耿國華，西北大學(xué)首批二級教授，工學(xué)博士，博士生導(dǎo)師，國家教學(xué)名師，國家高層次領(lǐng)軍人才，全國優(yōu)秀科技工作者，國務(wù)院特殊津貼專家，獲CCF杰出教育獎、高校計算機專業(yè)優(yōu)秀教師獎，現(xiàn)任文化遺產(chǎn)數(shù)字化國家地方聯(lián)合工程研究中心主任，全國高等院校計算機基礎(chǔ)教育研究會副會長、教育部大學(xué)計算機教指委委員、陜西省計算機教育學(xué)會理事長。

深耕計算機領(lǐng)域教育科研45年，長期從事智能信息處理方向研究，成果突出。主持獲國家教學(xué)成果獎4項，帶領(lǐng)國家教學(xué)團隊，主持國家一流課程、全國高校黃大年式教師團隊、教育部首批虛擬教研室建設(shè)，教改成果進課堂，輻射帶動作用強；主持完成973前期預(yù)研、國家自然科學(xué)基金重點項目、國家級省級重點項目20余項，帶領(lǐng)團隊科技文化融合，結(jié)合國博、秦陵、秦腔實踐，為文化遺產(chǎn)數(shù)字化作出重要貢獻，獲國家科技獎及省部級科技獎18項。

從復(fù)原古人樣貌到修復(fù)破損文物

依托西北大學(xué)考古學(xué)科的資源，顱面身份認(rèn)證研究成果逐步應(yīng)用在古人面貌復(fù)原上。2005年，耿國華帶領(lǐng)團隊對實驗室百余件古人類頭骨及化石數(shù)據(jù)進行采集分析。他們使用手持式激光三維掃描儀對出土的人類顱骨進行掃描，從而獲取能夠準(zhǔn)確反映顱骨表面幾何形態(tài)的三維點云數(shù)據(jù)，經(jīng)后期封裝和虛擬拼接，就能完成顱骨三維建模，以此為基礎(chǔ)，還可以對該顱骨生前樣貌進行復(fù)原。

三維數(shù)字化技術(shù)幫助考古學(xué)家在計算機中保留了與真實文物完全一致的高精度三維虛擬實體，即使不接觸實體文物，也能做后期分析研究，三維打印技術(shù)還可以將研究數(shù)據(jù)成果直觀地呈現(xiàn)出來。團隊運用此項技術(shù)，已經(jīng)完成了千余年前唐李倕公主、秦男秦女真容等古人面貌復(fù)原，同時還應(yīng)用在萬余年前的古人類面貌復(fù)原上，并在醫(yī)學(xué)整容手術(shù)計劃系統(tǒng)得到實踐。

針對兵馬俑碎片量大匹配NP難問題，耿國華主持完成“文化遺產(chǎn)數(shù)字化生存中的表示與復(fù)原理論方法研究”973前期預(yù)研、“破損陶質(zhì)文物數(shù)字幾何虛擬復(fù)原方法研究”國科金重點項目。“我們研究數(shù)字幾何的復(fù)原新技術(shù)，通過掃描兵馬俑坑內(nèi)碎片，掌握碎片大小、形狀，形成數(shù)據(jù)庫，用智能模型的方法指導(dǎo)兵馬俑精準(zhǔn)修復(fù)。”耿國華說。創(chuàng)建數(shù)字幾何匹配計算優(yōu)化體系，提出的智能分類算法，降低候選集合，解決窮舉式拼接盲目性；提出虛擬匹配自底向上、自頂向下兩途徑算法，解決不完整斷裂區(qū)多碎片拼接，實現(xiàn)破損文物的虛擬修復(fù)。以數(shù)字幾何表示為基礎(chǔ)，研發(fā)的模型虛擬修復(fù)方法已在秦兵馬俑修復(fù)中應(yīng)用，虛擬修復(fù)方案指導(dǎo)實體復(fù)原，虛擬復(fù)原可替代實體復(fù)原。利用這一技術(shù)，團隊完成了泡釘俑、右驂馬等一批兵馬俑坑破損文物的虛擬修復(fù)，支持了兵馬俑數(shù)字化保護與實體保護并軌實施，引領(lǐng)文物修復(fù)技術(shù)革命。

