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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)

去年十二月,我们组织了一场国企改革论坛,有人问,为什么你们民营企业要研讨国企改革?因为“位卑未敢忘忧国”。 民营经济的蓬勃发展是改革开放后中国经济腾飞的源头活水,中国经济改革的核心是解决民营经济的活力问题,措施有二:一是整个经济要按照十八届三中全会的精神,进行全面的市场化改革;二是保护产权,给予民营企业平等地位。

国企改革的核心是产权,使管理层持有足够的股权比例,保护企业家精神。深圳曾经重点发展两家高科技企业——国企深赛格、深特发,而这两家没能按照规划发展起来;与之对应,民营的华为、深度混改的中兴通讯却成长为全球四大5G设备提供商中的两家。硬科技企业需要几十年的持续发展,快不了。如若任正非在国企,或者侯为贵等管理层没有较大比例的股权做保障,他们早在十几年前、满60岁时就得退休了。

如果我们能做到这一点,我们就做到了德鲁克在1985年的预言:美国不会出现周期性衰落,因为美国具备大众创业、万众创新的社会环境和制度条件。德鲁克认为,不是GE、通用汽车、波音这些大企业解决了美国的税收、就业和创新问题,而是无数小企业的创业。德鲁克说这个话时,谷歌、苹果、微软、亚马逊、Facebook、Uber要么很小,要么还没有成立,然而之后正是上述企业引领美国成为了全球经济的发动机和领头羊,也创造了全人类的福祉。

全球资本市场以暴跌和巨幅震荡来响应这次新冠病毒,跌势之大前所未有,恐慌情绪蔓延。预测市场变化是不可能的,但那些我们本来坚定看好的企业,如果在暴跌下出现更便宜的估值,那显然是个机会,因为优秀企业受疫情的影响不会是长期深刻的。不确定的事是无法预测的,而确定的事是我们要做的。做企业更是如此,不是预测不确定性,而是做确定的事情来对抗不确定性。以华为为例,华为以规则、制度的确定性应对结果的不确定性,以技术投入的确定性应对未来发展的不确定性,遵从国际法律的确定性应付国际政治的不确定性,所以即使在2019年美国的强大压力下,华为依然实现了8588亿元的销售收入,同比增长19.1%。

1983年,伊隆·马斯克12岁,读了《特斯拉传》,为这位杰出的科学家的遭遇流下了眼泪,立誓人生应该做点什么来纪念特斯拉。两年后,谷歌创始人拉里·佩奇12岁,他也读了《特斯拉传》,他也流下了眼泪。佩奇以为,财富应该捐献给马斯克这样的人,因为马斯克在研究如何火星移民。

在科技进步的推动下,过去100年发生了第二、第三次工业革命,进而改变了全人类的一切面目。霍金认为:在过去的100年中,世界经历了前所未有的变化。其原因并不在于政治,也不在于经济,而在于科学技术——直接源于先进的基础科学研究的科学技术。没有别的科学家能比爱因斯坦更代表这种科学的先进性。人类过去100年来之所以能够取得如此辉煌的成就,是因为爱因斯坦,是因为特斯拉。

我们预测不了宏观经济,也预测不了政治体制改革,尽管全世界优秀国家的参考答案已经在那里——经济上以市场与资本为基础,政治上立足于法治与责任制政府。

我们做我们力所能及的事情,比如加大硬科技领域的投资,因为社会的发展进步除经济、政治、文化因素之外,还有一条更有力的线索,就是科学技术。正如余英时所说,我们这一代人“对于中国前途既不悲观,也不乐观”,因为我们怀有更大的使命!



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