赵沁平

赵沁平,男,教授,1948年4月生,山西省介休市人。1975年太原理工大学毕业,1978年入太原理工大学攻读硕士学位,1982年获工学硕士学位,1986年获南京大学工学博士学位,1987年至1988年在国防科技大学计算机系从事博士后研究。1982年进入北京航空航天大学计算机系任教。

赵沁平长期从事计算机科学技术研究,是我国最早从事虚拟现实技术研究的专家之一。他主持完成了多项重要的虚拟现实技术和工程项目,取得多项具有开创性和创新性成果,推动了虚拟现实技术在我国,特别是军事领域的开始应用和发展。以第一完成人获国家科技进步一等奖1项,二等奖2项,获省部级科技奖8项;获发明专利授权26项;发表学术论文162篇,出版专著2部。创建了我国第一个专门从事虚拟现实技术与系统研究的国家重点实验室。

一、研制建立了我国第一个分布式虚拟环境DVENET,推动了我国有关单位开始应用虚拟现实技术。

上世纪九十年代中期,分布式虚拟现实应用在我国还是空白,他提出在国内创建首个可用的分布式虚拟环境,并在自然环境和虚拟实体建模、分布式运行方面开展研究,提出普适化的面向人的多层次优化方法,并给出了多层天空模型、多层次光照表示和多层次运动表示与处理等;根据我国应用需求,扩充了DIS协议;提出了可保持分布式应用中事件一致性的算法。

在上述理论与技术研究基础上,他主持研制建立了我国第一个分布式虚拟环境DVENET,包括:广域计算机专用网、虚拟自然环境和虚拟实体、虚拟现实软件工具及军事仿真演练演示系统。该成果推动了我国有关单位,特别是军队开始应用虚拟现实技术,是我国早期有重要影响的虚拟现实系统,获2003年国家科技进步二等奖。

二、主持研制了分布交互仿真应用程序运行平台BH_RTI,有效解决了国外同类系统支持规模不足的问题,在一些单位取代了国外同类软件。

RTI是支撑分布式虚拟现实应用的基础平台,他针对我国可获得的国外RTI支持规模小(一百多盟员)、不实用的问题开展研究,提出了基于兴趣层次的数据分发和RTI拥塞控制方法,较好地解决了RTI的拥塞问题;提出一种动态组播地址分配方法,提高了组播地址的利用率。

在上述研究的基础上,他主持研制了分布交互仿真应用程序运行平台BH_RTI,有效提高了系统的支持规模。成果鉴定测试专家测试,BH_RTI可支持盟员达5千个,对象近5万个,比可获得的国外同类软件高1-2个数量级。BH RTI开放供下载使用,目前各类用户有300余个,在我国一些单位取代了国外同类软件。获2006年国家科技进步二等奖。

三、提出并主持研制了第一个贯通建模、布景和绘制全过程的大型图形基础软件系统天绘,使我国图形支撑技术取得重大进步。

实时三维图形平台是开发虚拟现实、动漫游戏等计算机涉图应用系统所必不可少的基础软件系统,是计算机领域继操作系统、数据库之后又一大型通用基础软件系统。他根据我国,特别是军队的迫切需求,主持研制了实时三维图形平台天绘,有如下主要创新:

1、一般图形平台只是绘制引擎,天绘则集成贯通了建模工具、布景工具和绘制引擎,这有利于三者的紧密衔接与优化,既方便了用户,又提高了绘制效率,是成功的集成创新。

2、天绘以数据为核心,内核小型化,绘制方法可自适应载入,使得系统具有良好的扩展机制,支持引擎功能、对象行为、绘制能力和输入资源的扩展,覆盖了图形软件的全部扩展需求。

3、重点围绕大规模图形绘制的实时性和逼真性进行理论和技术创新,在软件体系结构、高精度建模、模型管理与优化、实时处理、逼真绘制等五个方面取得重要技术创新。国信中心软件评测中心测试,绘制效率比可获得的国外同类系统提高2-50倍,且内存占用率最低。

天绘已由总装备部装备至我军有关重点实验室,纳入军事仿真软件国产化支持计划,并进入政府采购国产软件名录。系统开放提供免费下载使用,目前各类用户千余个。基于天绘开发的应用系统为北京奥运会开幕式、60周年国庆阅兵、军事指挥模拟训练等做出了突出贡献,使我国图形支撑技术取得重大进步。获2010年国家科技进步一等奖。

四、坚持推动虚拟现实技术应用,组织开发了若干国内具有开创性和有重要影响的虚拟现实应用系统,产生了重大社会效益、军事效益和良好的经济效益。

十多年来,他坚持推动其技术和系统成果的工程应用,与应用单位合作开发了20余个应用系统,在重大军事和民事活动中得到应用,典型的有:

1、北京奥运会开幕式创意仿真与流程监控系统

天绘用于奥运会开幕式节目创意方案的遴选,对众多创意方案进行了模拟仿真,实现了梦幻五环等创意的逼真表现,为总导演组进行节目方案优化决策提供了先进的仿真平台,并对开幕式的演出流程和应急预案进行了仿真,为最终的演出提供了精确的虚实对照指挥监控系统,为奥运会开幕式做出了重要贡献。

2、建国60周年国庆阅兵方案三维推演和决策系统

重点解决了大规模人群运动的建模与逼真显示、现场环境特效表现等问题,实现了对阅兵方案和应急预案的全程模拟仿真。该系统多次通过逼真展示推演、即时修改编排方式,辅助阅兵总指挥部对阅兵方案和应急处置预案进行论证、优化和决策,为60周年国庆阅兵做出了重要贡献。

3、“陆军合成部队***战术指挥模拟训练系统”

基于天绘开发的战术指挥模拟训练系统,填补了陆军部队多级指挥员战术模拟训练手段的空白,已有数十个装甲师旅依托该系统完成了数十场模拟训练,并研究论证了边境封控作战方案,实现了多场军事演习、指挥员多样化军事能力集训等重大军事活动,取得了显著的军事和经济效益,对我军军事训练方式转变产生了巨大推动作用。该系统获2009年军队科技进步一等奖。

他提出并于2011年主持承担了国家自然科学基金重大项目“人体器官的数字化建模与虚拟手术研究”,拟在建立人体器官的几何、物理和生理模型基础上构建虚拟手术平台。在国内开辟了新的虚拟现实技术研究与应用领域。

他在人才培养方面也做出了成绩,二十多年来培养博士42名,硕士63名。

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