徐迎庆

教育部“长江学者”特聘教授
信息艺术设计系主任

         徐迎庆博士是教育部“长江学者”特聘教授、博士研究生导师、清华大学信息艺术设计系主任、清华大学美术学院X工作室主任。他于2011年10月受聘于清华大学美术学院,此前在美国微软公司亚洲研究院工作12年( 1999/01-2011/10),任主管研究员,兼任微软-北京电影学院“数字化卡通与动漫联合实验室”主任。他多年从事计算机动画、用户交互界面设计、计算机图形学、计算机视觉、数字色彩分析与应用、文化遗产数字化理论与方法、智能设备及其应用等领域的研究和开发工作;他在国际会议和学术期刊上发表70多篇学术论文,获得美国技术专利20多项;并有多项研究成果被应用于微软等公司的实际产品之中。他目前的研究兴趣主要集中在自然用户界面设计及其应用、计算机图形学与计算机视觉、文化遗产保护的数字化理论与方法、虚实结合的智能玩具与游戏设计。

          他曾担任国际人机交互大会的程序委员会主席 (Program Chair of  International Conference on Interaction Design,  ICID 2013)、SIGGRAPH ASIA 2012的艺术展示主席 (Art Gallery Chair of SIGGRAPH ASIA 2012); 2012年度计算机动画与社会媒介会议会共同主席 (Co-Chair of the 25th International Conference on Computer Animation and Social Agents, CASA2012); 国际多媒体技术大会交互艺术联合主席 (Co-chair, Interactive Art Program of ACM Multimedia 2009); 并曾担任多个国际学术会议的程序委员会委员等。他是中国美术家协会会员(CAA: Chinese Artists Association)、中国美术家协会动漫艺术委员会委员、中国计算机学会高级会员(CCF: China Computer Federation)、美国计算机学会会员(ACM: Association for Computing Machinery)、国际电子与电气工程师协会高级会员(IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers);深圳市可视计算与可视分析重点实验室学术委员、北京服装学院数字与交互媒体北京市重点实验室学术委员会副主任委员、敦煌研究院特聘研究员、北京电影学院客座教授、中国传媒大学客座教授、中山大学客座教授、中国科学院软件研究所客座研究员、以及澳大利亚莫纳什大学艺术设计与建筑学院客座教授 (Adjunct Professor, Art, Design & Architecture, Monash University)。

         由于对计算机图形学研究的贡献,他获得2012年中国计算机图形学大会杰出奖。在计算机动画创作方面,他曾与孙立军导演及其团队合作,担任计算机动画电影的策划与技术指导工作。其中,影片《欢笑满屋》获得中国政府华表奖优秀动画片奖提名(2007);影片《兔侠传奇》在2011年获得中国政府华表奖优秀动画片奖、优秀电影技术提名奖、中国电影金鸡奖最佳美术片奖等。

        他在中国科学院计算技术研究所学习并获得博士学位(1994-1997),在博士学位学习期间,由于在计算机动画领域的研究工作而获得首届中国计算机图形学年会(Chinagraph 1996)最佳论文奖,博士毕业时获得中国科学院院长奖学金。1990-1993年期间,曾两次应邀赴联邦德国卡塞尔大学 (University of Kassel) 产品设计系进行的学术交流与合作。他在吉林大学数学系获得学士学位。


教学:

  • 综合造型基础;信息艺术设计本科生一年级课程
  • 信息技术发展及其在信息设计中的应用;研究生课程


目前的部分研究课题:

