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2月10日 3d fire(CPU版)"Physically Based Modeling and Animation of Fire"(SIGGRAPH 2002)是最为逼真再现火焰的SIGGRAPH论文之一。也是以后基于物理模拟FIRE的经典参考文献。该论文很复杂，实时实现难度很大。但是引用论文其中一部分思想，牺牲一些视觉效果，实时地生成火焰倒也相对容易。我花了两个晚上把3d smoke的程序改为3d fire,主要的时间用在调公式中的参数，尽量接近真实的火焰。12点了，终于调了一个自己认为还算马马虎虎的版本放在网上。过几天有空的话，还要进一步做些改进工作。 相关图片见我的技术BLOG: 太傻 http://www.cnblogs.com/szlongman 3d smoke(CPU版) BLOG好久没更新了。为了生计，远离了自己的爱好。
Course notes "Real-Time Volume Graphics", Course #28, Siggraph 2004.介绍了许多利用三维纹理进行实时体绘制的方法。该文是可免费下载的，写得很精彩，图文并茂。许多自然景物的模拟（比如云、烟）在生成可视模型后，都是通过体绘制技术来展现在大家的眼球前。从文献上查到最早提出用具备纹理映射的硬件来进行体绘制是94年的一篇论文“Accelerated volume rendering and tomographic reconstruction using texture mapping hardware”。可能是该文的发表时间较早，GOOGLE找不到免费电子版了，所以至今也没看到过原文，不过这并不妨碍我们对该技术的理解。网上OPENGL的体绘制例子很多，但是DIRECTX版本很难找到。我自己写了一个DIRECTX版的，用了TeddyBear的数据模型，可显示一头憨憨的玩具熊，其样子让我想到我那未满周岁的儿子。学习Volume Rendering的主要目的还是为绘制三维的烟雾，下面给出的DEMO，是用CPU完成3D Fluid的求解，用体绘制技术来实现可视化。由于CPU无法并行运算，速度较慢，所以使用的三维格子是16X16X16,比较粗糙。下一步准备改用GPU，可望在ATI9600上实现较高精度的实时3D Fluid。 玩具熊的体绘制DEMO: http://www.net638.com.cn:638/download/volume Rendering.rar 三维的烟雾(CPU版) http://www.net638.com.cn:638/download/3d smoke(cpu版).rar ----------------------------------
4月7日 “Target-Driven Smoke Animation”的GPU实现 电影魔戒首部曲前一刻钟中有这么一幕:111岁的Bilbo与魔法师甘道夫正谈论着烟草，突然Bilbo吐出一个大烟圈,而甘道夫更是了得，笑着吹出一艘美丽的帆船，航行穿过了Bilbo烟圈。接着镜头便转向了一个巨大的焰火宴会。美国的电影特技公司是如何实现这一效果的，不得而知。不过SIGGRAPH2004中的一篇文章“Target-Driven Smoke Animation”却是公开了一种烟雾动画控制技术（smoke animation control），达到了与电影中类似的效果。此论文是以色列人撰写的（The Hebrew University of Jerusalem），SIGGRAPH2003中“Keyframe control of smoke simulations”引起了他们对此方向的兴趣，提出了新的思想，方法不复杂，但是最后的结果倒是出奇的好。通过查阅文献，最初公开发表研究"烟雾动画控制技术"的论文是个中国留学生（Object Modeling and Animation with Smoke），Lin Shi，复旦的本科，现在美国读博士，成果累累。中国的精英在国外有许多，一旦有了吸引这些有真才实学的学者回国的机制，我想实现科技的腾飞是指日可待的。
原文的实现全部使用了CPU，运用精度很高的二阶偏微分数值解法，时间步长也较小，因此最后形成的动画图像非常细腻。我使用了GPU（ATI 9600），采用了大步长，一阶隐含数值解法，能实时实现二维的烟雾动画(比如一个图像遵循流体的运动定律演化为另一种图像)，当然从视觉效果上要比论文上的差很多。原来一直打算找时间写三维形式烟的模拟，可是自从看到那论文后，心里就开始构思如何实现文中的算法，只是碰到点编程上的BUG，徘徊了好多天。现在总算有了个雏形，心中还是比较开心的。只是有时候，晚上调程序，睡不着，看看电视放松一下脑子，结果那几天影响了一位室友的睡眠，在此表示歉意。 DEMO(“Target-Driven Smoke Animation”的GPU实现)下载： http://www.net638.com.cn:638/download/tdsmoke_gpu_demo.rar 这阵子还看了两本科普书，一本是许峰雄写的“深蓝揭密”，一本是沃森写的“双螺旋”，都是在买到后，一个晚上一口气读完的。两本书有一个共同的特点，都是科学家撰写自己亲身的科研历程，披露了很多国外一流大学学习生活的细节。沃森在他25岁时就发现了DNA的双螺旋结构,以此成果荣膺了日后的诺贝尔奖。