专访Women in AI学者黄惠:绘图形之梦,寻突破之门

2022 年 3 月 23 日 学术头条

导语: 古有“男儿立千年志”,今有“巾帼逐梦不止”,女性在科研工作中如今更是大放异彩,成就非凡。

近日,AMiner 团队推出 2022 年“人工智能相关领域全球女性学者”名录,以展现女性学者在人工智能科研领域取得的不俗成果,鼓舞更多年轻女性立志投身人工智能研究领域。学术头条此次有幸对入围这一名单的深圳大学计算机与软件学院院长、特聘教授黄惠进行了采访。


黄惠简介:

黄惠,加拿大英属哥伦比亚大学(UBC)数学博士,深圳大学腾讯冠名特聘教授,计算机科学与技术学科带头人,国家万人计划科技创新领军人才,科技部中青年科技创新领军人才,国家自然科学优秀青年基金获得者,英国皇家牛顿高级学者,南粤巾帼十杰,广东省三八红旗手标兵,广东省杰出人才,广东省自然科学基金研究团队负责人。现任深圳大学计算机与软件学院院长,可视计算研究中心主任,广东省 3D 内容制作工程技术中心主任。主要研究领域为计算机图形学,在自主式三维获取与点云表示、几何建模与形状分析、智能感知与场景理解等前沿研究领域保持国际领先水平。主持(完成)国家自然科学基金重点类项目 5 项和省部级重点类项目 7 项。2020 年获中国计算机学会自然科学一等奖。现为顶级期刊 ACM TOG 和 IEEE TVCG 编委,SIGGRAPH 技术论文咨询委员会和 EUROGRAPHICS 执行委员会唯一华人代表。2022 年入选 AMiner AI 2000 人工智能最具影响力学者榜单。

  • 个人主页:

    https://www.aminer.cn/profile/hui-huang/53f7ded9dabfae90ec126c9f


  • 深圳大学计算机与软件学院必读论文:

    https://www.aminer.cn/topic/623182ef7376380a6ac1a36d


正文:

十五载科研路,黄惠回想起来的,并不是那些飘摇的风雨经历,而是一个水到渠成般笃定的方向。她似闲庭散步,却从未安于现状;又似勇往直前,却能不骄不躁。因为她知道,“梦想永远在离你不远的前方。”


所谓“困难”,恰是前行的动力

提到“做科研”,你的第一感觉是什么?是推动社会发展的“高大上”,还是少有人能坚持的“枯燥乏味”?
 
对黄惠来说,做科研似乎是一件“自然而然”的事情,那些所谓的困难,恰恰是促使自己不断前行的动力源。
 
从1996 年以优异成绩进入武汉大学国家数学基地班,2008 年在加拿大英属哥伦比亚大学(UBC)获得第二个数学博士学位,到 2010 年归国开启全新科研之旅,再到 2016 年受聘为深圳大学特聘教授,黄惠一路走来,硕果累累——发表顶刊顶会论文 70+篇,授权美国专利22项、中国专利54项,搭建产业示范应用服务平台 10 个,开源研究工作代码/数据集 46 项,带领年轻的深大科研团队连续六年在素有“图形奥斯卡”美誉的国际顶会 SIGGRAPH 上发表前沿创新成果......

图 | 2020 年 9 月腾讯集团副总裁谢晴华为黄惠教授颁发荣誉证书


展现在人们面前的是优异成果与无数荣誉,但背后所浇筑的是十多年的投入与深耕。回忆科研道路上遇到的最大的困难,黄惠笑着说:
 
“做科研其实就是这样,每天都会遇到有很多新的、解决不了的问题,于是反复地去尝试、摸索、验证、失败然后再重来......这是一个循环往复的过程,可能在很多人看来比较枯燥,容易挫败,但我认为,这本就是必然和应该发生的。厚积而薄发,任何通往成功的路都不容易,只要心中有热爱,所到之处皆有光!
 
