ČVUT jako MIT? Lendl, Navrátilová, Jágr, Sáblíková, nebo absolvent FELu?

20. 7. 2015 | Redakce

Články - ČVUT jako MIT? Lendl, Navrátilová, Jágr, Sáblíková, nebo absolvent FELu?  

Rozhovor s doc. Ing. Danielem Sýkorou, Ph.D., ČVUT - FEL, katedra počítačové grafiky a interakce

ČVUT jako MIT? Lendl, Navrátilová, Jágr, Sáblíková, nebo absolvent FELu?

Z některých úhlů pohledu určitě ano, alespoň podle doc. Ing. Daniela Sýkory, Ph.D. z Fakulty elektrotechnické na Českém vysokém učením technickém v Praze, kde pracuje na Katedře počítačové grafiky a interakce. Dostupnost hardware ani software není pro výzkum v oboru počítačové grafiku omezením, "hlavní je hlava" a nadšení pro práci. Nakonec, i s takovou se dá prorazit do světa...

Hodně se řeší propojení akademické sféry nejen s výzkumem, ale i s praxí. Jak se k tomu stavíte na ČVUT? Jdete s kolegy tímto směrem? Jaké máte s tímto přístupem zkušenosti?

Pro nás jde v tomto ohledu o klíčovou záležitost, už od mých magisterských studií spolupracuji s průmyslem. Moje diplomová práce vzešla ze zadání České televize obarvit známý černobílý večerníček "O loupežníku Rumcajsovi". Podstatná část výzkum na naší katedře je inspirována potřebami průmyslu a bez této motivace si ani nedovedeme naši práci představit.

Spolupracujete se zahraničím, ať už v akademické, či komerční sféře? Existuje nějaký recept na úspěch?

Jednoduchý recept samozřejmě neexistuje. Ze začátku je zapotřebí bojovat. Člověk musí vymyslet něco opravdu zajímavého a svou práci publikovat. Teprve pak je naděje, že se dostane do povědomí jak u akademických, tak průmyslových expertů. Když je vaše práce opravdu výjimečná, stává se, že vás tito experti pozvou, abyste svůj algoritmus implementoval a předvedli v praxi. Pokud vše funguje, jak má, začne být vše jednodušší a dveře se vám otevírají samy.

Které oblasti IT, v nichž se pohybujete, považujete v současnosti a do budoucna za nejprogresivnější? Kde bude probíhat největší rozvoj, kudy se bude ubírat, a co to může přinést do IT a do praktického života?

Celé IT je velmi široká oblast. Z pohledu počítačové grafiky mají myslím největší potenciál mobilní zařízení. Další prudce se rozvíjející oblastí je virtuální realita. Před dvaceti lety tento pojem znamenala sci-fi, dnes už se ale díky pokročilým zobrazovacím technologiím stává opravdovou realitou, nejen pro hry, ale například i pro výtvarné umění.

Můžete uvést konkrétní příklad?

Jistě, zrovna u nás na katedře vznikl nástroj VRclay, který umožní sochat ve virtuální realitě. Sochař má naprostou volnost, pohybuje se v prostoru, jako by pracoval v realitě. Výhodou je, že nemá žádný fyzický materiál. Velmi jednoduše jej ale může ve virtuální realitě mazat nebo přidávat.

Dá se to například zjednodušeně přirovnat ke štětci v Corelu?

Ano, avšak v tomto případě může výtvarník pracovat, modelovat přímo ve 3D. Takový zážitek se nedá nijak popsat, to člověk musí zažít.

Když půjdeme dál, do reálného světa, dá se takový model vytisknout na 3D tiskárně?

Určitě, to je jedna z aplikací.

S výpočetní technikou úzce souvisí matematika. Jak se díváte na důležitost matematiky ve vzdělávání a při uplatnění ve výzkumu a v praxi? Co by podle vás bylo z pohledu technických oborů ideální probírat na ZŠ a SŠ?

