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2024 CGPC图形学启明星计划夏令营 游记

一次十分难忘且有意义的夏令营,遂记录。

1. Background

先说说个人背景吧,本人大三,读研,未来准备从事图形学渲染或游戏引擎方面的工作。学习了GAMES101和202,用OpenGL实现过一个光栅化渲染器,并且在渲染器中实现了202课程提到的大概30%的渲染算法。

这次夏令营主要面向大一和大二,而我作为大三老同志很幸运地拿到了参加的机会。印象里,大三同学大概占10%。

2. Before Camp

夏令营的消息是在GAMES官方微信公众号上看到的,但通知上写的是面向大一大二,并且当时我还在为保研而焦虑,遂没有报名。后来,同学院的大一学弟提醒我,Q群内的管理说高年级同学也可以先报名。于是,我就报名参加了测验,后来运气很好地拿到了参加资格(大概)。

先说说这个测验吧,根据助教所说,这是一个类似于合格性测验的东西,确保参加者有基础的代码编写能力。考察内容其实就是写一些基础的数据结构或者算法,比如BVH、KDTree、光线求交算法。时间提供了几周,网上资料也很充足,代码能力合格就能通过,而剩下的就看主办方筛选了。

确定能参加后,发现夏令营的时间和NeurIPS的Rebuttal时间撞了,还好小伙伴和导师给力,正常参加应该没什么问题。

3. Day-1

我提前了两天到了杭州,原本打算旅个游的,后来发现杭州天气近40°C,根本不适合户外活动。期间,ACM队友金神还从老家海宁跑到杭州来一起玩,结果吃了个午饭,去浙大逛了20分钟,就原地解散了(太热了!)。感觉他奔波的时间比我们在一起玩的时间还长。

不得不提的一点就是,浙大紫金港附近餐厅真的好多啊!我在到杭州第一天晚上,就一个人跑到某自助火锅店,吃了一晚上的牛肉(听说孤独的最高境界是,一个人吃火锅)。最后吃完,肚子特别难受,缓了一个多小时才缓过来,以后还是不要这么吃这么多了!然后我一定要强烈推荐一家店 —— 春家,这家店便宜好吃,人均60就可以吃到非常好吃的美食!并且非常饱!

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单人吃的牛肉自助,盘子已经被收走过了一次。一个人吃了好多好多······

4. Day0

整个夏令营非常的高效和轻量化,基本上没有任何的手续或者流程,从头到尾就是听讲座、上课、和大佬交流,这一点让我非常地喜欢。

听说去年的夏令营,知识点涵盖图形学的各个领域。但或许听课反响不太好,所以今年夏令营就把重心放在了渲染领域上,从离线渲染、实时渲染、神经渲染三个角度授课。

接下来就是非常 流水账 的讲座/课程总结了,大概讲一下每个讲座/课程提到的内容,或许还有一些我的锐评(逃)。

如果想看我关于这次夏令营课程的完整笔记内容,可以直接访问 我的Github仓库,里面包含了我的所有笔记和我听讲中遇到的知识性问题。

5. Day1

夏令营是在浙大紫金港国际饭店举办的,说实话,场地比较拥挤,是一个长条形状的会议室。每排座位有9个,大概排了15排左右,并且座位前后没有高低差。这导致后面的同学基本上没法看到PPT(我坐在第四排,这一排其实就已经会被前面的人挡住视线了)。但好在报告和课程都提供了在线的腾讯会议!这一点很不错,所以我全程用平板看PPT,截图也很方便。(为什么不用电脑呢,因为archlinux + hyprland跑腾讯会议,腾讯会议会直接把整个桌面环境炸掉)

在简短的开营仪式后,第一个Topic是鲍虎军老师带来的“全息数字人”报告(因为分辨称呼过于麻烦,所以我全部叫“老师”了)。报告提到了有关三维重建、NeRF、全息数字人等技术。这个报告,我其实并没有特别深的体会,大概因为我从来没有学习过所需的基础知识吧。不过,最后关于4K4D的Demo还满酷的。

