)的 Esther and Harold E. Edgerton 助理教授 Jonathan Ragan-Kelley，以表彰他在渲染和計算攝影方面對系統(tǒng)和編譯器做出的杰出貢獻。

Jonathan 同時還是加州大學(xué)伯克利分校電氣工程與計算機科學(xué)助理教授，他的研究重點是高效計算機圖形學(xué)，即圖形與系統(tǒng)、架構(gòu)和編譯器的交叉領(lǐng)域。

Jonathan 最聞名的是他在編程語言 Halide 及其編譯器方面的工作，Halide 專為編寫數(shù)字圖像處理代碼而設(shè)計，已成為計算攝影和圖像處理的行業(yè)標準。性能一直是計算機圖形的核心。在不能完全依賴摩爾定律的時候，由于不同級別的并行性和不同的內(nèi)存層次結(jié)構(gòu)，有效利用 CPU 和 GPU 等現(xiàn)代硬件極具挑戰(zhàn)性。通過將算法與其優(yōu)化方式完全分離，Halide 可以更輕松地實現(xiàn)高性能，用 Halide 編寫的代碼往往比 C 代碼簡潔得多，并且在各種處理器上的運行效率都更高。

Halide 在行業(yè)中產(chǎn)生了重大影響，包括為大部分安卓相機應(yīng)用程序提供支持，并為 Adobe Photoshop iPad 應(yīng)用程序成為可能發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

杰出服務(wù)獎

Marc J. Barr 對 ACM SIGGRAPH 長期服務(wù)，無論是對組織還是對 SIGGRAPH 會議都貢獻巨大，因此 ACM SIGGRAPH 授予 Marc J. Barr 2021 年杰出服務(wù)獎。

Marc 在 1993-96 年開始了他的 ACM SIGGRAPH 服務(wù)生涯，在此期間，他也是教育委員會的普通成員，并參加規(guī)劃和開發(fā)計算機圖形學(xué)課程的會議和研討會，他于 1996-98 年擔(dān)任教育部主任，并在 ACM SIGGRAPH Executive Committee（EC）擔(dān)任該職務(wù)。2009 年，他擔(dān)任 EC 主席。

Marc 曾擔(dān)任 SIGGRAPH 2015 會議主席，并于 2013 年至 2016 年加入會議咨詢小組 (CAG)。他于 2017 年至 2020 年擔(dān)任 CAG 主席，并于 2017 年至 2020 年在 EC 擔(dān)任該職務(wù)。

數(shù)字藝術(shù)終身成就杰出藝術(shù)家獎

ACM SIGGRAPH 2021 數(shù)字藝術(shù)終身成就杰出藝術(shù)家獎頒發(fā)給了杜克大學(xué)藝術(shù)史與視覺研究系教授 William Seaman，以表彰其在重組詩學(xué)、重組信息學(xué)與新感知領(lǐng)域的開拓性工作。

Seaman 的作品往往通過各種技術(shù)手段探究一種以媒體導(dǎo)向的詩學(xué)——重組詩學(xué)，此類作品常常探索媒體要素與過程在互動性和生成性藝術(shù)作品中的組合和重組。Seaman 在這些作品中覆蓋了圖像、音樂和文本關(guān)系，并經(jīng)常創(chuàng)造所有媒體要素并闡明所涉及的操作媒體過程。

最近，Seaman 還一直致力于創(chuàng)建與新感知（人工智能和機器人的未來）相關(guān)的跨學(xué)科搜索引擎，他稱之為洞察引擎（Insight Engine）。這項工作是概念藝術(shù)和科學(xué)的結(jié)合，也即重組信息學(xué)。

從業(yè)者獎

ACM SIGGRAPH 2021 從業(yè)者獎每年頒發(fā)給那些對計算機圖形和交互技術(shù)產(chǎn)生重大影響的從業(yè)者。本年度的從業(yè)者獎頒發(fā)給了華特迪士尼動畫工作室首席軟件工程師 Brent Burley，以表彰其在動畫渲染和著色領(lǐng)域的創(chuàng)新和行業(yè)影響。

自 2000 年代初以來，Brent 對華特迪士尼動畫工作室的技術(shù)和工具產(chǎn)生了巨大影響。他對 Hyperion 渲染器的激進設(shè)計深刻改變了渲染，并且還對 Ptex 和 SeExpr 等其他工具的開發(fā)做出了重要貢獻。

作為一名真正的工程師，他一直追求簡單和優(yōu)雅，并且創(chuàng)建了當(dāng)前整個行業(yè)都在使用的 Disney Principled BRDF（簡稱為 Disney BRDF）。他在頭發(fā) / 毛皮著色和次表面散射方面的工作也具有廣泛的行業(yè)影響力。

Brent 還將 Ptex 和 SeExpr 庫開源，讓世界各地的從業(yè)者都可以輕松使用這項技術(shù)。除了他的工程實踐和創(chuàng)新之外，Brent 在社區(qū)內(nèi)積極與他人分享他的知識和想法。

杰出教育者獎

ACM SIGGRAPH 2021 杰出教育者獎頒發(fā)給了華盛頓大學(xué)計算機科學(xué)與工程系首席講師 Barbara Mones，以表彰其在開發(fā)計算機動畫課程中的開拓性作用以及在將這些課程擴展至 VR/AR/MR 領(lǐng)域的持續(xù)性貢獻。

此外，Barbara 還是 Reality Studio 工作室和面部表情研究團隊（Facial Expression Research Group, FERG）的負責(zé)人。過去三十多年，她在學(xué)界和業(yè)界一直致力于計算機圖形和動畫制作領(lǐng)域的研究，在啟動和開發(fā)計算機動畫課程方面具有深遠的影響，并激發(fā)很多其他項目和課程紛紛效仿。

最近，Barbara 積極地致力于將她的想法和課程擴展至 VR、AR 和 XR 等領(lǐng)域。

2021 ACM SIGGRAPH 學(xué)術(shù)團體（Academy Class）

ACM SIGGRAPH 學(xué)術(shù)團體是一個由在計算機圖形領(lǐng)域做出重大貢獻的個人組成的榮譽團體。成員均為領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)者，憑借其努力塑造了學(xué)科或行業(yè)，并引領(lǐng)了計算機圖形和交互技術(shù)的研究或創(chuàng)新。2018 年首屆 SIGGRAPH 學(xué)術(shù)團體由過往的 SIGGRAPH 獎項獲得者組成。

今年除了 Steven Anson Coons 獎、計算機圖形學(xué)成就獎、數(shù)字藝術(shù)終身成就杰出藝術(shù)家獎、杰出教育者獎和從業(yè)者獎的獲獎?wù)咭酝猓琒IGGRAPH 學(xué)術(shù)團體還有其他三名成員：

Norm Badler：對虛擬人類建模和計算機動畫的基本貢獻，以及對計算機圖形學(xué)多代學(xué)生的教育；
Mathieu Desbrun：對幾何處理和建立離散微分幾何框架的貢獻；
Karen Liu：因開發(fā)需要剛體動力學(xué)和復(fù)雜環(huán)境之間相互作用的任務(wù)的模擬和控制而獲獎。

參考鏈接：https://www.siggraph.org/acm-siggraph-2021-awards

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