Z mého pohledu je matematika úplný základ. Jsem přesvědčen, že hlavním problémem českého školství je, že se mechanicky učí nezáživné věci tak, aby byla paní učitelka spokojená a děti pak ani samy vlastně nechápou podstatu věci. Například moje dcera si velmi zamilovala Eulerův teorém. Ten vyjadřuje vtah mezi počtem ploch, hran a rohů trojrozměrného mnohostěnu. Jde o velmi jednoduchou formuli: V-E+F=2. Fakt, že si tento až "kouzelný" vzorec může dítě v praxi samo ověřit, jej začne motivovat k dalšímu zkoumání.

Návod je tedy myslím velmi jednoduchý. Cílem je spojit výklad matematiky s jejím praktickým použitím. Studenti by měli vidět, že to, co se učí, má nějakou zajímavou praktickou aplikaci. Tento postup bohužel ale často chybí, studenti se například učí matematickou analýzu semestr, dva, ale vůbec nechápou, k čemu by se dala použít. To se sice třeba dozvědí později, ale podstatný je ten moment, kdy se danou teorii právě učí, protože jen v tom případě si jim probíraná látka lépe vryje do paměti.

Jak se k takovému přístupu stavíte vy sám?

Když ve svém předmětu hovořím o nějakém teoretickém problému, ihned jej podpořím ukázkou praktického použití. Semestrální úlohy se snažím koncipovat tak, aby byly vizuálně atraktivní, aby měl student z výsledku své práce radost. Může například pracovat s reálnými daty, která máme k dispozici od výtvarníků. Pokud je opravdu dobrý mohu jej doporučit i na stáž v zahraničí, kde své teoretické znalosti využije k řešení praktických úloh.

Mohl byste popsat základní rozdíly mezi technickým vysokým školstvím v ČR, v západní Evropě a v USA?

Měl jsem možnost zblízka poznat studenty na Trinity College Dublin v Irsku. Rozdíl v úrovni znalostí hovoří pro české vysoké školství a je zejména způsoben rozdílnou obtížností výuky matematiky a programování. Hraje tu roli také fakt, že v zahraničí se vysoká škola studuje typicky znatelně kratší dobu než u nás (jen bakalářské studium). Zahraniční firmy raději přijmou mladé bakaláře, kterého si mohou vyškolit dle vlastních představ. U nás ještě stále přetrvává onen klasický inženýrský model pětiletého studia.

Mezi vaše známé úspěchy patří patentovaný algoritmus GridCut. O co ve skutečnosti jde a proč je tak důležitý?

GridCut je algoritmus, který dokáže vypočítat maximální tok v síti nebo také minimální řez v grafu. Jedná se o klasický problém z teoretické informatiky, který má velké uplatnění v praxi. Hledání maximálního tok v síti je totiž motorem většiny optimalizačních algoritmů, které pracují na diskrétní doméně. Náš algoritmus dokáže takové problémy řešit nejrychleji na světě, je třikrát až čtyřikrát rychlejší, než předchozí konkurenční postupy. Díky němu lze počítat i složitější optimalizační úlohy v rozumném čase.

Jakou byste tedy uvedl typickou úlohu pro algoritmus GridCut?

Typickou úlohou je například segmentace obrazu, tj., hledání kompaktních oblastí, který reprezentují nějaký objekt, třeba lidskou postavu. Cílem je nalézt optimální hranici, která tento objekt oddělí od pozadí. Takový problém lze formulovat jako diskrétní optimalizační úlohu, jež ve finále vede na hledání minimálního řezu v grafu.

Kterým směrem byste se rád v oblasti výzkumu ubíral nadále a proč?

Směr, který se svými studenty v současné době razím, je syntéza ruční kresby a to jak ve smyslu statického obrazu tak i v animaci. Cílem je vyvinout algoritmy, které umožní plně automaticky vytvořit obraz, jenž je k nerozeznání od ruční práce. Využíváme k tomu příklady reality. Necháme výtvarníka, aby nám předvedl, jak maluje, naučíme se jeho styl a přeneseme jej automaticky na úplně novou kresbu.

Pokud by se někdo chtěl věnovat vývoji v oblasti počítačové grafiky, kde by, kromě studia na ČVUT-FEL, měl začít? Kde lze získat základní přehled o algoritmech, programovacích technikách a úvod do problematiky?

K počítačové grafice jsem se dostal již na gymnáziu. Zajímal jsem se tehdy o tvorbu počítačových her, ale také o demoscénu, což je umělecký směr, jehož cílem je tvorba videí generovaných na počítači v reálném čase. Toto byla moje hlavní motivace, která mě nakonec přivedla ke studiu na ČVUT-FEL.

