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2018年04月13日 星期五

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从江南水乡到“清华”讲堂,无锡才女默默耕耘培育高层次人才

张慧:致力于国产CAD技术走向国际

□本报记者 顾庆赟



  四月初的清华校园静谧清幽,沐浴着春天的柔美,草木开始返青,初绿的笔墨书写着一年最好的开始。
  得知记者要来采访,清华大学软件学院副教授、副院长张慧早早来到了自己四楼的办公室。张慧是土生土长的无锡人,也是无锡一中毕业的高材生,交谈之时,偶尔还夹杂着一两句标准的无锡话。除了工作日教学之外,周六周日她还要抽出一定的时间搞科研,“真正属于自己的时间很少,对我们而言,寒暑假基本也在实验室里度过,从事一些国家项目的研究。”张慧说,离家越远,越是思乡心切。

  江南水土,涵养读书种子

  张慧1974年出生在无锡水车湾,在那里生活了一段时间后,又迁往夹城里居住,父母和弟弟现在仍然还生活在梁溪区。据张慧说,在水车湾老宅的那段童年岁月给她留下的印象最为深刻,虽然在当时的历史条件下,自家和周围邻居的住房条件远不如现在,但是“邻里情”很是浓郁,乡里乡亲每天都会串串门,扯扯家常,她现在还能依稀回忆起些许童年伙伴的名字。
  张慧的姑父是老一代的大学生,早年同样住在水车湾,“在上世纪七八十年代,那个时候家里要出了个名牌大学的学生,是一件比较了不起的事情。”为此,张慧的父母很自然地将其姑父树立为女儿学习的目标、奋斗的榜样,从小教育她要向姑父看齐,做个有文化有知识的人。事实上,张慧也是这么做的,刚读小学的她就去办了张图书馆借书证,从此做上了“书虫”。后来,人民路上的新华书店成为她课外经常驻足的地方,父母对她读书、买书非常支持,这些课外读物对她的成长起到很大的促进作用。
  “父母亲对我没有特别严格的要求,也很少检查我的功课,只让我记住一句话:好好读书。”张慧说,父母都是国有企业员工,平时在子女教育上操心不多,主要还是靠自觉。在通德桥小学毕业后,张慧顺利考上了无锡市第一中学,就这样,一直从初一读到了高三。
  从初中到高中,6年的学习生涯,为张慧的人生打下了坚实的文化基础。“无锡一中有很多名师,哪怕是很年轻的教师,有的甚至刚出校门,教学水平也挺高,教学理念在当时也很先进。”张慧记得,从初一开始,英语老师王龙就教他们学习《新概念英语》,“这套教材与当时的英语课本截然不同,特别有助于英语听力和口语的提升,对英文素养的养成很有帮助。”
  升入高中以后,一中给学生自主学习的时间更多了,“当时没有现在铺天盖地的校外补习班,大家学习都靠自觉,学习的自主性一点也不输给现在的高中生。”张慧自谦地说,自己的成绩在当时不是很拔尖,但也没让老师多操心。

  求学路上,一头扎进计算机科学的海洋

  在张慧读高中那会儿,无锡一中就有计算机机房了,虽然当时学习的课程比较浅显,上课时间也很短,但是张慧也算得上是当时较早接触到计算机的“新生代”。“那会觉得电脑这个东西没见过,十分有趣。”几节课下来,小小的球形显示屏,仿佛把她引向了另一个精彩的世界。
  “从我高中那时起,也是我国计算机应用开始起步并逐渐普及的阶段。”高考填报志愿,虽然对这个专业还不算非常了解,但被激发起兴趣的张慧还是果断选择了计算机学科,“填报志愿后,心情还是十分忐忑的,当时清华大学计算机科学与技术系是一个高分专业,不一定会录取。”结果却是出乎意料的顺利,1992年毕业那年,张慧与无锡一中其他7名同学一道考进了清华大学。
  进入清华后,张慧发现计算机科学并不是想象中的那么“简单有趣”,她坦言,自己和同班同学差距很大。“省级高中物理竞赛、信息竞赛‘牛人’在自己班上比比皆是,相比自己显得有些‘小白’。”张慧所在的班专业方向是计算机辅助几何设计、计算机图形学,据她说,她的导师、中国工程院院士孙家广教授是国内最早从事CAD 软件研发的,在甩图板工程研发中作出了极大贡献,由他牵头完成的具有自主知识版权的高华 CAD 软件打破了美国AutoCAD在中国市场的垄断地位,使得当时AutoCAD在中国的售价大大下降,这给初入计算机图形学领域的张慧带来了很大的震撼。
  从清华学士一路念到清华博士,在学业上,张慧一步步达到了计算机图形学领域的顶端。2001年,为适应我国经济结构战略性调整的要求和软件产业发展对人才的迫切需要,实现我国软件人才培养的跨越式发展,教育部、国家计委联合发文,在35所高校成立示范性软件学院,清华大学位列其中。面对软件产业的发展机遇和软件人才培养的新局面,张慧选择了留校任教,培养更多的计算机软件人才。