做文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護的先行者

1997年，耿國華及團隊率先在國內(nèi)開展了文物數(shù)字化和文物虛擬修復(fù)相關(guān)技術(shù)研究。為了更好解決瓷器等文物高反光問題，團隊在1996年研制第一代點狀激光掃描儀的基礎(chǔ)上，升級研制了第二代復(fù)曝光真彩掃描儀。為適應(yīng)博物館文物原真建模的迫切需求，研發(fā)的第三代自動化智能掃描設(shè)備，將采集時間從數(shù)小時縮短至分鐘級，實現(xiàn)了智能掃描、協(xié)同工作、高精度和數(shù)據(jù)安全，該設(shè)備已在國家博物館展出應(yīng)用，為文物快速建模提供了重要利器。設(shè)備的每一步突破性創(chuàng)新，都結(jié)合了特定的需求，解決了現(xiàn)實中技術(shù)難題。

團隊研制掃描儀工作場面

針對遺址遺存大場景建模需求，團隊研究采用傾斜攝影和激光掃描雙模式對秦始皇帝陵博物院一號坑進行了大場景高精度三維建模，通過設(shè)備的優(yōu)勢互補不斷提升數(shù)據(jù)應(yīng)用范圍，獲取高精度圖像建立了數(shù)字化資源，通過勘測遺址空間完成秦陵保護區(qū)56平方公里三維建模，再現(xiàn)了秦陵地面歷史場景。實現(xiàn)兵馬俑一號坑第三次發(fā)掘數(shù)字化建模、兵馬俑K9901坑考古發(fā)掘數(shù)字化建模。

博物館數(shù)字化研究實踐為文化遺產(chǎn)的永久保存提供了新的方式，對民族文化傳承具有重要意義。2002年，耿國華團隊研發(fā)了中國大學(xué)數(shù)字博物館的考古數(shù)字博物館；2018年，團隊研發(fā)了“一帶一路”文物虛擬博物館；2019年，耿國華主持國家重點研發(fā)計劃——“智慧博物館”項目中的文物快速建模攻關(guān)，突破智慧博物館藏品原真采集建模關(guān)鍵技術(shù)。

向國家文物局領(lǐng)導(dǎo)展示研究成果

針對非遺數(shù)字化與共享瓶頸，耿國華帶領(lǐng)團隊研發(fā)利用全息影像、碗幕技術(shù)，突破穿戴設(shè)備對體驗分享的限制，研發(fā)了“智媒融合全息舞臺”新技術(shù)，實現(xiàn)裸眼看3D，共享立體視覺體驗，適應(yīng)了公眾文化沉浸式大眾展示的需求。團隊還通過移動劇場等形式在貧困山區(qū)進行文化推廣，建立了云平臺、5G云劇場、全息劇場、全視野展示、AR展示、手機終端等多種展示途徑，這些新成果引領(lǐng)了非遺傳播傳承的新途徑。

創(chuàng)新沒有學(xué)科的隔閡，進步往往來自技術(shù)的融匯。“文遺數(shù)字化的保護與應(yīng)用研究要頂天立地，這既是我們的目標(biāo)，也是我們工作的核心。”在耿國華的帶領(lǐng)下，西北大學(xué)文化遺產(chǎn)數(shù)字化國家地方工程中心取得了一系列國內(nèi)外領(lǐng)先的創(chuàng)新成果。中心成功研發(fā)了三維建模、智能管理、虛擬復(fù)原、智媒展演等多項關(guān)鍵技術(shù)，將技術(shù)創(chuàng)新與文遺保護的實際需求緊密結(jié)合，已在采集、管理、修復(fù)、展示等方面發(fā)揮了重要作用。

