清華大學AMiner 團隊聯合中國工程科技知識中心，發布《2018計算機圖形學研究報告》，總覽概念、技術、人才、會議、應用、趨勢等，呈現領域領軍人才及中堅等重要學者信息。同時，新智元也將結合清華大學AMiner團隊數據發布全球首個華人AI學者學術影響力Top100，精彩不要錯過。

計算機圖形學是計算機科學領域的重要研究方向之一，圖形學技術也在社會生活和生產的各個領域得到應用。清華大學 AMiner 團隊近日發布《計算機圖形學研究報告》，對計算機圖形學的研究情況、應用和研究趨勢進行了介紹，并對計算機圖形學領域的專家進行深入挖掘，介紹了國內外計算機圖形學著名學者。

本報告包括以下內容：

概述篇：計算機圖形學概念 / 發展歷史 / 中國計算機圖形學發展 / 著名公

技術篇：計算機圖形學總體框架 / 研究內容 / 相關技術算法

人才篇：領軍人物 / 中堅力量 / 青年學者

會議篇：在各地舉辦的會議

應用篇：計算機圖形學在各個領域的應用

趨勢篇：計算機圖形學的發展趨勢

計算機圖形學總覽

計算機圖形學是研究怎樣利用計算機來顯示、生成和處理圖形的原理、方法和技術的一門學科，這里的圖形是指三維圖形的處理。

圖像和圖像的概念辨析：

計算機圖形學和計算機視覺是同一過程的兩個方向。計算機圖形學將抽象的語義信息轉化成圖形，計算機視覺則從圖形中提取抽象的語義信息，圖像處理研究的則是一個圖像或一組圖像之間的相互轉化和關系，與語義信息無關。下表從輸入和輸出的角度對三者的區別進行辨析：

計算機圖形學總體框架

計算機圖形學總體框架

數學基礎：主要包括一些基本的算法，例如向量與幾何的變換，如幾何建模時的三維空間變換、繪制時的三維到二維的投影變換和二維空間的窗口和視圖變換等。

建模：三維和二維空間的各種幾何模型，有解析式表達的簡單形體，也有隱函數表達的復雜曲線等。建模的主要工作是幾何計算。

渲染：或者叫做繪制，指的是模型的視覺實現過程，計算機圖形學的光照、紋理等理論和算法都需要對模型進行處理，其中也要用到大量的幾何計算。

交互技術：如今的交互式圖形學已經可以提供圖形通訊手段，成為圖形交互的主要工具。幾何計算貫穿于以上各個過程之中，是計算機圖形學的基礎。

計算機圖形學技術起源

計算機圖形學相關技術算法

OpenGL

OpenGl 定義了一個跨編程語言、平臺的編程接口的規范，一般用于三維圖形，但也可用于二維圖像。OpenGL 是一個功能強大，調用方便的底層圖形庫，它與硬件無關，可以在不同的平臺如 windows、mac、linux 等之間進行移植，支持 OpenGL 的軟件具有很好的移植性，可以獲得非常廣泛的支持。

二維圖形變換

圖形的幾何變換一般是指圖形的幾何信息經過變換后產生新的圖形，圖形幾何變換既可以看作是坐標系不動而圖形變動，即變動后的圖形在坐標系中的坐標值發生變化；又可以看作是圖形不動而坐標系變動，即變動后的圖形在新坐標系下具有新的坐標值。基本的變換有平移、旋轉、縮放等。計算機圖形學中基本的二維圖形的幾何變換算法：

三維圖形變換

三維圖形的基本變換有：三維比例變換、三維對稱變換、三維錯切變換、三維旋轉變換。和二維圖形一樣，用適當的變換矩陣也可以對三維圖形進行各種幾何變換。對三維空間的點如（x，y，z），可用齊次坐標表示為（x，y，z，1）或（x，y，z，h），三維空間里的點的變換可寫為：

其中 [M] 是 4*4 階變換矩陣，即：

計算機圖形學全球人才分布：只有中國流入大于流出

AMiner 基于發表于國際期刊會議的學術論文，對計算機圖形學領域全球 top1000 的學者進行計算分析，繪制了該領域學者的全球分布地圖。

計算機圖形學全球學者分布圖

根據上圖，我們可以得出以下結論——從國家來看，美國是計算機圖形學研究學者聚集最多的國家，英國、德國、加拿大和中國緊隨其后；從地區來看，西歐是計算機圖形學人才的集中地，而美國東西部等其他先進地區也吸引了大量計算機圖形學的研究學者。