  从“跟跑”到“并跑”,国产CAD软件技术研发任重而道远

  21世纪的一个重大变革就是全球市场的统一,它使产品更新升级加快,市场竞争更趋激烈。在这种背景下,CAD技术得到迅速普及和快速发展。作为首批全国示范性软件学院之一,张慧所在的清华大学软件学院一直专注于工业软件领域,在国家工信部推出的“中国制造2025”战略中,负责工业软件领域的操作系统和工业软件研发工作,许多科研成果得到了国内外的认可。
  “我们的工作说白了就是为设计师提供工具,就是做有人用、集成度高、价格优惠的软件产品。”面对当下激烈的软件市场竞争,张慧也道出了隐忧,我国在三维CAD设计软件上发展步伐还不是很快,相反,国外软件在市场上占据了主流地位。“我们国家的三维CAD技术发展起步晚,研发投入上无论是资金还是人员都远低于国外先进水平,使得很长一段时间,国内市场被外来CAD巨头所垄断,留给国产软件厂商的发展空间十分狭窄。”
  由于国产三维CAD内核的功能和性能跟国外三维CAD内核相比还有不小的差距,很多优秀的专业软件厂商都是基于国外CAD平台来进行二次开发,不少大中型企事业单位也选择直接购买国外的三维CAD软件。“作为精密机械、智能制造的前端设计,使用国外软件,不仅在安全上存在风险,价格也十分昂贵,动辄需要成千上百万元,每次升级,还要另收费。”张慧透露,国外巨无霸CAD软件虽然通用,但实际上很多功能并不是所有用户都需要的,另一方面,不同企业的很多个性化需求又是这些通用软件所不具备的,而一旦需要定制,国内企业又很难承受高昂的软件开发和服务费,所以很多时候,这些国外的知名软件并不真的“好用”。
  张慧坦言,加快发展三维CAD核心技术,提升软件的专业化程度和个性化服务能力,既是国产软件自身发展的现实需求,又是企业智能升级对软件产业提出的客观要求。“在信息革命的当下,国产CAD软件技术要想更多地展现自己的身影,必须有自主的知识产权、针对行业甚至企业的个性化开发,加上‘美丽’的价格、周到的服务,国产软件才能慢慢为市场所接受。”

  期待“清华”与无锡更多牵手

  清华大学与无锡很有缘分,国家超级计算(无锡)中心就是由清华大学团队研发的,张慧觉得,很多的应用都可以放到超算上去“跑”,包括用CAD设计出的产品也能放到超算上去做模拟仿真,“再比如,图形的真实感渲染、数据的可视化也需要进行大量的运算,在这些方面超算的优势显而易见。”张慧认为,目前“超算”的应用还普遍集中于比较专业的高精尖研究领域,如地学、海洋科学、气候模拟、航天航空、生物医药,她希望超算资源能够更多地走向市场,为无锡当前大力发展的物联网、动漫企业所用,使超算与地方产业更好地融合在一起。
  “无锡的产业发展史是中国工业史的重要组成部分,传统制造业比例高,加快转型升级、向中高端水平迈进是当务之急。”张慧说,超级计算是一种共性的应用技术,广泛用于装备制造、生物医药、能源开发、天气气候等高科技领域,与无锡产业转型发展的契合度高,可极大地促进制造业设计、生物医药与节能环保领域的分析测试等技术变革,缩短产品开发周期、降低企业研发成本,加速产业高端升级。但由于超算的使用门槛较高,这也对地方企业的信息化水平提出了新的要求。
  “纵观这两年发展较快的城市,无一例外都离不开‘信息’二字。你看杭州这两年发展势头这么迅猛,阿里巴巴的带动效应起到了很大的作用。”张慧认为,信息技术产业是新一轮经济增长点,但无论是发展何种产业,人才首先是第一位的,加强高等院校的学科建设是当务之急,尤其是在信息产业方面,要重点加大投入力度,以人才做支撑,产业发展才更有底气。
  除了本地高校留下一部分人,如何吸引更多的人才扎根无锡呢?“据我所知,无锡是较早做‘人才计划’的城市之一,建立覆盖从金字塔尖到塔基的全方位人才政策体系也很有必要。”张慧建议,无锡还是要静下心来分析适合发展哪些产业,特别要和苏州、上海形成错位,慢慢地打造成具有鲜明特色的产业高地。未来,她期待母校“清华”能与无锡开拓更多的产学研合作项目。
  【人物介绍】张慧 无锡一中校友、清华大学软件学院副教授、副院长。1997年于清华大学计算机科学与技术系获工学学士学位,2003年于清华大学计算机科学与技术系获工学博士学位。主要研究方向为计算机辅助几何设计、计算机图形学,在CVPR、CGF、CAD等国际顶尖学术会议和期刊上发表论文80余篇,主持和参与多项国家973课题、自然科学基金项目、863课题、科技支撑计划课题等,相关成果在航天、电气、机械制造等领域得到应用。2006年获教育部自然科学奖一等奖,2013年获第七届北京市高等教育教学成果一等奖。
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