[编者按] 继2011年上半年推出“身边的感动”系列报道受到广泛好评后，从2011年10月起，我们推出了新栏目“学者笔谈”。本栏目将陆续推出一批我校有影响的学者，重点展示他们在人才培养、科学研究、服务社会和文化传承与创新等方面的观点和见解、思路和做法及理论和实践，旨在弘扬科学精神，激荡人文情怀，回归学术本位，浓郁学术气象，全面提升交大学术的影响力和传播力。

■ 大学教育是通识教育与社会实践之间的一个过渡阶段，从某种程度上来讲是技能教育的初始。

■ 理解理论与实践的差异，理论方法与自然现象的差异是教学和科研的第二步。

■ 做学问的最高境界是化繁为简、返璞归真，融汇贯通。这需要剔除干扰回归本我，参悟创新与时俱进。

宋代禅宗大师青原行思提出参禅的三重境界：参禅之初，看山是山，看水是水；禅有悟时，看山不是山，看水不是水；禅中彻悟，看山仍然山，看水仍然是水。其实做学问又何尝不是如此呢？初学之始，眼睛看到什么就是什么，被告知此之为山，看山即山，学到的是知识的最原始、最本质的属性，理解的是理论模型和方法；当理论遭遇现实，需要解决现实需求问题，但理论模型与实际案例往往有出入，我们会发现问题变得复杂，并不是非黑即白、非错即对，一切似乎都是人主观意志的载体，这时候我们是充满疑虑的，看山不是山，看水不是水；历经磨难与挣扎，反思过后方能回归本原，领悟事物最初最朴素的价值，针对实际问题，参悟出自己的思考和解决的方法，领会事物的客观规律, 并进一步加以改进甚至创新,此时看山仍然山，看水仍然是水，理论与实际融会贯通,创新发展。

大学的教学与科研能力的培养是学生受教育过程中很重要的一环，也是学生整个人生发展的重要阶段，面对信息技术的高速发展，终身学习和自我教育的重要性已经逐渐凸显，个人受教育的程度、自身的参悟理解，高水平人才其自身对知识理解和参悟能力更显得尤为重要。大学里学生学的是什么？老师的作用是什么？大学的教学与科研如何理论与实际融会贯通,创新发展,与时俱进? 下面参照古人的“三重境界”, 结合计算机图形学和计算机动画方面的教学和科研体验，就学生学习和科学研究的不同阶段，来分享一下我理想中的教学与参悟。

看山是山，看水是水

大学教育是通识教育与社会实践之间的一个过渡阶段，从某种程度上来讲是技能教育的初始。那么，首先就要求老师所传授的信息是知识本身所固有的原始属性，带学生迈出认识世界、理解事物的第一步。然而，限于教育形式是传统的一对多，这就决定了老师的教是知识的同化，是把自身所掌握的知识样态，经过筛选，抽离个人的特殊经验，留下最细化的组成部分，系统的传授给学生。在知识转化为技能之前，让学生对工具以及工具的功能性有一个基础的认知。也是教给学生“何为山，何为水”，此时，老师要做的就是强化学生对知识作为工具的辨识能力。

举一个很简单的例子，在计算机图形学的课程教学过程中，同样场景的表示和渲染目标的实现，往往有多种算法和模型，当然每种算法和表示模型有其自身概念和不同特点。这个时候，老师所做的最重要的一定不是主观的去告知学生某一种算法是最优的，而是抛却经验之谈甚至是主观判断，来客观具体的分析每一种算法的特性,每个模型的表示范畴,相互联系和可能的转换关系，培养学生自主思考的能力及习惯。如曲面的基本表示方法有代数曲面和参数曲面之分，而图形学中常用的参数曲面至少有Bezier、Heimite、B样条曲面, 非均匀有理B样条等4种模型，认识其中各个曲面表示方法的共同点和特性是非常关键的，掌握不同曲面的特性和适用对象，让学生掌握其中的思考方法比做一次作业要重要的多，即古语所云“授之以鱼不如授之以渔”。事实上, Bezier、Heimite、B样条曲面均可以在一个参数区间相互转换, 该3种曲面可以统一表示成非均匀B样条曲面（NURBS）。由于NURBS的强大表示能力和灵活的形状控制方法，它也成为产品数据表示国际标准（STEP）中曲面几何形状表示和数据转换标准。因此我们在计算机图形学的课程教学过程中，让学生理解“何为山，何为水”，充分理解几种曲面类型属性、特点、以及相互之间的转换关系。