  • 雕塑、壁画类文化遗产的虚拟复原
    • 国家重点基础研究发展计划 (973计划) 项目《文化遗产数字化理论与方法》之第四课题
    • 课题批准号:2012CB725304。
    • 起始时间:2012年1月- 2016年12月
  • 基于知识学习的文物色彩复原数字化理论与方法研究
    • 国家自然科学基金面上项目
    • 课题批准号:61373072。
    • 起始时间:2014年1月- 2017年12月
  • 基于图像的动漫数字化造型理论与方法研究 
    • 国家自然科学基金面上项目
    • 课题批准号:61272234。
    • 起始时间:2013年1月- 2013年12月
  • 自然人机交互基础理论和方法研究
    • 国家自然科学基金重点项目
    • 课题批准号:61232013。
    • 起始时间:2013年1月- 2017年12月
  • 故宫博物院端门数字展馆设计
    • 与故宫博物院、北京清尚环艺建筑设计院有限公司合作
    • 起始时间:2014年4月- 2015年5月
  • 智能化可持续导航服务
    • 微软亚洲研究院资助项目,与澳大利亚莫纳什大学合作
    • 起始时间:2014年1月- 2014年12月
  • 基于网络的环保自行车概念设计
    • 与百度公司、清华大学美术学院工业设计系合作
    • 起始时间:2014年4月- 2014年12月
  • Aesthetics Orientated Programmable Camera
    • Intel公司中国研究院资助项目
    • 起始时间:2013年7月- 2014年10月
  • 面向盲人的触觉交互设备的研究
    • 与联合国儿童基金会合作(UNICEF)
    • 起始时间:2011年10月- 2016年12月
  • 下一代智能移动设备展示规划和设计
    • 与华为公司香港诺亚方舟研究院合作
    • 起始时间:2014年4月- 2014年12月
  • 杭州新城城市灯光互动设计
    • 与北京清华同衡规划设计研究院有限公司合作
    • 起始时间:2014年4月- 2014年12月
  • 韩熙载夜宴图的数字化标注
    • 微软亚洲研究院资助项目
    • 起始时间:2012年6月- 2013年4月


1999-2011年的部分研究课题包括:

基于人像照片的漫画自动生成的方法研究 (1999-2010)

Facial Cartoon Generation

作为项目负责人,在十年中一直负责微软亚洲研究院的个性化人脸卡通漫画自动生成算法的研究工作。通过基于统计学习的方法,训练计算机向艺术家学习如何绘制人脸卡通漫画。这项研究综合了计算机视觉、基于样本学习的人脸自动标定、计算图形学等多学科领域综合知识,能够自动生成与给定照片相似的卡通漫画,居于国际领先水平。人脸卡通技术被评为微软亚洲研究院10年来的12项重要研究成果之一,在学术研究和向产品转移两方面都取得成功。与Harry Shum、陈宏、梁林等合作发表多篇学术论文;在应用方面,与梁林、殷秋丰、林斌等同事以及日本MPD团队合作,这项技术也被成功地应用到微软公司的重要产品中。

人脸


研发出基于普通家庭录像产生不同风格动画的方法和软件系统 (2002-2010)

Video Tooning and Stylization

在过去的几年中,一直在家庭录像风格化领域开展研究工作。从2002年起,与微软研究院同事Michael Cohen、研究生Jue Wang(现在是Adobo研究院资深科学家)等人合作,开展由家庭录像产生卡通风格的动画片研究;该项目旨在为下一代动画制作技术提供了新的技术思路,为艺术的普及和丰富普通百姓的生活做出贡献。成功地完成了一个原型系统,可以帮助用户把自己利用普通家用录像机拍摄的家庭录像转换成动画风格的艺术片,为家庭娱乐增添了新的手段和途径。有关的论文发表在SIGGRAPH上,得到学术界和媒体的关注。2008年起,与美国加州洛杉矶大学S. C. Zhu教授的研究小组合作,研究如何把家庭录像转换成油画风格。研究成果发表在NPAR国际会议上,并获得最佳论文奖。