Které důvody považujete za hlavní, proč jít studovat právě na ČVUT-FEL? Jaké jsou vaše silné stránky a co můžete nabídnout "navíc"?

ČVUT-FEL má obrovskou výhodu v tom, že koncentruje špičky v oboru. Konkurenci má v tomto směru snad jen v MFF UK. Charisma těchto význačných odborníků většinou nadchne posluchače natolik, že i ze zdánlivě nezáživné výuky vytvoří neopakovatelný zážitek. Sledovat přednášky mistrů v oboru bylo i pro mě vždy velkým intelektuálním potěšením. Podobným stylem vítězí například prestižní vysoké školy v USA, jako je například MIT.

Spolupracujete i s komerčními subjekty ze zahraničí, můžete uvést se kterými?

V současné době úzce spolupracujeme s firmami Adobe (USA) a TVPaint Development (Francie). Předpokládá se, že z našich dílen "vypadnou" algoritmy, které by někdy v budoucnu mohly najít uplatnění v profesionálních nástrojích. Například v tomto roce vydala firma TVPaint Development nejnovější verzi svého softwaru TVPaint Animation 11, který obsahuje několik našich algoritmů, jenž výrazným způsobem usnadňují práci animátorům. Věříme, že napomohou k tomu, aby se klasický kreslený film dostal zpět do kin. Před časem jsem také spolupracoval s věhlasným studiem Walta Disneye na vývoji algoritmů pro dodání hloubky do ručně kreslených animací s cílem umožnit jejich trojrozměrné zobrazení. Například slavný Lví král byl takto znovu uveden ve 3D i v českých kinech.

Dříve byl hardware pro počítačovou grafiku běžnému smrtelníkovi téměř nedostupný, věnovaly se mu specializované firmy jako Silicon Graphics (SGI), Intergraph, Sun Microsystems, Digital Equipment (DEC) a další, které měly vlastní procesory, vlastní Unixy a vlastní grafické karty, tedy opět zásuvné počítače. Musíte mít něco speciálního, nebo vám stačí dnešní "běžná" technika?

Lze říci, že současný hardware již není úzkým hrdlem. Snad jediné, co by se dalo uvažovat, je rozlišení a množství dat, které se v animaci objevuje. Nicméně díky vysokým kapacitám pevných disků už ani to není velký problém. Je ale pravdou, že výtvarníci dokáží své potřeby vždy tak navyšovat, že zavaří i ty nejvýkonnější stroje. Například když si usmyslí, že budou pracovat v rozlišením 8K.

Využíváte při své práci Linux a technologie OpenSource? Pokud ano, jaké, a pokud ne, jaký k tomu máte důvod?

Z velké části používám OpenSource nástroje: kompilátor, grafický editor, textový editor nebo systém pro sazbu textu. S těmi trávím většinu času. Najdou se ale i případy, kdy musím sáhnout ke komerčním produktům.

Mají vaši studenti dobré uplatnění v praxi? Přímo v České republice nebo snad rovnou v zahraničí?

Naši studenti se typicky velmi dobře uplatňují v praxi. Nicméně v oboru počítačová grafika není u nás mnoho firem a tak většinou odcházejí do zahraničí, kde je o jejich znalosti velký zájem a typicky na ně čeká podstatně lepší finanční ohodnocení.

Není to ale na druhou stranu dobrá zpráva pro samotné studenty?

To určitě ano, i když bychom byli rádi, aby u nás pokračovali dál, například jako doktorandi, ale ne vždy se podaří je motivovat, zejména díky zmíněným finančním podmínkám.

Spolupracuje někdo s těchto "emigrantů" s vámi nadále?

Přímou intenzivní spolupráci nemáme, většinou se po odchodu odpojí neb je pohltí tamní prostředí. Nicméně vazby s nimi stále máme, víme o sobě, dělají nám dobré jméno a i na tomto základě s námi pak i velké firmy, jako například Adobe, nadále spolupracují.

Však ono se vám to v pozitivním slova smyslu vrátí, nebojte!

Ano, víme to...

Ptal se Kamil Pittner