看山不是山，看水不是水

随着受教育程度的提高，人的社会化程度同样也在提高。理想与现实总有较大差异，以结果、利益为导向的价值判断所直接导致的就是学习的功利化。一方面，理论与实践相割裂，另一方面“非实用不学习”、“无回报即无价值”的学习观念暗自滋生，如此，大学教育也便成为了蔡元培先生口中的“养成资格之所”、“贩卖知识之所”。山亦不只是山，水也不仅仅是水。

回归到具体的教学过程当中，让学生扎扎实实地掌握理论知识，理解方法和模型中的假设和前提是老师必须要对学生，特别是研究型人才努力传授的。理解理论与实践的差异，理论方法与自然现象的差异是教学和科研的第二步。例如目前常用的图形学光照模型有Phong、Ground模型，以及全局光照模型等，前两者能够很好的模拟自然界的光照过程，包括漫反射和高光反射现象，后者更加适合复杂的光照现象。当然Phong、Ground模型是理想的漫反射和高光反射现象，与现实仍然有较大的差距。让学生明确模型的假设、前提以及适用范围，理解理论方法所可能导致的合理偏差，在此基础上去主动寻求实际问题的最优解，对学生走出学习的“看山非山，看水非水”的混沌期来讲意义重大。

当然，我一直很注重知识的实用性，毕竟只有通过功能的实现方能成就其可视化的贡献。况且，计算机科学本身就是一门理论需要由实践来指导，需要由实用性来检验，并且知识更新速度非常快的一门学科。需要我们充分发挥人的社会属性，对外界的新鲜事物有敏锐的捕捉能力。但与此同时，与之并不相悖的还有大学教育所担负的传承重任，其中一方面理所当然为知识的传授，其另一个侧面则是求学精神的传递。求学、科研并不单单为学术成果，学习的过程本身就是一种自然而然的提升。经历过，验证过，甚至是犯错过，都会有所获，找到自己的定位，坚持下去就一定会有所长，发掘所长，将其自然绽放，不知不觉中就站在了巨人的肩膀上，

大学的学习和教育诚然要以现实为依托，但又必须与世风与流俗保持一定的距离。求学的过程需要笃定，需要心无旁骛，这本身就是对学问最严肃的尊重。很多时候，问题研究的结果并没有我们想象的那么重要。就好比一段旅行，是否到达目的地并不是最重要的，更重要的是一种经验是一种成长。没有看到预期的风景，一路上也可能正在经历令人艳羡的风光。期间，老师所扮演的角色更像是一座灯塔，总会有哪怕一丝光亮穿透阴霾秒杀黑暗，安抚迷茫，引领学生走过迷茫，进入知识理解的第三阶段

看山仍然山，看水仍然是水

做学问的最高境界是化繁为简、返璞归真，融汇贯通。这需要剔除干扰回归本我，参悟创新与时俱进。正所谓“看山仍然山，看水仍然是水”。首先，这是一个自我实践、自我释放、自我理解后的升华过程，是自身学习和参悟姿态的养成。在知识积累阶段，学校是知识的供应商，学生是知识的消费者，消费越多，也意味着学习能力越强。而在知识的沉淀过程中，老师或者大学教育很难再具体教给学生什么，更多的是一种启发，启发学生的观念、表达方式、理解实际问题和解决实际问题的思维方式和研究方法，启发学生掌握很多可能会贯穿一生的思考方法和创新技能，从而形成自我教育、自我参悟的良性循环。

如真实感图形采用计算机模型对大自然进行高保真再现，彰显自然之美；但毕竟是对自然现象的理想抽象和模拟，与现实有必然的误差和视觉上的差异； 经过设计者的加工处理和再创作，用于分析自然规律、解决现实的重大需求，胜于自然，美过自然。例如分数维几何对大自然的描写，科学数据可视化利用图形学模型，对采集自自然界的气象云图、海量数据进行分析和智能处理，得出其中蕴含的自然规律或者现象，则是对理论的再提炼和对知识的社会化价值的有效应用。