2

基于网络平台的儿童漫画创作系统(2007-2010

Personalized Tooning

该项目主要针对数码相机和数码照片日益普及和数量呈爆炸增长的环境下,如何利用这些照片来设计更多的、更有趣的表达方式;为数码照片的使用和丰富普通用户的生活提供了一种新的技术思路。为此,与孙剑、黄梦成等合作,通过网上搜索剪贴画算法来有效地找到用户所需要的素材,并且通过一个创新的图像矢量化算法来得到素材的矢量表达;用户可以通过编辑和拼接手段来产生自己创作的动漫作品。例如:下图是根据同一组关键字在不同背景下编辑的两个不同内容截然不同的漫画。

3

色彩分析与应用研究 (2004-2010)

Color Harmonization,Natural Image Colorization,Color Sketching

我对色彩分析与应用研究项目有着浓厚的兴趣。分别与王宝元、栾青、闻芳、Daniel Cohen-Or、Olga Sorkine、俞益洲等合作开展的相关研究题目包括:色彩和谐分析与算法、色彩情感分析与算法、色彩主题生成与自动匹配、彩色手绘分风格速写画自动生成技术等的研究和开发。这方面的研究旨在根据用户给定的图形或者图像来自动产生与之相协调的色彩系列、赋予图像指定的色彩情感、根据照片来生成具有手绘风格的速写效果;图像之间的自动/半自动色彩传递等。有关的学术论文已经发表在国际学术会议上,如:SIGGRAPH 2006、Euorgraphics 2008、PG 2008、NPAR 2006, 色彩增强方面的研究论文被SIGGRAPH ASIA 2010、SIGGRAPH 2011录取。彩色草图技术已经在微软公司产品中得到应用。下图是Color Sketching系统根据用户给定的图像自动产生的结果

4

高分辨图像的信息标注与交互界面设计 (2008-2010)

Annotating Gigapixel Images,Annotating Traditional Chinese Paintings for Immersive Virtual Exhibition.

在这方面,分别与栾青、Michael Cohen、马伟、王亦洲、李琼等合作针对超高分辨率的数码照片的应用开展研究。例如:通过对十亿像素级照片加以音频标注,使得用户可以从照片上获取更多的信息;或者说像“看电影”一样从新的角度来看照片。该项目的面对的挑战是:单张照片上几乎没有更多的深度信息可供参考,怎样根据人类视觉体验来合理地计算不同深度对象之间的关系。研究论文分别发表在UIST 2008等国际学术会议上。此外,针对中国画的散点透视现象,与故宫博物院、北京大学合作开展《走进清明上河图》沉浸式多媒体音画展示系统。该系统开发了针对散点透视绘画的立体声标注系统,通过与故宫的历史和文化专家合作,对《清明上河图》加注音画解读,并实现千兆级海量图像数据的实时浏览。学术论文发表在ACM Journal on Computing and Cultural Heritage上,并被评为Notable Paper。《走进清明上河图》沉浸式多媒体音画展示系统得到故宫博物院专家与观众的一致好评,在北京故宫博物院武英殿设有展台,同时故宫博物院为此项目专门在太和殿对面的西南崇楼修建了一个展览室。

5

旅游录像的自动标注与交互界面设计(2008-2010)

Annotating and Navigating Tourist Videos.

该项目结合微软公司虚拟地球(Virtual Earth)进行旅游视频分析。把用户拍摄的旅游录像里面的内容自动地标注出来,例如:这座大厦的名称、地址、里面的主要服务等等;并设计在地图上设计了全新的用户界面;方便用户在地图和摄像机两种界面上切换。此外,我们也研究如何根据用户的录像内容来分析用户的旅游足迹,并且在不同的视频之间光滑地过渡和链接。本项目的创新点在于基于微软地球的三维模型和PhotoSynth计算特征点以及点云来自动获取和得到城市建筑和旅游景点的地理信息,并且把这些信息和地图相关联。与B. Zhang, Q. Li, H. Chao, B., Chen, E. Ofek等合作的学术论文发表在国际地理信息系统与应用大会(ACM SIGSPATIAL GIS 2010)上。

6

基于手绘草图的三维物体生成的方法研究 (2006-2008)

