文/镭刷刷

我在美国宾夕法尼亚大学攻读的方向是计算机图形学（Computer Graphics，简称CG），研究的就是怎么用计算机让图形更高效拟真地展示出来，CG普遍运用在计算机动画、电影特效、游戏、交互式多媒体等等领域。无论是平时的课堂教学，课外的项目研究，还是年度的SIGGRAPH图形学国际会议，不同领域技术应用的交叉，都能引起我极大的兴趣。

比好莱坞更好莱坞的课堂

当初我选择美国作为留学目标时，很大原因就是美国在计算机图形特效方面的霸主地位：大屏幕上呼风唤雨的铁甲英雄和逼真骇人的怪物猛兽，技术之精进让人佩服。刚来美国没多久，我就特地跑去洛杉矶好莱坞想膜拜一番，却是失望而返，除了几个明星手印，实在没能嗅到什么高大上的气息。万万没想到，生活真奇妙，横跨北美洲也没能感受到的好莱坞味道倒在自己平时热饭的实验室体会到了。

那天正是让人头大的计算机动画课，正当满黑板的物理原理和数学矩阵公式把我们折腾得连自己懂没懂都不知道的时候，教授突然粉笔一扔、潇洒一笑、大手一挥，关了实验室的灯，打开了安装在实验室四周的动作捕捉设备。黑暗中一圈明晃晃的红光开始闪烁，一秒变身好莱坞开始。

“大家现在看到的这套捕捉设备，是360度全方位围绕实验室安装的跟踪摄像捕捉机，下面让助教给大家演示一下怎样进行动作捕捉……”教授话音未落，助教就穿着一身“波点夜行衣”闪亮登场了。黑色的尼龙紧身服外面，粘着20多个关节动作捕捉球，贴合身体的各个关节，在漆黑的环境下闪着夜光，把平时一板一眼的助教衬托得分外滑稽。

“首先，请模特摆T字造型，一一匹配全身的各个关键点。”不一会儿，屏幕上的软件已经定位到所有的标记点了，呈现出一个“T”字形的人体骨骼。助教调皮地扭动了一下腰肢，屏幕上的骨骼也跟着动了起来！

“哇！”这个的动作引起了一阵骚动，各路上帝佛祖老天爷从同学口中陆续放出。“助教身材还不错吧，哈哈！”教授也颇有心情地开起了玩笑，“我们这节课的作业就是请同学们两人一组，分别捕捉记录队友的走路、跑步、跳跃、转弯、漫步和自选动作，最后用软件将捕捉到的动作附到动画角色身上，制作一个30秒的小动画。”

这个让人瞬间变身好莱坞技术大师的作业瞬间点燃了大家的学术热情。我和同组的宝拉套上“夜行衣”，粘上捕捉点，看着自己全身的捕捉标记球在黑夜中闪闪发光，激动的心情只能用无数张手机自拍表达。定好“T”字型，成功连线软件里的人体骨骼后，我缓缓伸出右手向骨骼小人招了招手，小人也朝我招了招手。彼时彼刻，我觉得自己离好莱坞仅仅一个后脑勺的距离。接下来在自信满满地走、跑、跳后，看着屏幕上骨骼小人别扭的姿势，我内心不禁老泪纵横：“原来我走路是这般鬼样……”最后的自选动作，本着让周围的外国友人近距离观摩一下博大精深的中华武术的美好心愿，我气沉丹田、平心静气地在身穿紧身服、全身贴着荧光小球的诡异装扮下打起了太极拳。

可惜我武艺对不起师尊，大冬瓜分完之后就不知该如何继续，只得胡乱比划起最擅长的广场舞，好歹在一片赞叹声中收了场。依依不舍地脱下“夜行衣”，仔细整理好录下的动作数据，开始给虚拟角色设计动作。真是没想到，简简单单的一个走路动作，得反反复复各种调试之后才能出效果，更别提最后的太极广场舞了。一个30秒的小动画，花费了我至少13个小时的投入。联想到好莱坞大片里那一串串的长镜头和动作戏，原来一个后脑勺的距离，其实也不短。

你有多久没当儿童了？

可能是家里人做教育的比较多，耳濡目染二十年，我终于在上本科的时候妥妥地激发了对教学的热情。来到美国之后，我听说学校的教育学院十分厉害，尤其教育技术学这个将多媒体技术应用于教学的新兴专业。经过一番自我推荐，我在暑假顺利加入了卡菲教授的研究团队。

教授的项目方向是探索更好的原型产品以激发中小学生对编程的兴趣，进而学习编程。在项目初期，鉴于我的计算机学科背景，教授把产品的搭建任务交给了我。拿到任务，急性子的我拍了拍脑袋，三下五除二，很快就按照自己的想法搞出了一套“适合儿童”的学习编程小游戏给了教授。

