“網(wǎng)絡(luò)細分的概念來源于雕塑。藝術(shù)家們做雕像時需要不斷雕琢和打磨，使原本規(guī)則的幾何體石膏變得光滑,。我們在計算機上也可以先畫出規(guī)則的立方體形狀,，再做網(wǎng)絡(luò)細分，就能得到想要的形狀,?！庇嬎銠C系教授胡事民一邊用視頻展示網(wǎng)絡(luò)細分過程，一邊講述網(wǎng)絡(luò)細分的原理,，引起了學(xué)生們的思考,。
這門課是“計算機圖形學(xué)”，作為計算機系研究生的專業(yè)基礎(chǔ)課,，它承接清華大學(xué)計算機系本科生專業(yè)基礎(chǔ)課“計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)”,，在介紹真實感圖形學(xué)等基礎(chǔ)經(jīng)典理論的同時，用近一半的課時結(jié)合當(dāng)前圖形學(xué)研究的國際前沿進展,，向?qū)W生介紹最新的研究思路和方法,。
“計算機圖形學(xué)是計算機應(yīng)用技術(shù)中非常底層和核心的內(nèi)容之一?！焙旅裾f,。計算機圖形學(xué)是利用計算機研究圖形的表示、生成,、處理,、顯示的學(xué)科。圖形學(xué)可以將基礎(chǔ)科學(xué)和工程應(yīng)用的成果通過可視化的方式展示,，在娛樂領(lǐng)域,，如游戲、電影特效,，以及創(chuàng)意或藝術(shù)創(chuàng)作,、產(chǎn)品設(shè)計等行業(yè)，圖形學(xué)都發(fā)揮著非常重要的作用,。
再基礎(chǔ)一些,，再前沿一些
“計算機圖形學(xué)”在清華有悠久的傳統(tǒng)。計算機系第二任系主任,、我國計算機圖形學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人之一唐澤圣教授,，最早在清華開設(shè)了計算機圖形學(xué)課程；孫家廣院士曾長期主講圖形學(xué)的系列課程,，是國內(nèi)外圖形學(xué)和CAD領(lǐng)域公認(rèn)的權(quán)威,；胡事民則曾跟隨孫家廣從事博士后研究工作,。2002年起，胡事民從導(dǎo)師手里接過圖形學(xué)教學(xué)任務(wù),，開始主講本科生的“計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)”和研究生的“計算機圖形學(xué)”,，迄今已經(jīng)17年?！白畛跷覀冃枰颜n件制作成塑料膠片給學(xué)生投影,，現(xiàn)在教學(xué)方式越來越多元化了”，胡事民回憶道,。
這門課在課程內(nèi)容設(shè)計上涵蓋了圖形學(xué)所需的幾乎所有基本知識,，包括建模、光照模型,、渲染及加速,、基于圖象的圖形技術(shù)等等。胡事民在課堂上不僅會結(jié)合實例詳細講解各個算法的原理和部分算法的后續(xù)改進方法,，還會通過生活中常見的現(xiàn)象對圖形學(xué)理論進行深入淺出的解釋,。
同時，胡事民會把前沿的研究成果編輯到課程里和學(xué)生分享,。課題組平均每年在圖形圖像等國際著名刊物和會議上發(fā)表5-8篇高水平論文,，課堂上講解的特征敏感度量、圖像片網(wǎng)模型等理論技術(shù)都是課題組的研究成果,。因此課程每年都會動態(tài)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,，并結(jié)合國內(nèi)外專家的觀點多角度地介紹課題組和學(xué)科最新研究成果，增進學(xué)生對該學(xué)科的認(rèn)識,、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性,。
計算機系媒體所的博士一年級學(xué)生楊國燁說：“最重要的是胡老師還會通過自己或其他研究者的小故事，告訴我們?yōu)槭裁茨稠椦芯恳@么做,，以及這項研究對學(xué)術(shù)界及工業(yè)界的影響,。這些實例給我?guī)砹撕芏鄦l(fā)，讓我了解到研究工作的影響力和意義從何而來,，以及如何做出這樣研究,。”
“教學(xué)是無止境的,，我每一年準(zhǔn)備課程時都要反復(fù)思考那些課件,，怎么精雕細刻、濃縮精華,，再把最新的內(nèi)容充實進去,。”胡事民說,。
好的課堂不需要掌聲,，而要關(guān)注每一位同學(xué)
“計算機圖形學(xué)”平均每年有30余人正式選課,。除了計算機系的研究生外，還有來自工物系,、美術(shù)學(xué)院、物理系等院系的研究生,，同時也有其他院校及科研單位的師生來旁聽這門課,。選課學(xué)生有不同的基礎(chǔ)和專業(yè)背景，學(xué)生層次不同,，在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題也各有不同,。
