2008年国际数模竞赛一等奖获得者张心欣(左一)与参赛队友夏江明、陆东鑫在一起

   阿凡达、纳尼亚、哈利波特与死亡圣杯、加勒比海盗4、丁丁历险记等这些美国大片的特效看得人震撼，而浙江大学城市学院2009届信计专业学生张心欣就在研发这类计算机软件小组中工作过。目前，他携全奖攻读世界著名高等学府加拿大不列颠哥伦比亚大学（University of British Columbia)）计算机科学博士，从事的研究是自己最热爱的计算机图形学中的基于物理的流体动力学。他所在的研究小组，是世界该领域的核心小组，他的导师也是此领域最著名的科学家之一。

    张心欣介绍，他们研究小组从事数值数学、偏微分方程、流体力学的基础科研、发展出最新的算法和数学理论、并将这些算法编写成计算机软件，这些软件和计算机算法及程序被用在了诸多好莱坞大片中，通过艺术家的双手创造出了令人窒息的效果。比如阿凡达、X-men、猩球崛起等……这些软件、算法以及计算机程序，也同样是好莱坞的超级工作室的技术之宝，比如工业光魔，weta数字，皮克斯，double negativedeng等等。

    他将与学弟学们分享他是如何进入这个研究小组的，这些离不开他在世界知名的cg工作室以及科研中心Pixar(皮克斯)的实习经历(也是他生平的第一份工作)，美国科学院院士的推荐信，以及明确的研究目标、慷慨的个人陈述。他希望他的经历和“奇遇” 能够给大家一些启发。

     皮克斯科研实习机会 事实证明生活比小说更加狗血，孤注一掷者得到了最大的回报。

   

    因为我的研究兴趣和研究方向，能进入位于好莱坞世界顶级的特效工作室的工程部门从事软件开发及科研工作是十分理想的。我在美国纽约大学攻读硕士学位时期的第一个暑假，就有这样一个机会出现在了眼前。当时美国电影工业艺术与科技学院(也就是颁发奥斯卡奖的组委会)在全美知名大学的计算机科学、工程学、数学等研究生部举行了一个暑期实习招募活动，在美国范围内选出5个应聘者，成功者将进入位于好莱坞的顶级工作室从事科研实习。这些工作室包括乔治卢卡斯的工业光魔、皮克斯、梦工厂、Rythm&Hues、TechniColor。我们需要递交个人简历、过往科研经历的作品集，来自教授的推荐信以及个人陈述。在焦急的三四个月的等待后， 在一天晚上我在街上漫无目的地走着的时候，突然接到了来自组委会的电话，告诉我，我成功了。我将会进入皮克斯工作，当时的我难耐兴奋，在街上就叫了起来，这不仅意味着我暑假找到实习了，还意味着我多年来的努力，从小的梦想，都将在这一个暑假得到实现!

    事实上，当时的我，为了能于暑假进入这些公司实习，除了向这个项目投递了一套简历以外，没有对任何其它公司(如谷歌、 微软、华尔街的金融公司、 IT公司等) 投递任何简历，并且也拒绝了一些可能的工作机会。也就是说，如果这里失败了，迎接我的将是一个失败至极的暑假。但是事实也证明生活比小说更加狗血，孤注一掷者得到了他最大的回报。  

    人生中最大的一次挑战  

    在最后做展示时, 开发小组的人此起彼伏地喊着我的名字, 我觉得自己就是个英雄。

   怀着兴奋的心情到达了皮克斯，安顿下来后，我得到了人生中最大的一个挑战。我的负责人向我介绍了此次来需要完成的任务，这来自于一个最前沿的计算几何和曲面细分技术的科研成果。

    微软的科学家和皮克斯的全职科学家经过多年的积累，已经完成了这个曲面细分技术的DirectX 11.0 的实现版本，但皮克斯所有的计算机都是在大型的Linux机器上运行的，并且如果想要开源这一个软件包赚取更大的利益，我们就必须保证这项技术的跨平台性以及稳健性，所以他们希望我能开发出原型代码，把这一整个技术在OpenGL 4.0 和OpenCL环境下实现出来，他们的小组断断续续地做了1年，并没取得什么突破型的进展。但是如果成功，那么拿着这个原型代码，他们就可以对项目进行评估，然后让软件工程师去实现出具有商业稳定性的版本，从而将整个技术免费提供给全世界的图形应用开发商使用，包括视频游戏，cg动画领域。这个庞大的复杂的集合了现在所有研究成果的系统，它考虑到了各种多边形以及条件，各种边界情况以及各种特殊情况，再也不是同我以前做的那些研究项目那样。

