微软亚洲研究院副院长沈向洋


　　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。

　　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。

　　Siggraph上的“中国制造”

　　2000年秋，由于微软亚洲研究院在学术界的影响越来越大，张亚勤院长对未来研究院的发展作了很多大胆的预测。当谈到表现研究院学术实力重要指数之一的学术论文时，他半开玩笑地说：“我们在世界一流学术刊物和国际专业会议上发表的论文数在最初几年应该呈几何级数增长”。对于我们从事计算机图形图象研究的人来讲，展示自己学术成就的最高的舞台就是一年一度的Siggraph(国际图形学年会)。2000年，我们在Siggraph发表了一篇论文，2001年，我们有两篇优秀论文入选，那么根据“亚勤规则”，2002年我们在Siggraph上要完成四篇论文，我们能做到吗？

　　三十年前，在美国产生了Siggraph，伴随着计算机研究和技术的迅速发展，Siggraph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Siggraph的人员都超过4万人。在Siggraph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Siggraph大会上作报告。Siggraph每年只接受50-60篇当今世界作优秀的论文，而每年却有400篇左右的一流文章来参加竞争，可见录取率非常低。Siggraph从未在美国以外的地方举办过，而且由于Siggraph的研究结果将直接对与图形图像学有关的产业产生巨大而深远的影响，所以Siggraph基本上在洛杉机和奥兰多这些与好莱坞和迪斯尼关系密切的城市举办。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Siggraph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？Siggraph给我们提供了一个机会，也提供了一个梦想。

　　1999年初，我追随开复从微软美国研究院来到北京，在微软亚洲研究院设立图形图像研究室，到目前为止已有很多人跟我一道从事图形图像学方面的研究，我们还与国内一些大学和研究机构建立了十分密切的合作关系，力争在中国建立全球最热门的研究领域-图形图像学的学术地位。

　　我们的研究论文在2000年和2001年的Siggraph会议上获得了极大的好评。但是，胜利使我们的头脑更加清醒，虽然微软亚洲研究院在某些领域已具有世界一流水平，甚至是最高水平，但“亚勤规则”所确立的目标让我们必须戒骄戒躁，保持冷静。我们又开始了日复一日紧张而富有挑战的研究工作，把尘世间的一切抛在脑后，全力向世界最高水平冲击。

　　2002年3月，我接受Siggraph的邀请，担任本年度大会审稿委员，3月8日到达亚特兰大的当晚，我们每个评委都从大会组织者那里获得一份按文章初审结果排序的入围论文名单。3月9日，评审会正式开始，入围的论文最终被划分为三类：一类拒绝，一类未定，一类接受。而所有委员确定为可以发表的论文大约只占入围论文总量的1/10左右。由于审稿委员建立了回避制度，所有与微软亚洲研究院、微软公司、以及我们的合作伙伴有关的论文的评选过程，我本人都不能参加。3月10日，经过各位评委极为严格的审查，我们有四篇优秀论文被Siggraph接受，这四篇文章是：《任意曲面上的双向论理函数映射》，《运动论理》，《光场变形》和《羽毛的绘制》。在这届Siggraph上，我们微软亚洲研究院成为今年世界上入选论文最多的单位之一，我们感到既兴奋又自豪。

　　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象处理研究领域；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" - 忆及大学生活，沈向洋如是说。单纯而有趣的四年让他储备了"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（Raj Reddy）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％，所以要去做视觉研究。

　　瑞迪教授告诉他，那你就从图象出发好了，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象，一个月后拿出一个模型来。教授的这一句话，就让沈向洋做了三年，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结果时，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Rick Szeliski。由DEC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。

　　计算机图形学和交互技术国际大会（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业已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SIGGRAPH 1999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，SIGGRAPH 1999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，比论文获选、参与审稿更让他兴奋的，是微软亚洲研究院的年轻人们"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"。

　　北京的"矩阵"设计师

　　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公司。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，他白天辛劳地工作，晚上好容易休息一会儿，小家伙却通宵达旦地哭--好不容易哄孩子睡着了，天也大亮--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作了重新的思考。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。

　　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，微软公司董事长比尔·盖茨决定投资8000万美元设立微软中国研究院，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。沈向洋立即答应了开复的要求，出任微软中国研究院形象计算组主任研究员，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年陪李开复回京"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。

　　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。"