或许正是这种不断夯实、迎难而上的品质,让黄惠及其领导的团队不断取得突破。2020 年,黄惠教授团队在计算机图形学顶级会议 SIGGRAPH ASIA 上发表了一篇关于解决大规模城市场景三维智能采集的场外规划前沿论文,该技术同时进入美国专利实审。论文发表以后,黄惠不止着眼于学术上的突破,迅速“将图形研究关键技术和行业需求进行了深度整合”,研发出一款可以直接服务于地理信息行业数据采集的产品—“优视摄影”—基于便携无人机的三维全自动采集重建系统。

图 | 优视摄影技术应用于大规模城市实景三维高精细度采集和重建


该系统主要用于给城市进行“三维拍照”,解决了在复杂城市环境中,快速、自动、高精细度采集三维数据的问题,将城市三维重建分辨率从厘米级提高到了毫米级。产品推出以后,迅速得到了国内地理信息产业的广泛关注和推广,先后服务于实景三维城市建设,古建筑实景三维数字化保护,大型基础设施的病害检测等诸多领域,已创造了不小的社会和经济价值。

图 | 优视摄影技术应用于广东省古建筑广济桥高精细度三维数字化还原


图 | 优视摄影技术应用于城市大型基础设施、边坡、水库等高精细度病害检测


但他们并未止步于此,在最近两年时间中,黄惠教授团队迎着三维技术和市场跨越式发展的契机,不断坚持创新,不但持续发表高水平论文,从冬奥会场馆冰立方的毫米级重建展示,到射电望远镜天线的毫米级测量和装配误差分析,再到城市级三维实景数据的大规模压缩分析,他们一直在用默默的行动,让高精细度实景三维重建的应用深入各行各业,助力行业实现更加贴近真实的分析、仿真和应用。
 
“我相信该项技术未来会有更广泛的应用,例如实景三维、数字孪生,如何真正做到虚实映射,真实地、高精度地、低成本还原三维场景,这是我们会不断提高的方向。”
 
科研工作固然不可能一帆风顺,但黄惠相信只要以兴趣为出发点,不把所谓“困难”当作“困扰”,乘着发现问题的风,那只叫做“成功”的信鸽必能飞进现实。

“我觉得我倒不是一个很有天分的人,但我一直是一个比较勤奋和坚持的人”

实际上,在计算机图形学研究领域卓有建树的黄惠,一开始的专业并非计算机科学,而是数学,甚至获得了两个数学博士学位,是少见的“双料博士”。
 
在武汉大学读取第一个数学博士时,黄惠的研究方向属于计算数学,主要研究最优化理论;而后在加拿大 UBC 攻读第二个数学博士时,她从事的则是科学计算,主攻大规模反问题求解。
 
“当时做数学研究,其实是偏慢节奏的,比如要证明某个假设,我可以先多多思考,翻阅大量书籍,有了明确想法再动手去证明和计算验证,什么时候得出结论产出了文章都是急不来的,基本上可以自己扛错,比较从容轻松。”黄惠这样描述那段求学时光。
 
2008 年临近博士毕业时,一个偶然的机会让黄惠与以色列顶级图形大师 Daniel Cohen-Or 教授结识,一个有关点云处理与优化的问题让黄惠接触到了计算机图形学的研究。“当时我感觉只是一个小问题,我们用了一个比较简洁的优化框架去解决,同时证明了收敛性。但没想到的是,这一成果成功发表在了计算机图形学最顶级的 SIGGRAGH 会议上,我突然感觉自己学的数学知识原来应用可以如此广泛,能够很好地解决计算机图形学领域的一些难题,兴趣就这样突然又自然地产生了。”
 
于是,黄惠延续该项工作,从数学转向了计算机图形学研究领域。但新的领域也有新的特点,“计算机科学的研究节奏是很快的”,参加会议、赶 deadline 等等,需要面对的问题不仅仅是研究本身,似乎“更复杂,强度是非常大的”。
 
回顾当时所遇到的变化和后来克服顺应之后的收获,黄惠说道:“我觉得我倒不是一个很有天分的人,但是我一直是一个比较勤奋和坚持的人。”
 
“如果一件事情,你能够长年累月地勤奋地工作下去,能够坚持,而且不要产生太多负面情绪,有了这种精神,我相信在各个领域各个方面都会做得不错。”

“至臻尤可突破,惜败亦可重来”

2016 年初,黄惠进入深圳大学,从零创建了可视计算研究中心(Visual Computing Research Center,简称 VCC),以计算机图形学、计算机视觉、可视化、人机交互、机器人、机器学习为学科基础,致力促进多个学科的深入交叉与集成创新,重点推进大规模静动态数据获取与优化融合、多尺度几何建模与图像处理、3D 内容生成与仿真渲染、复杂场景重建与识别理解、移动协同感知与人机交互、智能模拟学习与强化认知、海量信息可视化与可视分析等方面的科学技术研究。