教授看了看，没多说话，只问了我一个问题：“你为什么觉得这是适合儿童的？”我眨巴了一下眼睛，刚开始列举我在艺术设计上有多么简单有趣，就被下一个问题给拦了下来：“你有多久没当过‘儿童’了？”我一时语塞。

教授笑了笑：“离你作为儿童的日子已经过去快十年了吧，就我的实践经验来看，你设计的最初级关卡就已经太难了。对你来讲用代码让一只猫掉进洞里非常简单，但让不知道什么是编程的小孩儿来做，他们可能没看两眼就放弃了。”

万万没想到，自己的设计居然在“简单”两个字上一败涂地。拍脑袋的事儿果然做不得，还得踏踏实实一步步来，先从研究用户入手。不久，教授便安排我去参加了一次图书馆调研试验活动。

活动当天，我们邀请了在图书馆玩耍的几个小学生家庭来试用我们设计的编程平台，一步步地让他们感受代码是怎么让屏幕上的小人动起来的。回想自己初学程序时，已经是个脑力健全的成年人，但回忆起在脑袋里建立后台代码与屏幕上效果之间的反射联系，仍旧是一段冗长又痛苦的历程。而这里的孩子们，第一次接触代码，却因为容易理解、所见即所得的平台设计而显得饶有兴趣。而后在和小朋友聊天的过程中，我发现比起过程复杂、设计精美的效果，他们更钟爱功能单一却短小精悍的设计。当他们自己拼凑代码块时，也倾向于叠加最简单的走动视觉效果来实现自己的目的。

在亲身实验中了解到了小朋友的一些特点后，我便再次开始设计新的框架：先给出一个示例目标，让孩子们知道最后他能写出什么样的小程序；再从最简单的“前进10步”代码的叠加开始，省略那些为了让程序更美观而添加的扰乱视线的代码，只保留最核心的角色动作，一级级加深难度，让小孩通过一个个分解的步骤来理解、掌握编程思想和基本语法。

振臂高飞当“鸟人”

今年暑假，我有幸参加了在加拿大举行的SIGGRAPH计算机图形学年度会议。作为计算机图形学界最顶尖的会议，SIGGRAPH每年都聚集了业界内最厉害的企业和学者，一起分享、探讨最新的技术动向。我学习多媒体技术已有五个年头，平日充过的电也不少。但在SIGGRAPH度过的5天时光是我最大功率的充电器，无论是广度还是深度，都大大地扩展了我的知识架构，刺激着我对未来发展的种种想象。

让我停留很久的一个展位是一家医学服务公司，他们针对美容医院开发了一个图形系统，可以扫描人脸自动生成3D头像模型，医生可以根据顾客的需求调整人脸模型的五官结构，实时向顾客展示整容后的效果。爱美的我也厚着脸皮请这家公司帮忙扫了个人脸模型，并尝试着用系统中的选项东戳戳鼻子，西捏捏脸蛋，以达到心目中的最佳效果。不过，专业的系统设计得非常严谨，并不能像我刚才的创作那样360度随心所欲地玩鼻子，而是必须选择修整“鼻尖、鼻头、鼻翼还是鼻梁”，每部分可调节的范围也有限制，以确保真实反映整容术后的实际效果。三下五除二，我就给自己弄了张明星脸，仿佛自己一秒就变身成了“网络红人”。不过，再仔细瞧瞧，这张新脸实在过于漂亮，安在身上太有违和感了，我便默默地按了好几下“撤销操作”键，果然，还是原装的更顺眼。

会展的另一个区域则展示了全球各个高校或研究机构入选今年SIGGRAPH的论文的相关科研作品。可触摸的3D虚拟模型、实体化实时构建模型的微颗粒、眼球识别的新型游戏操作、超微型摄影……稀奇古怪五花八门的最新科研成果都向参会者展示着最前沿的技术趋势，也暗示着未来成熟高科技商品的走向。所有展台中最火爆的，当属“鸟人”项目。一台oculus（一种头戴式虚拟现实设备），带给人360度翱翔天空的视觉体验；一台飞行设备，完全模拟鸟类对翅膀的运用，带给人飞翔的物理代入感；一台风扇，模拟飞翔时轻轻划过脸颊的缕缕清风；当这三样设备结合在一起，就真的成为了一只鸟。为了能当一回真正的“鸟人”，经过四十分钟的等待，当我不太利索地爬上设备，进入鸟人的世界振臂高飞时，拂面而来的微风也是甜甜哒。我想，未来的世界，大概也会是这样，真真假假、虚虚实实，越来越逼真的CG效果和视觉体验设备 ，能让人足不出户就可以走遍大江南北吧。

（文章选自2014年11月《大学生·能力博士》）