計算機圖形學各國人才順逆差圖

AMiner 選取計算機圖形學領域影響力排名前 1000 的專家學者，對其遷徙路徑做了分析。由上圖可以看出，各國計算機圖形學領域人才的流失和引進是相對比較均衡的，其中美國是計算機圖形學領域人才流動大國，人才輸入和輸出都大幅領先，且從數據來看，人才流出略大于流入。英國、加拿大、德國和中國等國人才流動量落后于美國，除中國外各國均有輕微的人才流失現象，中國人才流入量大于流出量。

計算機圖形學學者 h-index 統計

由上圖可以看出，全球計算機圖形學學者 h-index 指數在 20 到 40 之間的學者最多，占 30%，h-index 指數在 40 到 60 之間的學者次之，占比 25%，h-index 指數在 50-59 以下的學者最少，占比 4%。

計算機圖形學學者男女比

全球計算機圖形學學者男性占 94%，女性占 6%，男女人數相差懸殊。

計算機圖形學學者中國分布圖

我們以 “computer graphics” 為關鍵詞，在 AMiner 數據庫中對國內計算機圖形學人才進行挖掘，得到了國內計算機圖形學領域人才分布圖。計算機圖形學學者在中國集中于北京及東南沿海等有計算機基礎的地方。

領軍人物、中堅力量和領域新星：中國青年學者正在成長

根據這一智庫，我們按照相關度和影響力等對專家進行排序和分類，分成領軍人物、中堅力量、領域新星三類。排序和分類規則主要參考專家的 h-index、paper、citation、專家所獲得的榮譽、任職機構排名、專家 Activity、Sociability 以及 Diversity 等。我們按照 AMiner 提供的數據選取 10 位學者做簡單介紹。

領軍人物

沈向洋

沈向洋，微軟全球執行副總裁，負責微軟人工智能事業部與微軟全球研究院。1996 年獲卡內基梅隆大學計算機學院機器人專業博士學位。沈向洋博士是計算機視覺和圖形學研究的世界級專家。曾任 IEEE PAMI 編委、計算機視覺國際會議 ICCV 2005 大會主席和 ICCV 2007 程序委員會主席。

沈向洋博士在計算機圖形學領域的頂級會議 ACM SIGGRAPH 上發表論文 53 篇，在計算機視覺領域的 ICCV 和 CVPR 上發表論文 55 篇。2006 年入選 IEEE Fellow 和 ACM Fellow。2011 年獲第十屆 “全美亞裔年度杰出工程師獎”。2014 年獲 “微軟公司杰出技術領袖獎”。2017 年 2 月，當選美國國家工程院外籍院士。

Pat Hanrahan

Pat Hanrahan，斯坦福大學計算機圖形實驗室教授，1985 年獲得威斯康辛大學麥迪遜分校生物物理學博士學位。主要研究興趣包括可視化、圖形系統和架構以及渲染算法的研究等。Pat Hanrahan 教授是皮克斯動畫工作室的創始員工，涉及作品有《玩具總動員等》。在斯坦福大學任教期間開發了 Tableau 軟件。

Pat Hanrahan 教授因其在渲染和計算機圖形領域的重要貢獻獲得了三項奧斯卡獎，多次在圖形學重要會議上獲獎，同時是美國國家工程院院士。

Michael F. Cohen

Michael F.Cohen，Facebook 計算攝影研究小組負責人，華盛頓大學教授，美國計算機圖形學專家。1992 年在猶他大學獲得博士學位。主要研究興趣有計算機圖形學、計算機視覺和計算機攝影。

因在現實圖像合成中所開發的輻射度方法而獲得 1998 年 ACM SIGGRAPH 圖形學成就獎。

Donald Greenberg

Donald Greenberg，康奈爾大學計算機圖形學教授，1968 年康奈爾大學取得博士學位。主要研究興趣包括實時真實感繪制、色彩科學和計算機輔助建筑設計等。Greenberg 是國際公認的計算機圖形學先驅，撰寫了數百篇文章，并指導了許多知名的計算機圖形學學生。

Donald Greenberg 教授是美國國家工程院院士，1997 年獲 ACSA 建筑創意研究獎，1989 年獲得 National Computer Graphics Association Academic Award，1987 年獲圖形學最高獎 ACM SIGGRAPH Steven A. Coons Award。

