“百年风华，青春力行”① | 南大教授曹汛：攀登科研山峰，超越视觉极限

南大教授曹汛：攀登科研山峰，超越视觉极限

十年前他参与研制的“光场相机”，让国内影视制作实现高精度的三维拍摄技术；近十年他带领团队研制“光谱相机”，打造安全生产监测预警的“火眼金睛”——本届江苏青年五四奖章获得者、南京大学电子科学与工程学院教授、通信工程系主任曹汛从大学开始，就专注计算摄像学，至今研发了多款新型相机，致力于为人们打开更广、更远、更清晰的视觉世界。

“我对学生的基本要求是两条，兴趣和阳光。”这是曹汛对记者说的话，也是同学们对曹汛老师教学的最好评价：“上曹老师的课，能感受到科技的魅力和老师从事科研的阳光心态。”曹汛教授先后被评为南京大学师德先进个人和连续五年学生授课评价最高的教师。凡事只要热爱，就不会觉得太苦闷，曹汛回想起自己在清华大学硕博连读期间，生活基本是“实验室—食堂—宿舍”三点一线，但围绕研究目标步步攀行，只觉得时光过得飞快。

“我的博士答辩委员会主席陈熙霖老师在我刚开始做科研时讲过一个故事：说你给一个小孩童买一个新的玩具，小孩对这个玩具是最纯真的热爱，他晚上不肯睡觉要一直玩，早晨醒来眼睛一睁立马就想到这个新玩具，估计在睡梦中也想着。陈老师说，如果有一天你发现你对自己的科研题目也是这个状态，那么估计你离实现目标也就不远了！”曹汛称自己是个慢性子，“我在博士步入五年级时，都还没有发表论文，但我没有特别焦虑，也没有退却，我觉得只要方向对了，坚信自己的热爱，持续攻坚，一定能够成功”。

最终，曹汛的科研成果发表之后，不仅得到了包括诺贝尔奖得主的关注和正面引用，近年来也被国际权威研究机构报道为遥感领域近十年来的革命性研究进展。

说起自己的研究领域，曹汛眼中有光，他表示，计算摄像学是一门综合信号处理、光学、视觉、图形学等多学科知识的交叉研究领域，“人类获取信息80%左右来自视觉，要全面、精确地捕捉真实世界的视觉信息，需要不断去突破经典成像模型和相机硬件的局限”。

“从公元前400年墨子最早发现小孔成像原理，人们设计各式各样的光学装置进行成像；此后人们陆续利用胶片、数字成像器件将图像记录下来。而计算摄像学是第三次革命，让我们更早介入成像的过程，在成像过程中加入了‘计算’和‘智能’的元素。”曹汛介绍，传统经典摄像方法在成像的各个维度——空间分辨率、时间分辨率、深度及光谱已达到瓶颈，计算摄像学则打开了一个全新世界，“比如一场球赛可以做成十亿像素的直播，观众在直播中可以沉浸式漫游，一直追踪喜欢的球星；又比如实现高速摄像，每秒达到万亿帧，能捕捉到一束光穿过可乐瓶的过程”。

这也与曹汛日常的兴趣相契合，“平时除了喜欢篮球，就是喜欢电影”。2012年，曹汛参与的“立体视频重建与显示技术及装置”项目获得国家技术发明一等奖，基于这项研究成果研发应用的光场相机系统，精确、快速地进行三维对象拍摄和重建，让电影《爵迹》的所有角色全部实现了3D真人数字化。此前，该项技术只有好莱坞才能实现，此后这项技术也被国内多部影视作品使用，更被用在工业检测、医学成像等领域。

在曹汛眼中，更开心的是能够和学生们一起齐心开拓，组成志趣共同体，目前他培养了11名博士、39名硕士，不管是老师还是学生，大家做事，有热情、有冲劲，没有任何包袱。曹汛说，如今的青年人思路新奇又不乏勇气，站在已有的科研积淀上，大家都会思考国家存在哪些需求，科研有哪些空白点，敢于追求超越，努力实现总书记对广大青年“在真刀真枪的实干中成就一番事业”的殷切期望。

作为新时代的科研人，回顾党史，曹汛印象最深刻的是南大校友、“两弹一星”元勋程开甲院士的故事，“作为南京大学一名教师，程院士第一次踏入罗布泊后，把一生中最好的20多年时光献给了茫茫戈壁。”曹汛说，如何做一个纯粹的科技工作者，勇闯科研“无人区”，程开甲院士就是最好的榜样。“在我读研究生时，清华传统‘爱国奉献、追求卓越’深深影响我，只有坚持‘四个面向’，保持专注力，重视平凡而艰巨的基础工作，才能有创新。”

曹汛现在的研究领域正是基于国家的一项重大需求——化工生产的安全问题。“近几年化工安全事故频发，主要是由于化工气体泄漏引起的爆炸和燃烧，但化工气体的泄漏往往是肉眼看不见的，现有的检测设备大多也无能为力。”曹汛表示，在这十年中，他突破了突破动态光谱成像的核心关键技术，实现了我国在该项技术上的“弯道超越”，基于该项技术研制出的“光线基因”系列相机装置，目前已成功应用于江苏洋口、中石化等化工园区和行业龙头企业。

这双安全生产监测预警的“火眼金睛”，不仅能够识别化工气体，还能追踪轨迹，“从哪儿来，到哪儿去，从而实现化工事故的早发现，早预警，最终逐步降低因泄漏造成的化工安全事故，为国家避免重大的社会和经济损失。”曹汛说。

新华日报·交汇点记者 杨频萍

摄影  张炜

策划  沈峥嵘

编辑: 蒋明睿