上世紀(jì)70年代,，她是西北大學(xué)首批計算機專業(yè)的本科畢業(yè)生,；上世紀(jì)80年代，她率先開設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程,；上世紀(jì)90年代,，她將信息技術(shù)與顱面復(fù)原相結(jié)合，建立了世界最大的顱面數(shù)據(jù)庫,；進入新世紀(jì),，她投身文化遺產(chǎn)數(shù)字化的保護與應(yīng)用研究，引領(lǐng)文物掃描和修復(fù)的技術(shù)革命……

如今,，69歲的耿國華依舊帶著她那“拼命三郎”的作風(fēng),，活躍在科研教學(xué)一線?！跋乱徊?，我和團隊老師們要繼續(xù)研發(fā)推進文遺數(shù)字化保護的建模、管理,、修復(fù)、復(fù)原,、智媒五大創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用,，并用這些成果‘反哺’教學(xué)，為國家培養(yǎng)一批計算機領(lǐng)域的復(fù)合型高質(zhì)量人才,?！蔽鞅贝髮W(xué)教授耿國華說。

站在教學(xué)一線,，“戰(zhàn)”在科技前沿,，是她始終保持好狀態(tài)的“獨家秘訣”。

結(jié)緣計算機學(xué)科

1959年,，4歲的耿國華隨父母“支援大西北”,，從北京來到陜西。1975年,，耿國華考入西北大學(xué)數(shù)學(xué)系,，她成為數(shù)學(xué)系第一批計算機專業(yè)的畢業(yè)生,。伴隨著“向科學(xué)進軍”的號召，耿國華留校任教,。

“我的大學(xué)階段入學(xué)時是數(shù)字控制專業(yè),，畢業(yè)是計算機專業(yè)。其實我的底子差,，是數(shù)學(xué)系那些勇于創(chuàng)新的前輩老師們給我們打下了惠用一生的數(shù)學(xué)功底和計算機理論方法基礎(chǔ),。還記得1977年冬天，我們第一次為CK720機做成了編譯系統(tǒng)詞語法分析器,。那是我第一次成功完成計算機底層開發(fā),，也是我作為‘程序員’的底氣，那會兒雖然滿手凍瘡,，但是我們滿是熱情,。”回憶上大學(xué)時的場景,，耿國華滿是感慨,，“是西北大學(xué)培養(yǎng)了我、成就了我,?！?/p>

二十多歲當(dāng)上大學(xué)老師，耿國華一邊學(xué)習(xí),，一邊授課,。1982年，耿國華受西北大學(xué)公派,，到清華大學(xué)跟隨唐澤圣,、嚴(yán)蔚敏等教授研學(xué)，一年后,，她便在西大主講數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程,，西大也成為了國內(nèi)早期開設(shè)該課程的學(xué)校之一。堅守四十年,，她主持的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程繼2006年獲得國家精品課程之后,，獲得四個首批國字號課程，先后于2012年獲國家首批精品資源共享課,、2017年獲國家首批優(yōu)質(zhì)在線開放課,、2020年獲國家首批混合式一流課，2022年主持教育部首批虛擬教研室,。

“我的教師生涯趕上了改革開放尊師重教的好年華,，見證了國家教育事業(yè)的巨大變化。這很幸運?！惫A說,。

數(shù)據(jù)處理研究、數(shù)據(jù)庫,、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),、算法分析是耿國華的專長。1991年,，耿國華提出了對二叉排序經(jīng)典方法的改進方案,，在西北大學(xué)學(xué)報發(fā)表了她的第一篇學(xué)術(shù)論文《三叉堆與三叉堆排序算法》，給出了三叉堆排序算法的創(chuàng)新分析,。

計算機屬工科類,，耿國華認(rèn)為，理論研究與技術(shù)研發(fā)同樣重要,。

上世紀(jì)80年代末,，在卞雷老師的帶領(lǐng)下，耿國華基于微機FAXbase,，率先開發(fā)了國內(nèi)中小型城市機動車駕駛員檔案管理系統(tǒng),，在交通信息管理上開拓創(chuàng)新，并作為第二完成人榮獲1995年省級科技進步獎,。

隨后,，耿國華沉淀凝練、著眼應(yīng)用,，帶領(lǐng)著西北大學(xué)信息技術(shù)研究走向智能信息處理方向,。

攻克“冷門”：建立國人顱面數(shù)據(jù)庫

上世紀(jì)90年代，計算機圖形界面技術(shù)初步發(fā)展,。耿國華敏銳地將信息技術(shù)與顱面復(fù)原相結(jié)合,，率先進入這一“冷門”。1995年,，耿國華和丈夫周明全教授與公安部合作,，承擔(dān)了國家“九五”攻關(guān)項目，基于CT獲取現(xiàn)代人顱面軟組織數(shù)據(jù),，探索用計算機輔助顱骨面貌復(fù)原的技術(shù)。