    以前我只是为了研究和实验一个算法和写程序，可以有各种简化假设来减少自己的工作量，从而掌握核心技术。这一次，我需要将很多人很多年的技术和成果的集大成都一并实现出来。在从事这个项目两周后，我发现了我的负责人以及小组之前实现上思路的错误，以及他对原来那篇论文的一些误解。事实上，这个小组之前只有他一个人，此项目一度被搁浅，并且为了保密，工程部的其它同事都是在这个项目已经见到曙光的时候才知道我们的特殊任务的。我便同他一起讨论，一起整理思路，并且通过对DirectX 11 版本实现的代码的分析，我逐步整理出了这一整个系统的计算流程和算法，当时由于负责这个科研的科学家休假去了，他一度不敢相信我的理解竟然和他的理解如此相去甚远。直到几天后那位科学家回来，终于证实了我的所有推算和细节都符合他们算法的实情。我出去拿了点东西吃(皮克斯有各种好吃的随时随便拿来吃)，回来后我的对桌告诉我, 我的负责人跟他说，“这小子竟然能这么快就吃透这个东西，我看到曙光了！”在之后的八个星期里，我半天玩半天干活，终于把这一整套系统都给实现成功了。在我走之前的最后一次工程组组会上，我的负责人荣耀地向整个组展示了这个项目，工程组我的朋友们此起彼伏的大喊着我的名字，我当时就觉得自己是个英雄。我当时写下的原型代码，也就是今年2012年皮克斯震惊整个业界的新工具——OpenSubdiv的前身。

    美国科学院院士的推荐信 “你所完成的东西所求解的问题的规模以及速度是我在这个领域内从没有见过的, 如果你想申请博士需要推荐信的话，我很乐意帮你写。”

   

   ZUCC毕业后，我被美国纽约大学计算机科学院录取成为硕士研究生。计算机科学院隶属于克朗应用数学院，也就是美国数一数二的应用数学院，而更有幸的是，我感兴趣的研究领域的核心内容——流体动力学以及数值数学，在这里乃是当之无愧的美国第一、世界第一。克朗数学院以克朗命名，他是著名的应用数学家，数学大师希尔伯特的学生。而克朗数学院秉承了他的遗志和传统，百年来凝聚了世界最强的流体力学以及数值数学、微分几何、应用数学、偏微分方面的首屈一指的学者，一幢13层的大楼，坐着18个美国科学院院士。而他们中的每一个，除了科研外，每个学期都会亲自教授课程，将最好的数学思想，最前沿的研究课题以及最基础的数学理论传授给本科生和研究生博士生，为延续克朗的荣耀以及巩固美国的应用数学科研力量打下了扎实的基础。几乎是从报到的第一天起，我就决定能不选计算机系的课就不选计算机系的课，我似乎天生地对那些学了后就能找份安身立命的工作的课程没有丝毫兴趣。我告诉自己，既然有机会来到这里，我就要学会玄门正宗的内功心法，为将来的科研以及走更远的路打下扎实的基础。

    所以除了几节计算机系必修的课程之外，我无所畏惧地全部选修了数学院的课，而我的这种做法，是我身边的来自于中国知名大学的计算机系的同学们都不敢做的——他们畏惧数学，而我知道，畏惧数学的计算机人，是只能去做IT。我不想做IT，不想去投行或者网络公司浪费我的生命。

    机缘巧合之下，我选修了一节由美国科学院院士教授的数学课，这是一门研究型的计算数学课程，主要是研究在20世纪70年代发明的数值算法“浸入式边界法”(immersed boundary method) 在求解不可压流体力的纳威尔斯托克斯模型以及复杂边界交互问题时候的数学理论以及计算机算法。他本人就是这个缘起于70年代算法的发明人。当然了，正如每一个英雄的故事都少不了的那句“由于xxx在这节课上的出色表现，xxx获得了这位教授的青睐，并获得了他的推荐信”。 是的，当时我完成的课程项目，把他的整个算法实现到了图形显卡上去，利用显卡的高速并行运算能力，以超快的速度求解了超大规模的流体问题。他在点评时说道， “你所完成的东西所求解的问题的规模(2048^2) 以及速度(在一天一夜的时间内计算机模拟出血管壁流体开合的过程)是我在这个领域内从没有见过的, 如果你想申请博士需要推荐信的话，我很乐意帮你写”。