又如詹姆斯·卡梅隆在《阿凡达》中所打造的梦幻般美轮美奂的星球——潘多拉星，从地上的草木，到天空的飞禽，再到人物造型甚至每一个传神的角色表情，一切炫目的外太空景象无一不是数字动画技术与影视创作的完美结合。

据报道，《阿凡达》的画面几乎都是CG效果和影视合成技术的呈现，建模师通过对电影场景中的物体进行建模，借助计算机图形技术，模拟光照、材质、纹理到各种漫反射、折射、镜面反射等物理现象，风霜雨雪、火花、激流、爆炸等自然现象，从而得到特定场所所需要的高度逼真的场景效果。而“表情捕捉”与“动作捕捉”技术能够实现演员面部表情、肢体动作与电脑动画的完美的结合。于是我们看到了近3米高的蓝色纳威族公主身轻如燕的穿梭于潘多拉星球的各个角落，拥有与人同样丰富细腻的表情。《阿凡达》是一场震撼的视觉盛宴，也是计算机技术对电影表演的另一种艺术呈现。真可谓山水一色、浑然天成，他们将虚拟现实技术和计算机动画技术发挥到淋漓尽致。

此时，无论其作为关乎民生的社会化应用亦或是作为艺术表现的手段，计算机技术完全回归成为一种工具，通过借鉴、类比、融会贯通，完全为人的主观能动性所服务，成为人的主观表达工具。而知识归根结底不也正是为社会进步、人类发展所服务吗？

高校是人才的摇篮，日趋激烈的社会化竞争是人才的竞争，是人才知识储备的竞争，更是自身学养、素质的竞争。从长远来看，无论是知识更迭的速度亦或是社会发展的速度都不容小觑，每个人会越来越多的扮演不同的社会角色，这就要求学校和社会之间建立人才需求的快速反馈机制，建立一个学校与企业之间快速的人才培养机制进行职业技能的培训，同时要求人才能够更加快速的实现职业角色的切换，而这种快速切换本质上来讲仍旧是对基础技能的重新组合，是对知识形态本能的自由发挥，这就要求人才将“何为山，何为水”了然于胸，这一过程正是对知识结构的一次追根溯源。

山寨比创新来的轻巧，炒作比创作来的暴烈，投机所带来的回报似乎来的那么轻而易举……但是，做学问还要明白，对未知的探索，对真理和规律的发掘，其所能够产生的价值以及所代表的意义是无法估量的。而探索过程中批判的态势、别具一格的思维能力、独立创造的精神则是人性当中的自由、张力最自然最本真的发挥。对知识的求索，并不仅在于目的性的追求，更在于知识的融会贯通，自然表达，也在于求索过程中的恰巧，正如王国维《人间词话》中做大学问者第三境“蓦然回首，那人却在灯火阑珊处”。

学者小传

马利庄，上海交通大学电子信息与电气工程学院计算机系特聘教授，理学博士，博士后，博导，“数字媒体与数据重建实验室”主任，中国图像图形学会“计算机动画与数字娱乐专委会”副主任委员；获国家杰出青年基金，中国青年科技奖，国家教育部科技进步奖，上海市科技进步一等奖获得者；国家“百千万人才工程”(第一、二层次)首批人选；国务院特殊津贴获得者；上海市中青年科技领军人才。

2002年加入上海交通大学以后，创立数字媒体与数据重建实验室，重点开展了数字多媒体、计算机图形学、计算机辅助设计等方面的研究工作。在学科建设方面，作为计算机应用二级学科的学科带头人之一，为本学科取得全国重点一级学科做出了贡献。

多年来对CAD、计算机图形与数字媒体领域前沿问题积极探索，取得了一系列创造性成果，特别在国际CAGD领域公认难题“曲面几何连续性”和“闭曲面造型”上取得突破性进展，获得国际先进水平（部分领先）的研究成果，在国内外重要学术刊物上发表论文100多篇，科学出版社专著1部，获得软件著作专利5项，国家发明专利4项。负责国家杰出青年基金、国家自然科学基金（8项，其中重点1项）、国家863面上和目标导向各1项、国家973子项目、世博重点项目、霍英东优秀青年教师基金等重要课题。曾担任国际信息联合会(International Federation on Information Proceesing)技术委员会的高级指导委员会委员；IFIP-ICEC‘2007，ACDDE2011大会主席和程序委员会主席，中国图象图形学会“计算机动画与数字娱乐专委会”副主任委员等。