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年会大咖|Ronald P.Fedkiw: 机器学习让好莱坞特效更逼真

2018.03.27

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413-15日,基石资本2018年年会将在大梅沙京基喜来登大酒店举行。本次会议的主题为“连接”,我们邀请了中欧国际工商学院经济学和金融学教授许小年、中国人民大学教授及博导彭剑锋、中国人民大学商学院教授包政、华夏基石管理咨询团队合伙人施炜、斯坦福大学教授Ronald P.Fedkiw、商汤科技联合创始人徐冰、清华大学当代国际关系研究院院长阎学通、香港中文大学哲学系教授王庆节等各界名人大咖集聚一堂,思想激荡,敬请期待。


本文为Ronald  P.Fedkiw今年在混沌创业营的发言总结:

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   新技术的更迭让好莱坞的特效越发逼真。我在《哈利波特》、《星际迷航》、《终结者3》、《加勒比海盗》这些影片中,不断地尝试用计算机图形学实现特效。 

   电影中的烟雾、火、水、爆炸,用的都是类似于计算机图形学而不是动画。

    数学公式可以前所未有地模拟出来很多东西,更加真实。比如衣物、毛发、甚至活的这些血肉等等。

    现在,计算机视觉当中又融入了机器学习的部分,机器学习和物理模型都非常重要,他们能够去做进一步融合。

    所以,好莱坞现在已经不仅是看物理模拟和计算机视觉。

    虽然深度学习当中,其实还有很多是机器不能去做的,但我们认为模拟算法将解决这些问题。



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  科学网  

斯坦福大学专家获得奥斯卡科学技术奖


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图片说明:通过计算物理学模拟出的波涛和灯塔。(图片来源:Frank Losasso, Jerry Talton, Nipun Kwatra, Ron Fedkiw / courtesy of Stanford University)

 

Ronald  P.Fedkiw,或许你从未听说过这个名字,但你一定不会忘记电影《加勒比海盗》中汹涌的滔天巨浪,还有《星球大战:西斯的复仇》中飞溅的熔岩。

 

2月25日,当人们记住了Daniel Day-Lewis、Tilda Swinton、Coen兄弟, 以及电影《老无所依》、《黑色血金》时,也许没有人知道这位斯坦福大学的计算机学副教授同样获得了一个小金人——奥斯卡科学技术奖(Scientific and Technical Academy Awards)。

 

从在加州大学洛杉矶分校读研究生开始,Fedkiw就在计算物理学领域中进行一项前沿研究——利用计算机模拟物理现象。这种高度复杂的模型和模拟工作十分重要,因为物理学家可以藉此观察一些理论事件,或者预言物体在特定条件下的行为。

 

Fedkiw构建的这些模型相当精确,而如果应用于电影,无疑会将观众带入另一个世界。Fedkiw说,“我的许多工作都是关于流体和固体模拟的计算方法研究,事实证明,这在电影上同样十分有用。”

 

过去十年中,Fedkiw绝大部分时间都是一边搞电影,一边继续做学术研究。1998年对他而言是个突破。当时Fedkiw开始为一家公司工作,利用流体运动的Navier-Stokes方程描述并模拟3D水流,而他众多的客户中就包括好莱坞。几年后,Fedkiw来到工业光魔(Industrial Light and Magic,ILM)特效公司,与Nick Rasmussen和Frank Losasso Petterson一道开发出一套系统,它能够真实地模拟低粘性液体(比如水)。

 

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图片说明:视觉模拟出的烟。

(图片来源:Ronald  P.Fedkiw)

 

 

实际上,Navier-Stokes方程在3D绘制上的广泛应用源于1999年一篇关于“稳态流场”(Stable Fluids)的论文。在此基础上,Fedkiw等人完成了一系列里程碑式的工作。比如,对烟的真实绘制(Visual Simulation of Smoke),创造性地运用粒子动力水平集方法(Particle Dynamic Level Set)来模拟水的表面。终于,在2月早些时候,Fedkiw、Rasmussen和Petterson三人共同获得了这项奥斯卡科学技术奖。

 