    慷慨的个人陈述 在纽约大学之前城院时期通过课余时间所做的研究和算法实现, 也是当初我能进入皮克斯实习的重要道具之一。

   

    在我申请UBC的PhD时候，我所使用的个人陈述和我当年申请皮克斯的实习时候的是一样的，一样的慷慨激昂，一样的让人看出字里行间的坚持与信念。

    我说，我从10岁那年第一次看到玩具总动员一时，就很好奇这种技术是怎么实现的。直到初中第一次玩三维软件，当时隐约觉得那些三角形的旋转和透视以及曲面的切割背后有很高深的数学，但是我的知识根本不足以理解这一切是怎么做到的。 直到我大学的时候选择了相关专业，高等数学、解析几何、线性代数、让我终于能理解到这一切一切的背后全是数学、全是计算，而将计算机程序与枯燥的网页、IT、数据库等区别开去追求艺术与科技的结合则成了我的理想。它的美妙在于将人们的审美理解总结到物理和数学上去，从而使得人们可以编写计算机程序让计算机能够通过数值计算来产生图像、正如文艺复兴时代的达·芬奇所做的事情一般——他是个伟大的画家，但，谁敢说，他的画作之所以美妙，不是来源于他的光学、解剖学、人体构造、 颜色、视觉等的科学和理性的理解呢？

    个人陈述再慷慨，如果没有在这个领域深刻的研究程度和扎实的理论基础，也是不会得到导师的青睐的。正如我说的，我在皮克斯的研究经历，我在纽约大学时期的研究经历，以及我进入纽大之前一直从事的研究，早在我的简历上堆了满满的两页。他们不必是巨大的成果，但都是当时的前沿领域和深度问题，从而能够见到我对这个领域的一直关注以及我在自我兴趣趋势下所具有的毅力和自我学习、自我研究的能力。而我在纽约大学之前城院时期通过课余时间所做的研究和算法实现，也是当初我能进入皮克斯实习的重要道具之一。

    数学，数学，还是数学 大学，你需要一场不后悔的恋爱，同时也需要一次义无反顾地为自己理想奋斗的青春。 

   

    大学是一个让我们展开自己兴趣、探索未知、创造无限可能的地方，就仅仅是计算机科学，他的研究领域就有计算数学(科学计算)、人工智能、机器学习、机器人、 计算机图形学、计算生物学，它不仅仅是一份工作，不仅仅是那个被人们称为IT的东西。

    而你想在所有这些领域有所建树，他们的基础就是数学、数学、还是数学。这些数学包括微积分、数学分析、线性代数、复分析、实分析、变分、常微分、偏微分、概率论、统计学、数值数学、离散数学、解析几何、微分几何……等等不胜枚举。你要解决的实际问题越难，你需要用的数学工具也就越复杂，越高深，而你开发出来的工具的价值也就越大。大学，你需要一场不后悔的恋爱，同时也需要一次义无反顾地为自己理想奋斗的青春。 

    为了一改科学家在常人眼中不食人间烟火的形象，我必须提一下另外几件趣事。其中一件是我有幸在内部参观第82届奥斯卡颁奖典礼。我就坐在红毯边。这是组委会给我们暑期实习的一个扩展项目，所有有份参与暑期实习的人都收到邀请，组委会给我们在红毯边的内部看台保留了座位，而我亦近距离见到了李冰冰。当然还有皮特啦，茱莉亚啊……。呵呵，这和站在百米以外的铁丝网外头远眺红毯的感受当然是完全不同的。

    从小到大没有滑过雪，在一次机缘巧合下去到一座开发了用来滑雪的雪山，尝试了一次滑雪。每次都是坐缆车到山顶，然后前面是大斜坡，后面也是大斜坡，没有退路，只有硬着头皮往下滑，每次都是闭上眼睛，然后一边大叫别人让路，一边直勾勾地就一滑到底。什么控制都不会， 然后到底后也不会停，只能硬生生把自己摔倒……虽然摔倒的过程很痛，但是毕竟到达了终点，那一刻异常愉悦。最后，我必须加一句，坚持自己的理想和梦想，还有我上述的故事也献给那个我俩彼此深爱却遭天意弄人的她。