他在一本书中自述：故事开始的时候我25岁，还没有结婚，考虑女孩（girls）多于基因（genes）。表述的很大胆也很有意思。 ...... 又过了好多天，一直想对上面那个DEMO做优化，但是好象没了那股精气神，结果一点也没进展。两三天前的一个晚上，看了会电视，喝了杯价值一块钱的咖啡，突然来了精神，把想到的优化方法付诸实现了。用了浮点数纹理，精度一下子提高了，从效果上接近原论文一阶微分数值解法的视频。昨日晚上又将GRID SIZE加到256，图像品质大为改善。 改进版DEMO(“Target-Driven Smoke Animation”的GPU实现)下载： http://www.net638.com.cn:638/download/tdsmoke_gpu_demo(20060502).rar 可以改变源与目标的图片(在/images目录下)，以观察到不同的效果 比如：在Source Image Filename框中录入“char.jpg”,在Target Image Filename框中录“char1.jpg”; 然后按一下“Inverse Start”会看到一个中文的“”字以烟雾状化为另一个中文字“画”; 再按一下“Inverse Start”会看到一个中文的“画”字以烟雾状化为另一个中文字“图”。 这些DEMO均使用“October 2005 DirectX SDK Update”，要求GPU支持PS2.0 2月25日 打磨民工"日前，经《21世纪经济报道》证实，“汉芯一号”发明人陈进弄虚作假，成功骗取国家上亿元无偿拨款“内部已基本确认造假属实”，至此，自1月中旬开始在网上炒起来的“汉芯一号”造假案终于有了初步定论。 -- 转自 http://www.hqew.com/info/newshtm/20062221660150492.htm 看了以后感慨颇多，编了一个黑色幽默表示一下当时的心情。 --------------------------- 200N年国家科技最高奖授于打磨民工. 国内知名院士一致鉴定：“X芯一号”是达到国际先进水平的高端大规模集成电路。而民工可以说是帮助“X芯一号”成功的最关键人物，没有他们，就没有“X芯一号”。 打磨民工已找不到了，只能由“X芯一号”总负责人陈X代为领奖，并发表获奖现场感言: 争取再接再厉, 从英特尔购进一批P4 CPU芯片,用国外进口高档细砂专业打磨,然后打上汉芯P4的标识。英特尔没有什么了不起,他们搞了几十年芯片，我们只需要短短几天就能与国外最先进的公司处于同一起跑线了。显然，我们的自主创新能力是很强的，不，应该说是“相当~~”的强。另外准备年内起动大型客机项目,波音啊,空中客机啊都买上几架,运回后,刷上漆,打上中国制造。这可是国产货哦，希望大家踊跃购买，支持民族高科技。当然，在看到我们的优势时，我也清醒地意识到自身的差距，就大型客机而言，老实说我们的漆水差了些。 -------------------------- 王志： 中国科技界缺少帅才，更缺乏踏踏实实、不计名利在第一线工作的科技人才。请您谈谈如何招到一大批志同道合、默默无闻的打磨民工为“X芯一号”的诞生作出了关键性贡献？ 陈X: 搞科研嘛，来不得半分假，就是需要一丝不苟。所以我是一个注意细节的人。平时走到哪儿，我都要往墙上啊，电线杆上观察一下，有没有“专业打磨”的小贴子...... 1月19日 烟的绘制（smoke rendering） 六七十年代，当时为了阻止在台湾的蒋介石反攻大陆，为了应付严峻的国际形势，全国都在响应“深挖洞”的号召。那会我爸正在一个海岛上修地下坑道，负责采暖、通风设计，说起当年指挥工程队按图施工，他总是流露出一种自豪的神情。第一次听说有“流体力学”这个词，就是从我爸的口中得知的，那个时候我上初中。我曾经好多次去翻过爸从部队里带回的一大堆旧书，可是从来没有发现有关“流体力学”的书，倒是意外找到一本国家领导人李瑞环五十年代写的木工书。 真正开始接触“流体力学”，还是从去年才开始。是“stable fluids”，“Visual Simulation of Smoke”， mark harris的博士论文“Real-Time Cloud Simulation and Rendering”等文章给了我深刻的启迪。才明白，数学原来是可以这样运用的。 前几个星期，我一同事新买了辆私家车，闲来无事，喊上我等几人一起驾车出游。目的地是郊外的花山，此山树木菇郁，浓可蔽日，青松翠柏夹径，甚是幽静，到此有超然世外之感。花山历史悠久，自古以来就受到名人雅士和文人墨客的垂青。山腰处本有始建于宋朝的花山大殿，用金山石柱为梁，是建筑史上的一大奇迹。大殿内有铁佛、铜钟、石门槛，并称花山三绝。可惜花山大殿在“文革”时遭人为破坏,建筑全部被夷为平地,现在只剩下形影孤单地耸立着12根石柱，仿佛在述说着它们的不幸，也让游人依稀想起它们曾经的辉煌。花山最高处为莲花峰，欲登顶必经五十三个台阶，高峻而又宽阔。相传当时康熙帝南巡,欲登莲花峰，而山路陡峭难攀，需找一条捷足便道。寺中高僧不敢有误，连夜发动僧众百人从一块整石上凿出五十三个台阶。此处称为“五十三参”，取佛经中“五十三参，参参见佛”之意。我们拾级而上，刚登上五十三参顶，即看到高耸的一面石壁，表面褶皱，宛如老妇人饱经苍桑般的皮肤，上刻形象缭绕的象形文字(见下图)。我等几人，驻足而视，纷纷猜想此字是何意。