Sketching Reality: Realistic Interpretation of Architectural Designs

对于设计师和艺术家而言,在创意和构思阶段,常常愿意把自己的想法随手绘制出来而不是用工程师们使用的CAD软件一步一步地“造型”出来。如何把设计师随手绘制的草图转变为从不同角度观看的模型?这是一个技术上的难题。这个项目通过学习和分析设计师的工作,在手绘现实研究领域获得令人鼓舞的成果。该项目提出如何自动把画在纸面上的手绘草图转化成空间几何模型的算法。该成果在信息设计、产品设计、数字动漫、虚拟现实等领域有着广泛的应用。与陈雪锦, Sing Bing Kang, Julie Dorsey, Harry Shum等人合作的相关学术研究论文已经分别发表在ACM Transactions on Graphics。

7

基于分块模型的纹理合成算法研究 (1999-2003)

Chaos Mosaic: Fast and Memory Efficient Texture Synthesis;Real-time texture synthesis by patch-based sampling

通俗地讲,纹理合成是根据给定的纹理图像产生视觉上类似纹理;这是计算机图形学中的一个传统问题,传统的方法大多是基于马尔科夫随机场模型;其缺点是效率很低。在计算机纹理合成研究方面本人与H. Shum, B. Guo等人一起于2000年率先提出基于分块模型的纹理合成算法的概念和实时生成方法。该方法突破了传统方法的理论框架,首次把patch-based的概念引入纹理合成的研究领域并首次实现大尺度纹理的实时生成。发表在国际学术杂志上的研究论文和技术报告被相关研究人员广泛引用,并成为纹理合成的有效方法之一。与梁林、刘策、郭百宁、Harry Shum等人合作的论文发表在ACM Transactions on Graphics。

8

毛织物等复杂集和形状的计算机绘制方法(2001-2004)

Photorealistic Rendering of Knitwear Using the Lumislice;Modeling and Rendering of Realistic Feather

相关研究针对毛织物和飞禽羽毛等几何复杂复杂对象的开展模拟和绘制,提出了如何在计算机上生成逼真的毛织物和羽毛的方法。与陈彦云、郭百宁、Harry Shum、钟华等人合作的研究论文分别发表在SIGGRAPH和国际学术期刊上。(下图是计算机绘制结果)

9


Selected Publications

  1. X. Jin, Y. Zhao, Y-Q. Xu, H. Zhao, A. Meng, K. Zhou. Parallel Style-aware Image Cloning for Artworks. Accepted by Transactions on Visualization and Computer Graphics.
  2. J. Sang, T. Mei, Ying-Qing Xu, C. Zhao, C. Xu, S. Li. Interaction Design for Mobile Visual Search. ACM TRANSACTIONS ON MULTIMEDIA. Vol.3(1) 2013
  3. H. Chen, H. Tang, Z. Wang, P. Cui, Ying-Qing Xu, S. Yang. EventLens: An Automatic Magazine Generating System for Social Media. HCII 2013.
  4. L. Lin, K. Zeng, Y. Wang, Ying-Qing Xu, S. Zhu. Video Stylization: Painterly Rendering and Optimization With Content Extraction.(IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS FOR VIDEO TECHNOLOGY, VOL. 23, NO. 4, APRIL 2013)
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  11. W. Ma, Y. Wang, Y-Q. Xu, Q. Li, X. Ma, and W. Gao. Annotating Traditional Chinese Paintings for Immersive Virtual Exhibition. ACM Journal on Computing and Cultural Heritage, 2011.
  12. B. Liu, L. Wei, E. Wu, Y-Q. Xu. Nonlinear Beam Tracing on a GPU. Accepted by Computer Graphics Forum, 2011.
  13. L. Lin, K. Zeng, Y. Lv, Y. Wang, Y-Q. Xu, and S. C. Zhu et al. Painterly Animation Using Video Semantics and Feature Correspondence. NPAR 2010 (Runner Up of the Best Paper Award)
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