David Salesin

David Salesin，華盛頓大學計算機科學與工程系教授，1991 年在斯坦福大學獲得博士學位。David Salesin 教授曾在盧卡斯電影公司和皮克斯公司工作，為奧斯卡獲獎短片 Tin Toy 和長篇電影 Young Sherlock Holmes 做動畫制作。他的研究興趣主要是計算機圖形學，包括數字攝影和視頻、自動設計和信息的展示、非真實感渲染、可視化等。

David Salesin 1993 年獲得 NSF Young Investigator award 以及 1995 年的 NSF Presidential Faculty。2000 年獲得 ACM SIGGRAPH 圖形學成就獎，2002 年被評為 ACM Fellow。

Marc Levoy

Marc Levoy，原斯坦福大學計算機圖形學教授，現在在谷歌工作。20 世紀 70 年代，Marc Levoy 教授致力于電腦動畫開發，漢娜 - 芭芭拉公司用他的系統制作了 The Flint stones，Scooby Doo 等影視作品。他對繪制技術、3D 激光掃描以及計算機攝影和顯微技術都有較深入的研究。在谷歌工作期間，MarcLevoy 教授參與開發了谷歌圖書掃描儀，推出了谷歌街景項目。

Marc Levoy 教授 1996 年獲 ACM SIGGRAPH 計算機圖形成就獎，2007 年當選為 ACM Fellow。

中堅力量

胡事民

胡事民，清華大學教授。主要研究興趣有計算機圖形學、智能信息處理、系統軟件、幾何計算和智能信息處理等。近幾年來，在特征敏感的三維模型幾何處理、基于草圖的互聯網圖像合成和可視媒體高效編輯與處理等方面發表重要國際刊物論文 100 余篇，相關技術獲得授權發明專利 40 余項，成果獲國家技術發明二等獎 1 項。

胡事民教授 2002 年獲得國家杰出青年基金資助，2006 年任國家 973 計劃項目首席科學家，2007 年入選教育部長江學者特聘教授，2015 年成為國家自然科學基金委創新群體負責人。

周昆

周昆，浙江大學計算機輔助設計與圖形學國家重點實驗室主任，教育部長江學者特聘教授，國家杰出青年科學基金獲得者，國際電氣電子工程師協會會士（IEEE Fellow）。

周昆教授的研究領域包括計算機圖形學、人機交互、虛擬現實和并行計算。近年來在 ACM/IEEE Transactions 上發表論文 70 余篇，獲得美國發明專利 30 余項。現擔任《ACM Transactionson Graphics》、《The Visual Computer》、《Frontiers of Computer Science》、《計算機研究與發展》等多個期刊編委，擔任《IEEE Spectrum》編輯顧問委員會委員。

周昆教授曾獲得 2010 年中國計算機圖形學杰出獎、2011 年中國青年科技獎、2011 年麻省理工學院《技術評論》全球杰出青年創新人物獎（MITTR 35 Award）、2013 年國家自然科學二等獎等獎項。

鮑虎軍

鮑虎軍，國家杰出青年基金獲得者，教育部長江學者特聘教授，浙江大學信息學部主任，計算機學會計算機輔助設計和圖形學專業委員會主任。

鮑虎軍教授的主要研究興趣是計算機圖形學和虛擬現實，所領導的團隊曾獲首屆國家創新研究群體科學基金的資助，并作為首席科學家，先后二次承擔了國家重大基礎研究發展規劃（973 計劃）項目虛擬現實技術的研究。近年來在虛擬環境的幾何物理建模和交互計算、復雜虛擬場景的實時高保真繪制和呈現、虛擬和現實環境的融合呈現等方面取得了重要進展，自主研發了虛擬現實驅動引擎和支撐軟件平臺。部分成果分別獲國家自然科學獎二等獎和教育部高等學校優秀成果一等獎。

陳寶權

陳寶權，北京大學教授，前沿計算研究中心執行主任，長江特聘教授，973 首席科學家，國家 “萬人計劃” 領軍人才。主要研究興趣為大規模城市場景三維獲取及海量數據可視化，在 ACM SIGGRAPH、IEEE VIS、ACM TOG 等國際會議和刊物發表論文 100 余篇。