我本是一直在琢磨流体的绘制，见此象形字，我马上就反映出这不就是遵循Navier-Stokes方程的流体表现出来的基本形态嘛。真是很有意思，脑中想什么，往往就会在现实生活中看到同样的东西，就不吝是这次登上最值回味的一件事。后来，我翻看旅游手册，才知此石壁为“秀屏”，上刻文字是“云”，屏上还刻有乾隆帝游山诗一首，历历可辩。 游山的经历促使我尽快实现了一个用GPU计算二维流体的实时模拟程序（使用D3D）。在分析公式推导后，觉得做一个粗糙的三维的烟雾也并不困难，只是还需要点时间。 DEMO1(未加上 Vorticoty Confinement)下载： http://www.net638.com.cn:638/download/FluidSim_AddBuoyancy.exe http://www.net638.com.cn:638/download/FluidSim_AddBuoyancy.rm (DEMO1的动画捕捉，由于使用工具的原因，帧速会降低) DEMO2(加上 Vorticoty Confinement)下载： http://www.net638.com.cn:638/download/FluidSim_AddVorticity.exe http://www.net638.com.cn:638/download/FluidSim_AddVorticity.rm (DEMO2的动画捕捉，由于使用工具的原因，帧速会降低) 这些DEMO均使用“October 2005 DirectX SDK Update”，要求GPU支持PS2.0 此图还未加上 Vorticoty Confinement(GPU为ATI 9600,程序还未做优化) 12月14日 GPU为什么跑得快？ 过去，学生们在课堂学习计算机体系结构时，听老师讲解各类并行计算机时，仿佛觉得这些东西都是科学家才使用的尖端产品。可又何曾想到,现在并行计算机GPU( Graphical Processing Unit) 就在我们的普通PC电脑内,触手可及。现在CPU的技术进步正在慢于摩尔定律，而GPU（视频卡上的图形处理器）的运行速度已超过摩尔定律，每6个月其性能加倍。WHY? 前阵子应一位编辑的约稿，写了一篇《GPU为什么跑得快？》，该文刊登于《游戏创造》杂志2005年11期（http://www.chinagcn.net/issue11.htm）。
文章下载：http://www.net638.com.cn:638/download/gpu.doc 11月20日 过程纹理(Procedural Texture) [2005-11-20 update] 小时候，家里住的是老房子，有近百年的历史了。可惜的很，在轰轰烈烈的旧城改造中都已化成记忆。老房子的客厅是方砖铺就的，而卧室的地面都由地板架空。当时夏天没有空调，赤着身子躺在地板上，甚是凉爽，实在是消暑的良方。地板上木材的花纹就象水墨画中险峻的山峰，一山更比一山高，留给了我无尽的遐思。我那时很是奇怪，大自然为何给木材安排了如此有诗意的纹理呢？
好多年以前，互联网上网还是一种稀缺资源。多亏一个热心同学的帮忙，终于在宿舍里依靠电话回拔，免费连上了Internet。每天只有在深夜才速度快一点，达到每秒3-5K，但是却为我打开了了解外界的一个窗口。黑黑的屋子里，只有荧光屏闪动着，我不时地敲着键盘，看到了以前从未听说过的许多知识。其中，Ken Perlin（http://mrl.nyu.edu/~perlin/doc/oscar.html）的网站给我留下了深刻的印象，perlin noise、过程纹理用简洁的方式叙述着我们身边迷人的大自然。下面几张图片是我利用GPU实时渲染生成的，第一张是木头纹理，接着三张摸拟大理石纹理，最后一张想做成花岗岩，不过还欠火候。 过程纹理主要用于模拟自然界中常见的Marble,Stone,Wood,Cloud等纹理。大多数的过程纹理都是基于某类噪声函数（Noise Function），比如说perlin noise。在过去，由于过程纹理计算量很大，在实时绘制中很少使用。但是GPU的出现，促进了过程纹理在实时渲染中的广泛应用。通俗介绍perlin noise的经典文章见：http://freespace.virgin.net/hugo.elias/models/m_perlin.htm。但是在实际应用中，要生成漂亮的纹理，还有大量的BLACK ART，一般文献上很少详细记载。这都需要我们不断的去探索。我想科学与技术的关系也在此，科学只讲述原理，但要运用到实际生产中去，就得依靠技术。科学作为普世原理往往是公开的，而技术却经常以专利等形式加以保密。 8月7日 SIGGRAPH 2005 papers 里的中国人 这次大会总共接受论文数为98篇，其中微软亚洲研究院共发表论文9篇，属于国内独立研究机构和学校的论文数为0篇。不过这些SIGGRAPH 2005论文里有一个令人惊讶的事实，在中国大陆接受大学教育的作者却有好多，让我们看到了未来的希望。Microsoft Research Asia有九篇，通讯作者都为沈向阳，其中的作者大部分是在国内取得最高学历的。还有据我的不完全统计，除了Microsoft Research Asia外，另有十篇论文作者(绝大部分是第一作者)，是在国内完成了本科，硕士教育后，目前在国外大学攻读博士。可见国内大学基础教育并不比国外差，只是国内高校与研究机构缺少大师级的教授，缺少好的科研环境，这些学生只有到了国外研究机构或在国外读博士时，才做出了一流的研究成果。 