到目前为止,Fedkiw已经参与了多部电影,其中包括《哈利波特》系列、《终结者3》、《怪物史瑞克》以及《海神号》等。不过,在Fedkiw自己看来,一切还并不完美。“很不幸,我知道(模拟中)所有尚存的问题,这让我常常想重新来过……好在观众十分喜欢,”他说。

 

Fedkiw目前的研究主要集中在模拟人类动作上,包括虚拟人类和固液联接(solid fluid coupling)。(科学网 任霄鹏/编译 )


Ronald P.Fedkiw斯坦福大学计算机科学学院教授,最近加入了斯坦福人工智能实验室。Fedkiw教授发表了约120篇研究论文,主要集中在计算物理、图形和视觉领域,并出版了一本关于水平集方法的著作。在过去的17年中,他一直担任工业光魔公司的顾问,为好莱坞多部电影的特技和动画效果提供支持,如《终结者3:机器的崛起》、《星球大战前传III西斯的复仇》、《海神号》、《冒牌天神》、《金刚:骷髅岛》。


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(编辑:韦依祎,责任编辑:魏锦秋,审阅:杜志鑫)

几年前,我曾提出一个问题:中国经济繁荣的根基是什么?

我认为是“重商主义(这里借指市场经济)”与“儒家文化”这两个因素的核聚变,只要我们的体制大门开一条小小的缝,中国老百姓与生俱来的聪明、勤奋、奋不顾身,几千年穷怕了的物质主义和实用主义,就能创造一个新天地。

2021年,我见到一个新能源公司的董事长,谈及张维迎所言“直到20世纪70年代,绝大部分中国人的生活水平不比唐宋时期好多少”,他说这是真的,1978年他没有见过电,全家所有家当是一个小木柜。1979年,我的好朋友,一个咨询集团的董事长考上了大学,报到前他勤工俭学,骑六七十里山路卖冰棍,山里的一户人家,用几个鸡蛋和他换了一根,全家人排成一排每个人吮吸一囗。

在改革开放前,这是中国普遍的景象。而我们这一两代人,在改革开放后,怀抱着对美好生活的向往,创造了人类发展史上的奇迹。40多年过去,我们看到,轻舟已过万重山。伟大的中国工业革命,怎么赞扬也不为过!

而另一方面,中国用几十年的时间,走完了发达国家几百年的路,这也就注定了,我们上山的道路,更加的陡峭。同时,中国作为一个有几千年历史的古国,其发展正常就是“孔雀东南飞,五里一徘徊”。作为一个新兴经济体,我们讲究的是实用主义,中国的政策也是因时、因势而变的。

因此,并非一些简单的因素就能够遏制中国的增长,只要不出现战争这样会扰乱经济进程的极端因素,只要中国依然坚定地支持民营经济发展,保护企业家精神,中国经济的前进步伐就是坚定不移的。

如果认同这一点,那么无论是短期的政策、市场变化还是长期的中美对抗,都不会让我们产生太大的焦虑。

具体从我们做企业和做投资来讲,也无需过度悲观。“沉舟侧畔千帆过,病树前头万木春”,在一些行业和企业衰落的同时,也永远有一些行业和企业在崛起。

以半导体产业为例,我们不必纠结于半导体仿佛一年紧缺、一年过剩,因为问题的核心不是这个。问题的核心是第四次工业革命离不开半导体技术,而中美对峙、科技封锁,将进一步迫使中国在所有科技领域谋求自主可控,进一步迫使中国以举国体制解决创新问题。同时,当一项投资吻合科技进步趋势和政策引导的双重影响时,其估值亦将脱离传统财务模型。这些才是中国硬科技投资的重要的底层逻辑。

看待资本市场,我们更不必计较一时的股价波动。回顾历史,在资本市场发生剧烈调整时,那些优质的企业往往也会出现大幅下跌,但不同的是,优秀企业不仅能收复失地,还能再攀高峰。因此,我们继续坚定地布局那些有核心技术、有企业家精神的企业。而从我们的投资经历来看,那些有企业家精神的企业最终都带领我们穿越了周期,并获得了异乎寻常的回报。

莫愁前路无知己,天下谁人不识君!


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