第二个Topic是刘利刚老师的“从PBR到基于数据的合成”报告。这个报告对计算机图形学的三大问题做了一个介绍,从建模,到渲染,再到模拟计算。之后,也对近几年的NeRF、可微渲染、3DGS做了一些简短的介绍。整个报告中,我印象最深刻的,就是关于 GAMES303 —— 离线渲染课程的饼!听说是已经在筹备中,年度番剧终于要更新了!期待!(咳咳)话说回来,刘利刚老师说的还是不错的,整个报告结构清晰,听完能对图形学渲染领域有一个大概的了解。

时间到了中午。午餐是统一的盒饭,味道中规中矩,最贴心的就是给了垫桌子的报纸!而且报纸很大很厚,可以确保吃午饭的时候不会弄脏电脑和桌子,很不错。

接着是第三个Topic。这个Topic比较特殊,是一个时长约一个半小时的Fast-forward,内容大概就是:国内一部分从事图形学研究的老师,分别录制一段2-3分钟的视频,对自己的实验室、研究领域和工作做一个介绍。(听说灵感来源于Siggraph的Fast-forward)说实话,这部分听起来非常坐牢!我思考了一下,核心原因大概是因为:我基本上对图形学科研没有什么了解,听不懂老师们的介绍。

我思考了一下,主办方应该是这么想的:这个Fast-forward可以让大一大二的同学有机会了解国内的各个实验室。如果感兴趣的话,也可以直接去联系对应的老师和实验室,进组打工。因为大二同学毕竟还有一年就要考虑保研了,如果能提前进组的话,帮助还是非常大的!

随后,便是我最喜欢的第四个Topic!来自徐昆老师的离线渲染课程 —— 光线追踪算法原理。这部分难度比较大,主要涵盖了:概率论、蒙特卡洛积分、路径追踪、以及渲染方法前沿。我最惊喜的就是,这个Topic中许多概念我都是第一次听说,但是大部分内容都一次性全部都听懂了(没听懂的也做了标记),比如MIS以及各类路径追踪优化方法。我在这一个半小时的课程中,甚至没有走神过,真是太爽了!

在课后的交流环节中,听徐昆老师说,国内大部分做渲染的老师,都参加了这次夏令营。如果我去年就知道、并且来参加这个夏令营就好了,一整个夏令营的老师全是陶瓷目标(逃)。

之后是第五个和第六个Topic,分别是腾讯和网易雷火的大佬做报告。这两个Topic没什么特别的感受,感觉有点类似招聘大会。

随后,Day1就结束了。因为Day2还有离线渲染的第二个课程,所以晚上在酒店把课上没听懂的缺漏都补了一下。

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6. Day2

Day2的第一个Topic是王贝贝老师带来的离线渲染2 —— 真实感材质建模。这节课主要介绍了目前常用的材质模型(也就是BRDF项),涵盖测量模型、BlinnPhong模型、微表面模型等等。王贝贝老师的课程也是非常优秀,笔记记了好几页,全程几乎没有走神过。

第二个Topic是由GAMES104主讲人、不鸣科技创始人 —— 王希老师 带来的报告!属于是线下学术追星了,本来想上去要个合影,后来看发现全程王希老师都很忙,就没有去打扰。不过最后提问环节,成功地和王希老师互动了几次,非常地开心!