随着国内科研环境的改善，国内市场产生对图形学的强大需求时，可以预料这些人才有可能回流。那时，属于国内独立研究机构和高校的论文数为0篇的令人尴尬的局面就会一去不复返了。 ----------------------------------------------------- Microsoft Research Asia有九篇，通讯作者都为沈向阳，其中的作者大部分是在国内取得最高学历的。 (1)Large Mesh Deformation Using the Volumetric Graph Laplacian Research), Xinguo Liu (Microsoft Research Asia), Hujun Bao (Zhejiang University), Baining Guo, Heung-Yeung Shum (Microsoft Research Asia) (2)Video Object Cut and Paste (3)Real-Time Rendering of Plant Leaves University), Xu Yang (Nankai University), Baining Guo, Heung-Yeung Shum (Microsoft Research Asia) (4)Modeling Hair From Multiple Views Long Quan (Hong Kong University of Science and Technology), Heung-Yeung Shum (Microsoft Research Asia) (5)Image Completion with Structure Propagation Hong Kong), Heung-Yeung Shum (Microsoft Research Asia) (6)Modeling and Rendering of Quasi-Homogeneous Materials of Sciences), Steve Lin, Baining Guo, Heung-Yeung Shum (Microsoft Research Asia) (7)Visual Simulation of Weathering by Gamma-ton Tracing University of Hong Kong), Xin Tong, Hujun Bao (Zhejiang University), Baining Guo, Heung-Yeung Shum (Microsoft Research Asia) (8)TextureMontage:Seamless Texturing of Arbitrary Surfaces From Multiple Images Heung-Yeung Shum (Microsoft Research Asia) (9)Precomputed Shadow Fields for Dynamic Scenes 还有一些论文作者，是在国内完成了本科，硕士教育后，目前在国外大学攻读博士。 Yuan Chen Department of Computer Science EDUCATIONS: * B.Sc. Mathematics, JiLin University, China (1998) (2) Motion magnification EDUCATION AND WORKING EXPERIENCE * 2004~now, Reviewer of IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence * 2003~now, PhD student in Department of Electrical Engineering and Computer Science, Massachusetts Institute of Technology * 2002~2003, Assistant Researcher, Microsoft Research Asia. * 2002, Master of Engineering, Institute of Pattern Recognition and Intelligent Systems, Department of Automation, Tsinghua University. * 1999, Bachelor of Engineering, Department of Automation, Tsinghua University. http://people.csail.mit.edu/celiu/
