崂山脚下，鳌山湾畔，大数据可视化与虚拟现实研讨会暨海洋试点国家实验室智能超算与大数据联合实验室（山东大学）、山东大学-青岛虚拟现实研究院启动仪式（下称大数据可视化与虚拟现实研讨会）2018年9月29日在山东大学青岛校区图书馆顺利举行。
大数据可视化与虚拟现实研讨会于2018年9月29日8点30分在山东大学青岛校区图书馆正式开始。主持仪式的为山东大学计算机学院常务副院长屠长河教授。
致辞
张永兵书记向大数据可视化与虚拟现实研讨会致欢迎辞。张书记首先对联合实验室和研究院的启动表示祝贺，然后对前来与会的领导，教授以及学生表示欢迎和感谢。张书记认为联合实验室和研究院的启动充分响应了国家“建设海洋强国，必须进一步关心海洋、认识海洋、经略海洋，加快海洋科技创新步伐”的号召。
潘克厚副主任对联合实验室和研究院的启动也表示热烈祝贺，他提到说，海洋试点国家实验室是我国目前唯一试点运行的国家实验室，此次成立联合实验室属于强强联合，也同时对专家教授和学生发出邀请，欢迎大家加入海洋试点国家实验室。
王保生局长表示，崂山区政府致力推动虚拟现实产业的发展，此次山东大学-青岛虚拟现实研究院的揭牌成立，预示崂山区虚拟现实产业取得了一个新成果。
来自国防科技大学的嘉宾李思昆将军也对此次大数据可视化与虚拟现实研讨会的胜利召开表示了真诚的祝贺，他感到由衷的高兴并深受鼓舞。海洋试点国家实验室代表了国家的科研水平。在海洋大数据背景下，面临着超大规模，超高维，超细粒度三个难题。李将军希望联合实验室能够在此领域做出突出贡献，也预祝此次会议能够获得圆满成功。
青岛海洋科学与技术试点国家实验室智能超算与大数据联合实验室（山东大学）
揭牌仪式
颁发联合实验室专家委员会聘书
（按姓氏拼音排列）
陈宝权，陈为，迟学斌，李思昆，刘世霞，魏志强，杨超，袁晓如，张怀，张绍晴
山东大学-青岛虚拟现实研究院
揭牌仪式
颁发虚拟现实研究院专家委员会聘书
（按姓氏拼音排列）
柴金祥，陈宝权，凌海滨，刘利刚，齐越，童欣，汪国平，王立峰，王涌天，徐迎庆，严小天，雍俊海，周昆
工作计划介绍
山东大学汪云海教授和吕琳教授分别介绍了联合实验室和虚拟现实研究院的工作计划。
一、增强现实微创手术导航技术研究
北京理工大学教授王涌天作题为“增强现实微创手术导航技术研究”的报告。由于微创镜的术野狭小，所以需要通过增强现实技术来为操作者提供额外信息。该报告中提出的基于增强现实技术的鼻内镜手术导航系统，即通过坐标转换（多种医学设备下的医疗图形整合）和定位技术（将整合后图像定位到现实患者的对应部位）对颅底肿瘤进行处理，从而实现快速配准，实时对准，自适应广角透镜以及分层渲染展示。在治疗冠心病的过程中，通过增强现实引导精准介入，可以将传统心脏血管二维图像转为四维（其中一维为时间维度），同时还能够进行血液动力学模拟。此外，肝肿瘤介入式手术以及微波技术也可以借助于增强现实技术进行精准导航。
二、超大规模计算环境下的可视化机遇与挑战
中国科学院大学迟学斌教授作题为“超大规模计算环境下的可视化机遇与挑战”的报告。超级计算机已进入千万亿次计算的时代，E级计算机也将呼之欲出，强大的计算能力让科学与工程计算模拟的 精度、规模、复杂性不断扩大，产生的数据规模也越来越庞大、复杂度越来越高，这些海量复杂数据给可视化带来了严峻的挑战。迟教授通过对天文、大气海洋等领域大规模计算的数据处理与可视化案例进行分析，深入探讨超大规模计算对可视化的需求，并给出如何在超大规模数据下并行可视化，如何从大数据中抽取用于可视化的数据等亟待解决的科学可视化研究问题。