陳寶權教授是現任期刊 IEEE Transactionson Visualization and Computer Graphics 編委，可視化領域頂級會議 IEEE VIS 指導委員會委員，以及計算機圖形領域頂級會議 SIGGRAPH Asia 指導委員會委員。曾任 SIGGRAPH Asia 2014 會議主席，第一次將該會議引入中國大陸。獲 2003 美國 NSF CAREER 獎，2005 年 IEEE Visualization 可視化國際會議最佳論文獎，2008 年入選中科院 “百人計劃”，2010 年獲國家杰出青年科學基金資助，2013 年入選國家“百千萬人才” 工程計劃和“中青年領軍人才”，2014 年獲得“中國計算機圖形學大會杰出獎”。

青年學者

陳為

陳為，浙江大學計算機學院 CAD & CG 國家重點實驗室教授，國家 “優青” 獲得者，十三五國家重點研發專項 “云計算與大數據” 總體組、指南組專家。主要研究興趣是數據可視化和可視分析。陳為教授主持國家自然科學基金等項目多項，發表國際一流學術論文數十篇。出版教材 3 部，專著 1 部（大數據技術）。擔任 Journal of Visualization 等期刊編委，多次擔任計算機圖形學國際會議主席，例如 ACM SIGGRAPH Asia Workshop on Visualization 2016 大會論文主席、IEEE LDAV 2017 大會論文主席等。榮獲 IEEE Visualization 年會最佳論文提名獎、浙江省科學技術獎二等獎、IEEE Conference on CAD & CG 大會最佳論文獎、教育部科學技術進步二等獎等。

劉利剛

劉利剛，中國科學技術大學數學學院教授，博士生導師，中國科學院 “百人計劃”。研究興趣包括計算機圖形學，3D 幾何建模與處理等，已在計算機圖形學頂級期刊 ACMTrans.onGraphics(Siggraph/SiggraphAsia) 上發表論文 20 余篇。主持國家自然科學基金項目 5 項，2012 年獲得國家自然科學 “優秀青年基金” 項目，2013 年獲得國家自然科學獎二等獎。國際會議 GMP2017 大會共同主席，SPM2014，SGP2015，CVM2016，CAD/Graphics2017，GMP2018 的論文共同主席。

黃惠

黃惠，深圳大學特聘教授，博士生導師，可視計算研究中心主任，國家優青，ACM 高級會員。研究方向為計算機圖形、圖像處理和科學計算，主要研究幾何建模、形狀分析、點優化、圖像處理、3D/4D 采集與創作等。

黃惠教授在國際頂級學術會議和 JCR 一區期刊上發表多篇論文，現主持 973 前期研究專項、深圳市基礎學科布局等重點項目。擔任 SCI 期刊 The Visual Computer 副總主編、Computer Graphics Forum 副主編和 Frontiers of Computer Science 青年 AE。

黃勁

黃勁，浙江大學 CAD & CG 國家重點實驗室導師，博士生導師，國家自然科學基金委優秀青年科學基金項目獲得者。主要從事幾何處理與物理模擬方面的研究，在國際會議與國內外圖形學期刊已發表論文 50 余篇，共有十余篇長文發表在國際圖形學頂級期刊 ACM Transactions on Graphics 和 IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics。

黃勁教授擔任 ACM SIGGRAPH 等國際會議的委員會委員，Computer-Aided Geometry Design 期刊副主編，并且主持和參與了十多項國家級研究項目。

王銳

王銳，浙江大學中國計算機學院國家重點實驗室教授、計算機圖形學領域專家。主要研究興趣包括實時渲染、現實渲染、基于 GPU 的計算和 3D 顯示技術等。在快速 / 實時全局光照明繪制、光場傳輸于采樣、繪制流水線設計與優化等方面取得了具有國際先進水平的研究成果。

王銳教授在計算機圖形學的頂級期刊 / 會議 ACM Transactionon Graphic 及 SIGGRAPH，SIGGRAPH Asia 發表文章 9 篇，在 IEEE Transaction on Visualization and Graphics, Computer Graphics Forum，Computer & Graphics，Visual Computer，Euro Graphics，Pacific Graphics 等國際知名期刊和會議共發表論文三十余篇。申請多項國家發明專利。