第一作者 Hongcheng Wang （他的简历网上没找到） http://vision.ai.uiuc.edu/~wanghc/ http://graphics.cs.uiuc.edu/~qingwu/ http://graphics.cs.uiuc.edu/~linshi 这儿是一堆的中国人。 (4)Mean Value Coordinates for Closed Triangular Meshes Tao Ju的简历: I am a graduate student in the Department of Computer Science at Rice University. My advisor is Dr. Joe Warren. I graduated from Tsinghua University in 2000 with a BA degree in English and a BS degree in Computer Science. I received MS degree from Rice University in 2003. I expect to obtain Ph.D degree in 2005. (5)Interactive Video Cutout (Project) (Microsoft Research) Jue Wang的简历: also had been visiting Microsoft Research Asia as a student for two years, where I worked with Yingqing Xu and Harry Shum, and co-worked with Michael Cohen. http://students.washington.edu/juew/ (6)Compressing and Companding High Dynamic Range Images With Multiscale Wavelet Architectures EDUCATION(Yuanzhen Li) Massachusetts Institute of Technology Academy of Sciences GPA 92/100, ranking 1st (7)Water Drops on Surfaces Who am I(Huamin Wang) I am a second year PhD student in college of computing at Georgia Institute of Technology. I received a Master's degree in Computer Science from Stanford University in 2004 and a Bachelor's degree in Computer Science and Engineering from Zhejiang University, China in 2002. http://www.cc.gatech.edu/grads/w/whmin/ 他的水滴给我的印象很深
Education(Yongning Zhu) (9)A Data-Driven Approach to Quantifying Natural Human Motion Jessica K. Hodgins (Carnegie Mellon University), James Rehg (Georgia Institute of Technology) EDUCATION(Liu Ren) http://www.cs.cmu.edu/~liuren/ (10)All-frequency Interactive Relighting of Translucent Objects with Single and Multiple Scattering Rui Wang的简历 UVA, working with Prof. David Luebke. http://www.cs.virginia.edu/~rw2p/
8月3日 有可能触摸"诺贝尔"的成果 人类有3万个基因，在过去30年中，倾全世界科学家之力，对其中3000个基因的功能有了初步了解。近日，复旦大学科研人员宣布，他们找到了一把快速解读基因功能的钥匙———PB转座因子，通过这个因子，他们将研究基因功能的效率提高了140倍。这项具有“里程碑”意义的研究将在8月12日刊登在国际生物界权威杂志《细胞》的封面上。第一作者丁昇是年仅26岁复旦大学三年级研究生。相关技术已申请国际专利。这个源于飞蛾的PB转座子被赋予了“夸蛾因子”的中国名字，“夸蛾”是古文《愚公移山》中的大力士。
据复旦大学发育生物学研究所所长许田介绍，大规模研究基因功能计划将利用“PB转座因子”这把“钥匙”，解读基因“天书”，“今后，什么样的基因具有什么样的特性，哪些基因控制哪些功能都可以渐渐被人获知，像调节身高、延缓衰老、治疗疾病、改良经济作物……等等终将以以实现，可以说这一成果的应用前景极为广阔。”
7月21日，国际顶级生命科学杂志《细胞》在线发表了复旦研究组所取得的成果，并称将于8月12日在封面刊载这一成果。《细胞》杂志审稿人评价：新方法简便高效，提供了大规模研究小鼠等哺乳动物基因功能的解决方案，并称这项工作“是里程碑式的发现，对人类基因研究有重要意义”(these are landmark finding with the potential to alter the way mouse genetics is carried out worldwide, and with implications for human gene therapy. ）”。由于每次转座因子的发现都在科学界引起相当的轰动，美国科学家麦克林托克还因为发现转座因子而获得了1983年诺贝尔医学奖。复旦研究组的发现又会给中国带来什么荣誉呢?
