學(xué)人小傳

耿國華，女,，1978年畢業(yè)于西北大學(xué)并留校任教,，西北大學(xué)二級教授、博士生導(dǎo)師,，長期從事智能信息處理,、模式識別等領(lǐng)域的創(chuàng)新性研究。被評為國家級教學(xué)名師、全國優(yōu)秀科技工作者,，享受國務(wù)院政府特殊津貼?，F(xiàn)任西北大學(xué)文化遺產(chǎn)數(shù)字化國家地方聯(lián)合工程中心主任、全國高等院校計算機(jī)基礎(chǔ)教育研究會副會長,、教育部大學(xué)計算機(jī)教指委委員,、陜西省計算機(jī)教育學(xué)會理事長、陜西省計算機(jī)學(xué)會副理事長,。主持了973前期預(yù)研,、國家自然科學(xué)基金重點項目、省級重點項目10余項,，獲國家科技獎1項,、省部級科技獎18項；獲國家教學(xué)成果獎4項,，主編教材20余部（其中國家規(guī)劃教材,、教育部精品教材、省優(yōu)秀教材10余部）,，主持4個首批國家級課程（精品課、資源共享課,、在線開放課,、混合式課）。

“耿國華教授在推動我國文科計算機(jī)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(xiàn),，并在推進(jìn)西部計算機(jī)教育改革中發(fā)揮了重要作用，成果突出,，影響廣泛,。”

這是今年初中國計算機(jī)學(xué)會（CCF）頒獎典禮上,，CCF給予杰出教育獎獲得者——西北大學(xué)文化遺產(chǎn)數(shù)字化國家地方聯(lián)合工程中心主任,、信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授耿國華的頒獎詞。CCF是我國計算機(jī)領(lǐng)域的頂級學(xué)術(shù)團(tuán)體,，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>

耿國華長期從事智能信息處理,、模式識別等領(lǐng)域的創(chuàng)新性研究。參加工作40余年來,，她努力促進(jìn)計算機(jī)技術(shù)與文化,、藝術(shù)的深度融合，在兵馬俑虛擬修復(fù),、顱面虛擬復(fù)原,、VR秦腔等領(lǐng)域取得了豐碩成果，并培養(yǎng)了一大批專業(yè)人才。

數(shù)字化建?！靶迯?fù)”兵馬俑

兵馬俑是人類古代精神文明的瑰寶,，也是陜西的一張名片。除完整出土的兵馬俑以外,，還有數(shù)以萬計的碎片,，破損嚴(yán)重且拼接難度大。最大程度保護(hù)和修復(fù)這些珍貴的歷史文物,，讓其重見天日,，矗立在世人面前，成為考古專家和科技工作者共同的目標(biāo),。

文物修復(fù)長期以來一直采用人工辨別,、手工拼接的傳統(tǒng)方法。但這種傳統(tǒng)方法修復(fù)周期長,、拼接效率低,，萬一拼接出現(xiàn)誤差，易對文物造成二次傷害,。

能否用計算機(jī)技術(shù)輔助解決修復(fù)問題,，讓科技助力文化傳承？從1997年開始,，耿國華和她的團(tuán)隊率先在國內(nèi)開展了陶質(zhì)文物數(shù)字化和文物虛擬修復(fù)相關(guān)技術(shù)研究,。“我們基于數(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,，利用數(shù)字化技術(shù)精準(zhǔn)建模，指導(dǎo)兵馬俑修復(fù),，提高效率,。”耿國華說,。

針對兵馬俑的損壞程度,，耿國華提出了虛擬復(fù)原的兩種途徑：損壞較嚴(yán)重的文物，自底向上修復(fù),，由小到大完成不完整斷裂區(qū)多碎片拼接,；損壞較輕的文物，自頂向下修復(fù),，由目標(biāo)出發(fā)補(bǔ)缺,，進(jìn)行拼接匹配,。

利用這一虛擬復(fù)原技術(shù)，耿國華團(tuán)隊先后完成了泡釘俑,、右驂馬等一批兵馬俑出土文物的修復(fù),。“我們將復(fù)原方案和步驟在電腦端完整呈現(xiàn),，指導(dǎo)實體復(fù)原,，避免手工試拼接的二次破壞。還有一批文物碎片并未實體修復(fù),，但通過數(shù)字化拼接復(fù)原再現(xiàn),，已顯示其承載著珍貴文物的文化傳承價值?！惫A說,。同時，針對受物理局限看不到實物或進(jìn)入現(xiàn)場后易損傷文物等情況,，也可通過場景型虛擬建模解決,，打破物理局限，精準(zhǔn)展示,，指導(dǎo)修復(fù),。