　　沈向洋颇为自豪微软亚洲研究院"本土育才"的成就：20世纪80年代起，万千中国大学生的梦想就是考入美国名校持续深造。年复一年，一批批青年才俊通过TOEFL、GRE考试走向让他们兴奋的大洋彼岸，寻找自己的事业和前程。而今天，不少优秀的中国学生却选择到北京的微软亚洲研究院工作，因为"此地"同样可使他们成为学术领域的佼佼者；同时还有更多海外中国学生到微软亚洲研究院求职，希望在这个设立于北京的国际一流研究机构追寻自己的梦想--沈向洋激动地说："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清华、浙大和科大等中国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。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。"

　　2004年到来之际，微软公司宣布原微软亚洲研究院院长张亚勤博士将升任微软公司全球副总裁，调回微软总部，负责微软移动通信及嵌入式系统在全球的开发业务。同时，沈向洋博士晋升为新一任院长，全面接管研究院基础科研及高校关系等方面的管理事务。谈及微软亚洲研究院未来的发展，沈向洋博士充满了信心："过去的5年，微软亚洲研究院在前任院长李开复博士和张亚勤院长的带领下，经历了辉煌的发展历程。目前，我们拥有一批国内外一流的、高水平的研究队伍；在已确立的四大研究领域都取得了相当不错的成绩。我坚信：在新的领导团体的共同努力下、在微软亚洲工程院全体同仁的的共同努力下，我们将致力于丰富人类计算体验的有力探索，相信将会有越来越多的人感受到来自微软亚洲研究院技术。"

　　微软亚洲研究院

　　微软亚洲研究院经过三年多的努力已逐渐成为了全球一流的计算机学术研究机构，也成为世界上图形图像领域最有影响力的研究单位之一，培养了一批非常优秀的科研人员，回首我们走过的道路，我想与朋友们分享如下体会。

　　其一、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。

　　其二、耐心。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。耐心成为居里夫人一生中受益匪浅的美德，造就了她两次获诺贝尔奖的伟大成就。这种耐心，包括研究者的耐心，也包括研究管理人员的耐心，这种耐心体现了科研的真谛、品质及承受平静、寂寞和枯燥的勇气。

　　其三，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我们共同的工作。但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，好的、正确的方法往往是人们难以想到的、离奇的、不可思议的，不为常人所理解的，这也是科学研究的魅力体现。

　　其四，完美。一个成功的研究员一定是一个追求完美境界的人，必须要有超越前人的气魄，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。

　　从亚特兰大飞回北京途中，我在飞机上无意打开一本《财富》周刊，看到一篇题为《It’s All Made In China Now》(所有的东西都是中国制造)的文章时感慨万千。

　　从1979年邓小平打开中国国门实现改革开放的政策开始，中国在世界科学、文化、商业、外交和政治舞台上不断的让世界惊奇不已，如果说那些蓝眼睛、大鼻子的外国人感到惊讶，这完全在我们的意料之中，因为他们本身就不了解中国，应该说对5000年文明的惊讶才刚刚开始，但对于我们这些侨居美国多年的中国人来说这一切同样令人惊讶。当有一天，我们突然发现自己家附近的美国商店里卖的东西都产自中国时，我们感到特别兴奋和骄傲。

　　中国已经一步一步从最初生产服装鞋帽类的劳动密集形产品的国家发展成为一个名副其实的工业化国家。八十年代起，多少大学生的梦想就是考上美国的名校。一年又一年，一批又一批的最优秀的青年才俊通过TOEFL、GRE考试走向令人兴奋的大洋彼岸，寻找自己的事业和前程。而今天，一些优秀的中国学生选择到北京的微软亚洲研究院工作，同样也成了学术领域的佼佼者；而更多的海外中国学生则开始以竞争性的态度到微软亚洲研究院求职，希望在这个世界一流、设在北京的国际研究机构追寻自己的事业。我们的梦想一步一步坚实起来，

　　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清华、浙大和科大等中国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。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Siggraph上发表越来越多的“中国制造”的优秀学术论文。

　　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，近十年来，亚洲平均每年会有1-2篇论文入围。过去日本人在Siggraph上发表的论文比较引人关注，最近几年韩国人的论文逐渐多了。中国则成为去年和今年Siggraph上表现最为突出的亚洲国家，尽管大部分的论文都是以微软亚洲研究院-北京的名义发表的，但最令我们自豪的是那些研究者都是中国人，他们有些甚至还是在校的研究生、本科生，他们充分代表着中国的科技潜力和人才实力。我们有足够的理由相信，我们完全能够培养出世界一流的，可以媲美斯坦福大学、麻省理工学院的，将对世界商业和产业产生影响的高水平“中国制造”的高科技人才。