图为课题组长许田博士（中）和吴晓晖博士（右）与丁昇同学讨论工作
8月2日 开复先生的启发开复先生既是著名学者,也是管理专家。有一阵子连续写了多封致中国学生的公开信，教导学生如何做人，做事。一时间成为中国青年的人生导师。开复先生第一封信便是大谈诚信，鼓励大家树立“正确”的职业观，要忠诚于自己所在的企业。看了这些信后，我的感觉就是两个字“佩服”。开复先生曾说，“微软就是自己在商业公司的终点——除此以外再也没有别的公司可以给自己如此巨大的满足。”话音未落，不想开复先生已跳槽了，去GOOGLE另谋高就了。 想来大人物的谆谆教诲,往往是讲给别人听,对于他自身并不适用。如果他本人真的按他自己所说的做了,估计他多半也无法攀上人生及事业的高峰。其实做人、做事的原则，朴实的老百姓、小人物最清楚，也是最身体力行的。这也是为什么小人物一辈子还是小人物的原因。 6月28日 我的沙发我想写点一些个常用渲染技术的DEMO,比如:projective texture mapping, emboss bump mapping, horizon mapping, parallax mapping, steep parallax mapping, relief mapping. 刚写了projective texture mapping(我的沙发),赶紧放了上来.接下来写emboss bump mapping. 快看看我的沙发. 6月19日 人工鱼 今天收到从当当网上购买的《人工鱼 计算机动画的人工生命方法》。之所以买这本书,因为去年在网上曾看到浙大的一个学生参考此书写了篇硕士论文。我看了后很感兴趣，也想一睹该书，可惜这类书在书店里往往是买不到的。最近在当当网上看到这书还有存货，赶紧订了一本。 1990年：加拿大mcmaster大学获硕士学位，并获安太略州教学奖 1994年：获加拿大多媒体艺术科学院的技术优秀奖 1996年：加拿大多伦多大学获博士学位，论文获国际计算学会最佳博士论文奖。 目前，是intel 公司的图形研究小组的科学家。 我想起来了，我以前在学校里复印过一篇人工鱼的论文，会不会就是她写的呢。我把文章翻了出来，论文名是"Artificial Fishes: Physics, Locomotion, Perception, Behavior" Proc. of ACM SIGGRAPH'94, Orlando, FL, July, 1994, in ACM Computer Graphics Proceedings, 1994, p.43-50。第一作者就是Xiaoyuan Tu，果然是她。 “晓媛的鱼”被许多西方国家的学术刊物广泛介绍，但在国内鲜有人介绍。书是2001年4月第一次印刷，6000册，至今还有库存，说明买的人不多。问问周围的计算机系的本科生，研究生，会发现很少有人听说过这些。在国内象木子美之类“美女作家”，媒体连篇累牍地反复介绍，网友也是积极讨论，好不热闹啊。同样是“美女作家”，差距咋就这么大咧。首先我想还是媒体们的引导问题，长久以来，介绍到中国科学家永远是几个老面孔，说到此，大家可能脑子里很快会浮现出有点古怪的陈景润。学生们听到这些老故事，只有视科学研究为畏途。其实江山代有才人出，只是我们的媒体们不愿意去挖掘，去介绍，去唤起大家对科学的热情。国内的科普书，永远是耳熟能详的老故事，看了一本，其他的也差不多，很少有人肯花力气从前沿的科学研究中摘取几朵绚丽的小花奉献给大众。 |
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