三、计算地球动力学的机遇与挑战
中国科学院大学的张怀教授作题为“计算地球动力学的机遇与挑战”的报告。张教授首先介绍了计算地球动力学这一学科的研究内容以及研究进展，然后通过对地球动力模型的介绍，阐明了大数据在计算地球动力学中的重要作用。
四、High-ResolutionEarth Modeling and Prediction at QNLM
中国海洋大学教授张绍晴作题为“High-ResolutionEarth Modeling and Prediction at QNLM – A Local Adaptive Strategy to GlobalChange：PresentStatus and Future Plan”的报告。张教授首先说明了地球科学建模的重要性，然后介绍了包括地球系统和人类系统在内的海洋与气候建模模型。接着，张教授描述了强台风和持续降雨等现象对局部气候异常的影响、黄海绿色潮汐等局部海洋生态事件以及中国南海等地的局部海洋动力过程。随后，张教授提出了两个当前天气-气候建模以及可预报性研究中面临的两个重要问题：全球气候如何影响局部气候及局部气候如何改变全球气候。解决这两个问题所面临的挑战在于全球范围内中小尺度计算资源的局限性以及局部中小尺度物理过程知识的有限性。最后张教授简单说明了High-Resolution Coupled Modeling和Coupled Model Data Assimilation (CDA)在气候科学中的应用。
五、通过带有语义的边实时跟踪眼皮
清华大学雍俊海教授提出了一种跟踪与重建3D眼皮形状和运动的实时技术。该技术结合人脸表情、视线方向和眼球跟踪与重建技术，实现了一个完整的人脸跟踪与重建系统，提升了系统在眼睛周围区域微妙细节的展现能力。具体技术细节为：首先提出一种新的眼皮模型，从而更好的表征眼皮变化与眼皮运动；接着，修改并实现整体嵌入式网络；然后，建立眼皮模型的顶点与原始输入数据间的对应关系，并借助于多项式曲线拟合和搜索策略来局部性修正边缘检测结果。这个系统可以适应不同的人种、眼皮形状与运动模式，而且对于头部运动、表情和视线变化也具有鲁棒性。
聆听了上午的专家报告，老师们深入浅出的发言让同学们有一种醍醐灌顶的感觉。经过午餐时间的小憩，开始了下午的报告分享。
一、从对“陨石坠入大洋”事件的可视化说起
首先是来自于北京大学信息科学与技术学院的研究员袁晓如老师，他为我们带来题为“从对‘陨石坠入大洋’事件的可视化说起”的报告。基于人类视觉对于多个主体对象融合之后的识别和理解的困难性，袁老师提出了大规模流场分析在数据管理和数据分析方面的相应解决方法，主要包括：通过细粒度的数据划分、数据预取等技术提高任务并行的粒子追踪的可扩展性；将高阶数据访问依赖运用到数据管理中，提升全局分析和局部分析中并行粒子追踪的性能；利用带有约束的k-d树分解法，提高并行粒子追踪的负载均衡性和可扩展性；利用LDA主体模型对流场语意进行更深刻的理解。
二、大规模数据可视化加速科学探索与发现
接下来是北京应用物理与计算数学研究所的研究员曹轶老师，他的报告主题是“大规模数据可视化加速科学探索与发现”。曹老师指出当前我国在可视化数据分析的研究上存在的瓶颈问题是科学与工程计算中的实际应用及计算机体系结构的复杂程度导致了自主软件在重大应用领域的匮乏。要突破瓶颈发展大规模数据可视化分析，要着重解决数据复杂度、数据规模及其机理表现方面出现的问题。针对以上问题，曹老师向听众们分别介绍了Patch-Centric数据模型、数据并行可视分析流程、按需驱动的可视分析流程和多物理场耦合并行可视化方法，并展示了飞行器适应性分析、数值气象预报等一系列典型应用。