“21世紀(jì)初，三維技術(shù)屬于新興前沿，交叉研究相對缺乏支持，我們的起步就是全心投入，不求回報”，耿國華說。

從自掏腰包做項目，到文博單位積極支持，耿國華的研究方向逐漸被行業(yè)單位認(rèn)可大眾接受，這促使她更加堅定地走在文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護的道路上。

讓科研科普兩翼齊飛

科研是科普的源泉和基礎(chǔ)，科普是科研的延伸和補充，科研與科普相互促進，共同推動了創(chuàng)新發(fā)展。耿國華認(rèn)為文化遺產(chǎn)的數(shù)字化不僅是技術(shù)層面的復(fù)制，更是對文化遺產(chǎn)深層次價值的挖掘與再現(xiàn)。

耿國華十分重視文化遺產(chǎn)數(shù)字化的普及與推廣，在2018世界VR產(chǎn)業(yè)大會文遺數(shù)字化分論壇、歐亞會議文遺分論壇、在CCF計算之美會議與CCF文遺分論壇作文遺數(shù)字化保護的主題報告，推進領(lǐng)域交叉。在千余人杭州蕭山劇院做客“一席·演講”，從唐代公主相貌談起，講解了顱面復(fù)原技術(shù)的原理以及西北大學(xué)團隊的相關(guān)研究成果，網(wǎng)絡(luò)訪問量6萬余次；帶領(lǐng)團隊深入陜西、河南、青海、海南等地，與地方政府和文保單位攜手合作推動項目落地，不僅提升了當(dāng)?shù)匚幕z產(chǎn)的保護水平，也促進了公眾對數(shù)字化文化遺產(chǎn)保護的認(rèn)識和參與度。青少年科學(xué)科研科普活動身體力行，受邀參與專家進校園、高校科學(xué)營、走進博物館等活動，根據(jù)交叉創(chuàng)新成果，向青少年們作文遺數(shù)字化科普講座，展示移動劇場車、虛擬修復(fù)案例、全息多通道固定劇場、絲綢之路全息融合、數(shù)字人展播、戲曲展演等系統(tǒng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)的興趣。榮獲省科協(xié)2024年度科普人物。

她曾任教育部大學(xué)文科計算機教指委副主任11年，參與制訂了5版文科計算機教學(xué)基本要求，探討適合文科特點的教學(xué)方法。她兼任全國高等院校計算機基礎(chǔ)教育研究會副會長、教育部大學(xué)計算機教指委委員，特別作為陜西省計算機教育學(xué)會理事長，建設(shè)陜西計算機教育高地的使命責(zé)任讓她不敢有絲毫懈怠。作為中國大學(xué)生計算機設(shè)計大賽西北組委會主任，她和團隊承辦中國大學(xué)生計算機設(shè)計大賽兩屆國賽，組織十二屆西北地區(qū)賽，推動地區(qū)計算機基礎(chǔ)教育。教學(xué)、科研、社會工作日程總是滿滿。

她用“三命”說表達自己對事業(yè)的摯愛。“人一生有三命，性命、生命、使命，分別代表了生存、生活、責(zé)任。為使命投入精力，就有源于內(nèi)在的不竭動力。”

2020年中國計算機學(xué)會（CCF）頒獎典禮上，耿國華獲得杰出教育獎。頒獎詞這樣評價，“耿國華教授在推動我國文科計算機教育改革與發(fā)展中，對新理念的推廣與落實作出了突出貢獻，并在推進西部計算機教育改革中發(fā)揮了重要作用，成果突出，影響廣泛。”耿國華成為CCF杰出教育獎自2012年設(shè)立以來的首位女性獲獎?wù)摺?/p>

“見證了國家教育事業(yè)的輝煌成就，也見證了無數(shù)學(xué)子的成長與成功，是我作為一名教師的最大榮光！”耿國華如是說。

原文鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/Sm2N7bMiqTApCck_Ou9syg