(来源:VCC 官网:https://vcc.tech/index.html)


谈及在这一过程中对学生以及年轻后辈们的期冀,黄惠用了这样一句话:“至臻尤可突破,惜败亦可重来。”
 
对学生,黄惠鼓励他们“追求梦想,认定一个目标,就去行动。”就像 2018 年,VCC 团队刚开始搭建优视摄影测量技术框架时,一切从零开始,困难数不胜数。当时,团队成员常常需要操控无人机飞行以测试在真实复杂动态环境中如何最优规划,好几次突然失联,也曾与巡航直升机“擦肩而过”,惊险万分。最艰难的是,前一两年中的进展实际上很缓慢,“到处都是问题亟待解决”。但他们保持着积极的心态和愉快的心情,从成功解决第一个问题开始,慢慢一系列问题都迎刃而解,最终完成了 2020-2021 年连发 3 篇顶刊的突破。
 

图 | 黄惠与 VCC 团队学生

 
对自己,黄惠也始终相信“量变达到质变”的真理。2016 年刚进入深圳大学,怎样才能高效高质量地完成 VCC 团队从 0 到 1 的组建?打造良好的科研环境和学术平台,招募有同样梦想的年轻成员,扶持她/他们快速发展,尽显才能,开展大量宣传活动和国际合作,吸引招收优秀的学生,开阔他们的眼界,培养指引他们更好成长,每一天的工作似乎都自成一个精彩的故事。短短六年,黄惠教授带领年轻的 VCC 团队推动深大在计算机图形学领域从无到有,以深圳速度迅猛发展,据 2022 年 AI 2000 中机构排名最新统计,2012-2021 年深圳大学在计算机图形学中排名全国第二,世界第二十三。
 
“我不惧怕品尝失败的结果,我只怕还未行动就先被假想的失败吓倒。哪怕是一点点进步,也会带来一个更好的循环。”就像从零开始,品尝过很多次失败感觉的 VCC,如今已经会有更多优秀的学生和老师愿意加入,相辅相成,成为中国在该领域具有实力和影响力的一支科研团队,这就是一种良性循环。

女性,不惧转变,担当责任

在科学研究工作中,女性学者面临的压力似乎常常比男性更大,如何平衡家庭与事业的问题往往难以避免。
 
黄惠也不例外。2009 年 5 月底,黄惠的大女儿在温哥华出生,当时她正致力于转向计算机图形学研究的第一篇论文,同年 12 月,这篇论文在 SIGGRAPH ASIA 大会宣讲,标志着她正式从数学研究转向了计算机图形学研究。因此,她给大女儿取别名为“SIGA Baby”。到了 2013 年,黄惠回国在深圳发展,一边身怀小女儿,一边以第一作者同时推进两个 SIGGRAPH 项目。更令人紧张的是,截稿日期正好赶上预产期,忙到临产当日仍在赶稿,“赶到医院才半个小时就生下小女儿”。于是,她给小女儿取别名为“SIG Baby”。这两篇文章也是黄惠迄今为止被引用次数最高的代表工作。

尽管不可避免地经历了一些家庭与工作间的矛盾,但同时,黄惠认为自己是“非常非常幸运的”。
 
先生的大力支持、父母的尽心帮助,让她得以毫无顾虑地向前,几乎全身心地投入到科研工作中去。“但大部分的女性科研学者可能没有我这么幸运,许多人可能因为照顾家庭、教育小孩,基本上放弃了做研究,毕竟要做好两方面的平衡,实在是太难了!所以从大的层面上来说,女性真的为家庭和孩子付出了更多,我希望女性能够更加幸福、得到更多支持。”
 
其实现在对黄惠来说,发生转变的,不仅仅是家庭方面,更有一种身负责任的使命感。尽管近年来,中国在计算机图形学研究领域中的成果有所增长,但仍有很大发展空间。黄惠说:“越向前走,就越有责任感,越希望能够贡献更多力量,去提升中国的计算机图形学在国际领域上的发展。还是那句话,只要心中有热爱,所到之处皆有光(笑脸)”。


个人主页:https://vcc.tech/~huihuang
点击【阅读原文】了解更多关于 Women in AI 的完整内容:
https://www.aminer.cn/women_in_ai
 
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