报告主要讲了目前实时渲染的GI方法、Lumen、ReSTIR这三个部分,内容很类似 GAMES104在知乎上的这篇文章。在最后的锐评环节,听王希老师说,目前图形学渲染的课题确实有难度,因此某位大神近期甚至在研究波动光学(笑死)。

还有一个很精彩的是课后的面对面交流环节,一位助教大神向王希老师提了好多问题,王希老师也都做出了很深刻的解答,从Nanite,到游戏引擎架构选型,再到脚本技术选型。听说了很多故事,比如如果一些Unity项目对性能要求高,那么企业会直接向Unity买源码,然后找一批精锐直接去改Unity的底层;此外,各个引擎有着不同的技术路线,所以很难说某个引擎比其他引擎强力,只能说各有各的特点吧。

不过比较遗憾的是,王希老师没有聊到不鸣科技招聘相关的事情,而其他企业基本上或多或少提了招聘的事。如果未来有机会的话,还是非常希望能去相关企业跟大佬共事和学习。不过我目前对图形学的了解只能算入门,而游戏引擎连入门都算不上,慢慢学吧!

第三个Topic是光线云的王锐老师带来的“云原生实时渲染引擎”。这部分知识型的内容相对较少,所以听起来其实比较枯燥。其实相比公司的业务,我更愿意了解一下云渲染的技术细节,比如云渲染和普通实时渲染在技术实现上有哪些区别。(叠甲,这只是一个相对于方法论更喜欢听具体算法的人的想法)

第四个Topic是实时渲染,也是由王锐老师带来的。这节课比较特殊,主要聚焦在渲染管线和图形API上,介绍了一下渲染管线和图形API的发展历史。

第五个Topic是由王璐老师带来的实时渲染2。这节课感觉和GAMES202的重合比较大,我基本上都掌握了,所以对我个人而言,听上去也比较枯燥。后面听着听着就去学rust了(逃,对不起老师)。

第六个Topic是元象科技带来的技术报告,主要讲解了他们企业目前正在做的LBVR —— 基于位置的虚拟现实。翻译一下,就是各类VR线下体验店,听上去还是非常意思的,可惜只在深圳有体验店。

7. Day3

夏令营怎么这么快就要结束了!时间过的好快。

Day3的第一个Topic是由霍宇驰老师带来的神经渲染。这个Topic是神经渲染的技术前沿介绍,听起来有点坐牢,原因和之前一样 —— 听不懂。(我推断,是由于一位老师没空,所以Day3的两个Topic调换了顺序,导致听起来效果不太好)

第二个Topic是于涛老师带来的神经渲染基本算法介绍。这部分课程的体验也非常不错,从数学基础开始,介绍了NeRF和3DGS的技术细节。于涛老师的课程也很优秀,逻辑非常清晰,全程不走神!听完这节课,我就基本上了解NeRF和3DGS的大致算法,甚至有自信自己从零实现一个3DGS的渲染器(在GPT的帮助下)。

两天半的夏令营转瞬便逝。随后,便是闭营仪式啦!闭营仪式也一如既往地高效,没有什么领导发言环节,给每位同学发了结课证书,接着,就结束了。(这辈子第一次参加效率这么高的活动,很喜欢,也有点小震撼)

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8. Summary

总的来说,这次夏令营真的给了我一个非常难忘的体验,如果之后允许的话,真的希望能再次参加!(不过大四肯定来不了吧!不知道有没有机会以助教身份参加)

然后,就说说个人的收获吧,最重要的就是理解了离线渲染(路径追踪、材质)和神经渲染(NeRF、3DGS)的思路;此外呢,对目前国内图形学的研究现状有了个认识,但其实更准确地说法是,知道了国内许多研究图形学的老师和实验室(毕竟前沿研究大部分没怎么听懂,只是觉得很厉害);还有最重要的 —— 学术追星(划掉),见到了许多大佬,和大佬面对面交谈的时候,也知道了很多故事和方法论。

最后,还是非常感谢GAMES举办的这个夏令营!因为之前有听闻ACM相关比赛的筹备,所以知道举办这么一个活动还是非常难的,需要付出非常多的时间和精力,从拉赞助、定场地,到邀请老师、组织学生,感谢这么多老师用爱发电。

我很高兴能遇到图形学,也惊喜于图形学能有这么一个环境,这真是太幸福了!