徐凱

徐凱，國防科技大學副教授，國家自然科學優秀青年基金獲得者。主要研究興趣為幾何處理與建模、數據驅動的形狀分析、基于三維幾何的計算機視覺等。

徐凱教授已在計算機圖形學頂級國際會議 SIGGRAPH / SIGGRAPH Asia 上發表論文 13 篇。擔任 SCI 期刊 Computer Graphics Forum、Computers and Graphics 和 The Visual Computer 的編委。擔任會議 GDC 2016 和 CAD/Graphics 2017 的論文共同主席，以及 SIGGRAPH Asia、PG、SGP 等國際會議的程序委員。曾獲全軍優秀博士論文獎，湖南省自然科學一等獎，軍隊科技進步二等獎，中國工業與應用數學學會 “幾何設計與計算青年學者獎”，以及陸增鏞 CAD & CG 高科技獎二等獎。

劉永進

劉永進，清華大學計算機系副教授。于 2000 年和 2004 年分別獲得香港科技大學碩士和博士學位，2004-2006 年在香港科技大學任職博士后副研究員。2006 年到清華大學任教，2017 年獲杰青，研究方向為計算幾何與圖形學，主要從事計算機輔助設計中的三維數字幾何建模研究。

劉永進教授是中國工業與應用數學學會幾何設計與計算專委會副秘書長，CCF 高級會員。在 IEEE Trans.Robotics，IEEE Trans.Automation Science & Engineering，Visual Computer 等著名國際期刊上發表論文 15 篇。

許威威

許威威，浙江大學 CAD 國家重點實驗室百人計劃研究員。2003 年于浙江大學 CAD&CG 國家重點實驗室獲博士學位，2004 年到 2005 年于日本立命館大學任博士后研究員。2005-2012 年任微軟亞洲研究院網絡圖形組研究員。研究方向主要為數字幾何處理、基于物理的計算機仿真和虛擬現實。

許威威教授于國際圖形學會議和學術期刊發表高水平論文近 50 余篇，其中國際頂尖計算機圖形學會議 ACM SIGGRAPH 及 SIGGRAPH Asia 會議論文 16 篇。2013 年 9 月獲得國家自然科學基金優秀青年基金資助。

重磅：全球首個華人AI學術影響力指數9月20日發布！

自從2012年Geoffry Hinton開啟了深度學習的熱潮之后，深度學習已經逐漸統治了AI學術界和產業界，從最新的ICML、CVPR等頂會統計來看，深度學習當之無愧的成為AI領域的王者。

以深度學習為核心的智能革命聚集了無數華人的力量。最近幾年來，華人在推動AI學術的進程中扮演了越來越重要的角色。遺憾的是，華人學者雖然創造了歷史，但目前還沒有一個專門針對AI領域華人學者而建立的數據庫，也缺少相應的記錄者。

華人AI力量、尤其是青年研究者要進一步茁壯成長，需要一個統一客觀的評價體系。為此，作為智能＋中國主平臺以及AI領域的見證者和記錄者，新智元攜手清華科技大數據中心，將在AI WORLD 2018大會上權威發布“學術影響力Top100”榜單，綜合過去5年的學術表現，在全球范圍內評選出一百位50歲以下的華人AI學者，持續推動華人AI學界對原創理論的探索和追求。

“學術影響力Top100”是新智元發布的專注學術領域人物的榜單，綜合了全球權威大數據Google Scholar、CS Ranking、AMiner學術指標，加權推導出學術指數（Scholar Index），該指數后期將定期更新，持續成為全球華人AI學者的評價。

AI Era創新大獎：2018學術影響力TOP 100評估體系

根據清華科技大數據中心的建議，采用100%的定量數據對學術指標進行榜單評估，通過三方面的數據——清華科技大數據中心的基于人工智能知識圖譜的學者排名、新智元通過Google Scholar整理的學者數據、MIT的CSRanking數據對學校在AI領域的研究能力和研究影響力做輔助加權，三者指標再進行系統加權。

其中，清華科技大數據中心數據權重為50%，新智元用Google Scholar整理的數據指標權重為40%，CSRanking歸屬學院影響力的數據權重為10%，三者加權后排序得到2018學術影響力TOP 100評估體系。

清華科技大數據中心的華人影響力算法說明

根據人工智能知識圖譜，我們對人工智能重要子領域的重要學者進行挖掘和分析。

針對每個子領域，我們選取了其領域內1至2個國際頂尖會議/期刊，分別獲取了其中2012至2017十年間發布的所有論文，并對其中關鍵信息進行抽取，并將其中的學者信息抽離出來。

在每個領域內，對所涉及的學者按照其對應會議/期刊論文的引用量進行排名，根據學者的國家，語言，年齡，和學術影響力（5年之內），截取TOP100，創建子領域智庫，并可由此建立華人AI TOP 100 影響力全球智庫。