耿國華教授（左一）帶領(lǐng)團隊成員作修復(fù)破損文物數(shù)據(jù)采集,。圖片均由西北大學(xué)提供

“過去,，顱面復(fù)原是用針扎在尸體樣本上，獲取顱面的軟組織厚度,，再通過泥塑得到復(fù)原面貌,，一般需要專家根據(jù)經(jīng)驗制作完成。”耿國華介紹,，“通過我們的技術(shù),，先利用CT等設(shè)備獲取現(xiàn)代人顱面數(shù)據(jù)，再基于數(shù)據(jù)庫來復(fù)原顱骨面貌,，正是將小樣本下專家經(jīng)驗變成為大樣本支持的自動復(fù)原系統(tǒng),，所以更加科學(xué)準(zhǔn)確?！?/p>

“我們的研究與多領(lǐng)域應(yīng)用結(jié)合形成了基于顱骨的面貌復(fù)原工程,、身份認(rèn)證工程、數(shù)字化頭顱修復(fù)工程,，是當(dāng)時計算機應(yīng)用的新技術(shù),。”耿國華團隊成員李康介紹,。顱面虛擬復(fù)原新技術(shù)的應(yīng)用,，實現(xiàn)了從手繪到建模、從無到有的跨越,。

20余年來,，該技術(shù)在公安部物證鑒定中心被長期使用，在公安部門68例無身源顱骨面貌復(fù)原得以成功應(yīng)用,。顱面復(fù)原采集樣本涉及隱私,，初期設(shè)備輻射大，樣本征集十分困難,?！拔覀冏约鹤鲋驹刚撸胰伺笥褞椭?，組織學(xué)生同事投入,，先后征集到不同年齡、不同性別的志愿者進行顱面CT掃描,，建立了3406人的國人顱面庫,，數(shù)量多、精度高,，截至目前,，是世界上最大的顱面庫?！薄澳菚r的研究還不被認(rèn)可,，耿老師帶著我們經(jīng)常熬到深夜，都記不清多少次因為錯過門禁而被鎖在科研樓里”,。團隊成員劉曉寧,、王小鳳回憶,。

“十五”期間，耿國華和團隊又拓展研究了照片和顱骨配準(zhǔn)的顱像重合技術(shù),，“十一五”期間,，依托國家自然科學(xué)基金重點構(gòu)建顱面形態(tài)信息學(xué)研究體系，耿國華團隊參與制定公安部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),，相關(guān)成果改變了傳統(tǒng)顱面形態(tài)學(xué)研究模式,，形成了公安、考古,、醫(yī)學(xué)的領(lǐng)域應(yīng)用,。

拓展應(yīng)用：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?！拔覀冄芯繑?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),?！惫A說。創(chuàng)建了數(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。

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),。

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,。

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,，先后獲國家科技獎及省部級科技獎18項,。

四十五年如一日站好講臺

耿國華四十五年耕耘在教研一線，源自對教育事業(yè)執(zhí)著熱愛與做好老師的初心擔(dān)當(dāng),。她始終如一地用心,、用情、用愛育人,，在教學(xué)中貫穿課程思政,，挖掘?qū)W科范例、身邊示例,、歸納論理,，講清學(xué)業(yè)專業(yè)職業(yè)的三業(yè)關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生明確使命擔(dān)當(dāng),，攻堅克難,，掌握本領(lǐng),；悟人才培養(yǎng)“技、術(shù),、器,、道”四層次目標(biāo)，結(jié)合公誠勤樸校訓(xùn),，激勵學(xué)生立志成才，爭做有道之士,，為社會作貢獻(xiàn),。

育一流人才，出一流成果,，立足西部培養(yǎng)高層次信息人才,，耿國華培養(yǎng)了博士生25人、碩士生150余人,，培養(yǎng)學(xué)生中3人成為省級名師,，多人已成為信息學(xué)院院長、企業(yè)總工,、部門領(lǐng)導(dǎo),、業(yè)界精英。

四十五年來,，她每天工作都超負(fù)荷,。即使再忙，堅持給學(xué)生上課也是她雷打不動的原則,。

多年來,，耿國華帶領(lǐng)教學(xué)團隊獲4項國家教學(xué)成果獎，在她主持6門次國家級課程中含有4類國家首批課程（精品課,、精品資源共享課,、優(yōu)質(zhì)在線開放課、混合式一流課）,，主講的《文科計算機基礎(chǔ)》獲選2003年首批國家精品課程……,。

“一個好的學(xué)科，必須要做好傳幫帶,?！惫A十分注重助力青年教師成長，已連續(xù)3年扶持團隊年輕人爭取文遺數(shù)字化保護的國家級重大項目,；主持的智能信息處理團隊還獲得全國婦聯(lián)三八紅旗集體,、全國總工會的巾幗建功示范崗。

耿國華十分重視文化遺產(chǎn)數(shù)字化的普及與推廣,，近年來受邀參與專家進校園,、高?？茖W(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,。

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，榮獲省科協(xié)2024年度科普人物,。

她用“三命”說表達(dá)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?！?/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,。

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