“教學(xué)不是你講得興高采烈，大家都鼓掌就好了,，而是需要關(guān)注到那些有困難的同學(xué),，不讓他們掉隊?！焙旅裾f,，他對學(xué)生要求比較嚴(yán)格，不僅有固定的討論班,、小范圍的討論,，還經(jīng)常跟學(xué)生單獨談話，“哪個學(xué)生問題多了就單獨請他吃飯,，邊吃邊聊,，這樣容易發(fā)現(xiàn)他的問題并給予幫助?！?/p>
計算機圖形學(xué)需要較強的編程能力,，而有些學(xué)生編程基礎(chǔ)較弱，胡事民就安排了兩名助教開設(shè)習(xí)題課,，專門輔導(dǎo)學(xué)生編程,。部分學(xué)生沒有學(xué)過本科生的“計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)”，所以這門課的前四講專門安排了有關(guān)圖形學(xué)的理論基礎(chǔ)性課程,，之后的課程分別講解高級渲染,、基于圖形的圖像處理技術(shù)、相關(guān)幾何知識等,。胡事民還自己買教材送給每一位上課的學(xué)生,。
計算機系學(xué)生杜正軍說：“課堂上內(nèi)容豐富多彩，對于每一個具體的專題,，老師不僅會分析傳統(tǒng)的經(jīng)典方法,，還會結(jié)合研究現(xiàn)狀講解最新最前沿的研究思路；不僅會講解論文本身提出的解決方案,，同時也會分析論文的立意,、創(chuàng)新性和寫作特點,，并在課堂上鼓勵大家做前沿的研究、有用的研究,?！?/p>
學(xué)以致用，以用致學(xué)
“計算機圖形學(xué)”一共有兩次作業(yè),，由老師指定題目,，讓學(xué)生們通過編程來實現(xiàn)，老師則根據(jù)證明作業(yè)的效果和編程的質(zhì)量對學(xué)生進行考核,?！暗俏覀円补膭顚W(xué)生不做指定的作業(yè)，他們可以自選項目,。每年都有一部分學(xué)生有創(chuàng)新的東西,，甚至有非常了不起的作品?！痹诤旅裰v授這門課程的十多年里,，有很多學(xué)生不僅掌握了課程知識，并且進行大膽創(chuàng)新,，成果斐然,。
正在上課的楊國煒同學(xué)研發(fā)出“Write-A-Video：Computational Video Montage for Themed Text”技術(shù)，實現(xiàn)了基于主題文字的視頻蒙太奇生成方法,。通過該技術(shù),，用戶在計算機中輸入文字，系統(tǒng)即可從視頻庫中搜索與文本內(nèi)容語義相匹配的候選鏡頭并自動組裝剪輯視頻,。如此,，專業(yè)剪輯師可以省下大量時間、提高效率,，沒有受過專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)的用戶也可以制作出賞心悅目的視頻,。
2019年11月，楊國煒在胡事民的帶領(lǐng)下前往澳大利亞參加了SIGGRAPH會議,，其成果Write-A-Video也發(fā)表在了SIGGRAPH Asia 2019上,，得到國際同行的廣泛認(rèn)可。SIGGRAPH及SIGGRAPH Asia是世界上影響最廣,、規(guī)模最大同時也是最權(quán)威的集科學(xué),、藝術(shù)、商業(yè)于一身的CG及互動技術(shù)展覽及會議,。
而在2013年,，“計算機圖形學(xué)”課上的學(xué)生們就實現(xiàn)了基于主題文字的單張圖片和連環(huán)畫生成技術(shù)，正是這一技術(shù)引起了楊國煒的興趣,，取得了現(xiàn)在的成果,?！扒迦A的計算機圖形學(xué)研究處于國際領(lǐng)先水平，現(xiàn)在課堂上的很多內(nèi)容都是我們課題組,、甚至是我們學(xué)生的研究成果,。”胡事民介紹說,。
研究生精品課程“計算機圖形學(xué)”采用研究型教育教學(xué)模式,，堅持基礎(chǔ)性與前沿性相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容，以及課堂學(xué)習(xí)與研究實踐相結(jié)合的教學(xué)方式,，著眼于全體學(xué)生的進步，使得學(xué)生既學(xué)到了圖形學(xué)的基礎(chǔ)知識,，又學(xué)習(xí)了進行科學(xué)研究的方法,，綜合素質(zhì)和科研能力得到了鍛煉與提高?！拔覀兒芏鄷r候低估了學(xué)生的求知熱情和潛力,，應(yīng)該把更多的時間放在對學(xué)生的啟發(fā)與激勵上?！焙旅裆钣懈杏|地說,。