三、海洋大气数据可视化
紧接着，中国海洋大学的李明悝教授为在场师生进行了题为“海洋大气数据可视化”的报告。李教授结合自己关于海洋大气的研究过程生动形象地阐明了数据可视化对于理解分析数据的重要意义。在数据特征的展示方面，李教授分享了四种直观清晰的方法，分别是：符合人类视觉感知的色彩与纹理相结合的方法；便于观测动态变化的线条与形状相结合的方法；利用数据相关性展示，易于观测各叠加变量之间状态匹配情况；通过数据的时空特征展示数据特征，加深对数据内容的理解。同时李教授表示，当前海洋大气研究对于交互式可视化结果的需求量在日益增加。
四、时空大数据的高效可视分析
下午的第四场报告是由浙江大学计算机学院的陈为教授带来的“时空大数据的高效可视分析”。陈教授以一个未发现癌细胞的器官捐献致人死亡的医学案例，形象地说明了观测手段、模拟手段和计算手段的提升对我们探索未知领域是至关重要的。基于时空数据爆发的研究背景，陈教授提出了在时空数据的可视分析中的三大关键问题：数据复杂性、认知局限性和时空分离性。针对上述问题，陈教授提出了要对时空数据进行简化可视表达、关联分析和时空场景的可视化。对于汪云海教授提出的用户理解数据代价的系统评估问题，陈教授的回复是目前还没有明确的度量标准对推理数据的代价进行量化。
五、虚拟现实中的行走漫游优化
紧接着是中国科学技术大学的刘利刚教授为我们带来的题为“虚拟现实中的行走漫游优化”的报告。刘教授提出VR在行走漫游中存有实际场景小、多人交互繁以及步态检测难的问题。针对以上问题提出将分块虚拟场景连贯地映射到实景中的方法使得用户可以在小实景中获得更多沉浸感、交互性和构想性。通过设置一个Avatar，解决多用户碰撞问题。对于步态检测难，主要是利用压力传感器进行数据采集和机器学习，从而在游戏中可以自动识别步态。对于同学提问的在虚拟场景中会产生眩晕感的问题，刘教授说在测试过程中确实有这种情况的出现，眩晕感的出现取决于个体差异，用户的眩晕感可以通过更为平滑连贯的映射来减弱，这也是以后需要继续研究的方向之一。
六、VR/AR产业发展综述
本次研讨会的最后一场报告是来自于企业界的技术代表，歌尔科技有限公司副总经理严小天先生带来的“VR/AR产业发展综述”。通过介绍目前主流的VR/AR设备的优缺点（如：可穿戴HMD、分体式AR等），提出了对下一代交互入口设备的设想：功能上具备运算能力、通讯传输能力、VR/AR显示能力和自然交互能力；特征上具有小型化、智能化、交互自然化的特点。严总认为VR/AR产业的前景广阔，但是大范围开花结果的日子并没有到来，预计在2030年之前形成“设备—内容—客户—从业者”的良性循环。
为期一天的研讨会进程到此结束，学术研究界和工程产业界精彩纷呈的专家报告拓宽我们眼界的同时也引起我们对问题进行更深入探索的兴趣。感谢到场的专家学者为我们带来的学术盛宴。当代学科和技术的蓬勃发展，离不开多个学科的交叉融合。在多学科携手发展的背景下，山东大学将协同智能超算与大数据联合实验室、山东大学青岛虚拟现实研究院，博采众长，涤故更新，势必产生更多、更优质的原创性成果，培养出更多具有多学科背景的研究人员和技术人才，为推动我国海洋科研领域发展和虚拟现实产业升级做出贡献。
文/潘志一 张英华
编/周 宇 杜鑫鑫
图/张海峰 陈明海