2009年，耿國華的數(shù)字化保護(hù)研究成果被正式列入考古修復(fù)工作規(guī)程中,，和傳統(tǒng)保護(hù)方式并軌實施,，得到行業(yè)高度認(rèn)可?！俺吮R俑,，數(shù)字化復(fù)原技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在大明宮遺址等珍貴文化遺產(chǎn)的保護(hù)上,，通過全過程數(shù)字化服務(wù),，再現(xiàn)歷史、傳承文化,，意義重大,。”耿國華說,。

顱面復(fù)原還原唐代公主“真容”

21世紀(jì)初,，唐李倕公主墓在西安被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時棺材早已腐朽,，雖然李倕公主的尸骨尚存,，但整個下頜部分已經(jīng)缺失。據(jù)墓志銘記載,，李倕在開元二十四年（公元736年）病逝,，時年25歲，至今已有1200多年。

為完整再現(xiàn)李倕公主容貌,，耿國華決定使用計算機(jī)顱面復(fù)原技術(shù)讓公主“重生”,。“我們先對李倕顱骨進(jìn)行CT掃描,、完成顱骨數(shù)字化信息采集,，再用計算機(jī)系統(tǒng)將缺損下巴修補(bǔ)，通過軟件重構(gòu)出公主的三維顱骨,，最后,，通過查閱顱面數(shù)據(jù)庫，取出20到25歲年齡段的女性顱面數(shù)據(jù)均值,，形成李倕的軟組織厚度,，建立顱面完整三維模型?！惫A說,。

“由于顱骨只能決定眼眶的大小，無法得知李倕公主是單眼皮還是雙眼皮,，我們在復(fù)原時選擇讓公主閉著眼睛,，這樣‘形’‘態(tài)’兼具，同時給人以想象的空間,?！惫A告訴記者。

目前,，耿國華團(tuán)隊已經(jīng)建立了世界上最大的蒙古人種顱面數(shù)據(jù)庫,。“千人千面,，我們征集了3000余名不同年齡,、不同性別的志愿者進(jìn)行顱面CT掃描，建成了這個數(shù)量多,、類型全,、精度高的數(shù)據(jù)庫，為計算機(jī)顱面復(fù)原技術(shù)的應(yīng)用提供了有力支撐,?！惫A說。

除了李倕公主,，耿國華團(tuán)隊還實現(xiàn)了秦代,、漢代、唐代等近百名古人的面貌復(fù)原,，并將計算機(jī)顱面復(fù)原技術(shù)應(yīng)用在了刑偵,、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,。目前，耿國華團(tuán)隊的顱面復(fù)原技術(shù)研究和應(yīng)用已處于國際領(lǐng)先水平,，出版了顱面形態(tài)信息學(xué)領(lǐng)域國際上第一本專著,，還將計算機(jī)顱面復(fù)原技術(shù)寫進(jìn)了國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，與公安部物證鑒定中心聯(lián)合制定的《法庭科學(xué)顱面復(fù)原技術(shù)規(guī)范》已于2014年頒布實施,。

享受教研相長的快樂

除了科研,，耿國華對教書育人十分重視，作為國家級教學(xué)名師,，她一直堅守在教學(xué)一線,。

據(jù)統(tǒng)計，從事計算機(jī)教育40余年來,，耿國華培養(yǎng)碩士,、博士近200人。以她主講的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》為例,，目前課堂教學(xué)學(xué)生逾5000人,。近年來，耿國華還運用MOOC（大規(guī)模開放在線課程）,、SPOC（小規(guī)模限制性在線課程）教學(xué)模式延展講臺,，受眾超12萬人次。

耿國華參與制訂了5版文科計算機(jī)教學(xué)基本要求,，探討適合文科特點的教學(xué)方法,；主講的《文科計算機(jī)基礎(chǔ)》獲選首批國家精品課程；推動西北地區(qū)10余所高等院校計算機(jī)專業(yè)系統(tǒng)能力試點工作,，組織承辦大學(xué)生計算機(jī)設(shè)計大賽西北地區(qū)賽,，推進(jìn)西部計算機(jī)教育改革。

“錢偉長有句名言,，‘不上課就不是老師,，不搞科研就不是好老師’，高校教師培養(yǎng)的是高端人才,，沒有科研支撐無法引領(lǐng)前沿,。教學(xué)和科研兩手都要硬,，這是教師的責(zé)任和要求,。”耿國華如是說,。

對于未來的規(guī)劃,，耿國華表示，“育一流人才,，出一流成果,，這既是高校教學(xué),、科研工作的特色魅力，也是我的目標(biāo),。下一步,，我將和團(tuán)隊成員繼續(xù)努力，把計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用在考古發(fā)掘,、博物館展示,、文學(xué)藝術(shù)VR展演等領(lǐng)域，并用這些成果‘反哺’教學(xué)工作,，為國家培養(yǎng)一批計算機(jī)領(lǐng)域的高質(zhì)量人才,，享受教研相長的快樂?！?/p>

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