程德文：一路追光

杜月嬌

伴隨著下一代智能計算平臺的來臨，增強現(xiàn)實（AR）作為一項影響未來的技術(shù)也備受大眾矚目。雖然目前出現(xiàn)的AR可穿戴設(shè)備為大眾帶來了全新的體驗，但是這項潛力無限的技術(shù)還未真正成熟，未來它將進化成什么樣子著實令人期待。有人預(yù)測，或許不久的將來，智能AR眼鏡將代替手機，影響人類生活的各個維度。

從2014年開始，AR產(chǎn)品逐漸從實驗室和投資機構(gòu)走入大眾視野，AR眼鏡研發(fā)也迎來了幾波小高潮。基于此契機，2015年，在光學(xué)領(lǐng)域有十幾年求學(xué)工作經(jīng)歷的北京理工大學(xué)光電學(xué)院教授程德文和幾個伙伴一起創(chuàng)辦了北京耐德佳顯示技術(shù)有限公司（以下簡稱“耐德佳”），專門從事AR光學(xué)產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)工作。

挑戰(zhàn)高難度課題

2000年，程德文從有著“中國最美鄉(xiāng)村”之稱的江西婺源來到北京，成為北京理工大學(xué)光電學(xué)院的一名學(xué)生。那一刻，程德文與“光”匯聚在了一起。

入學(xué)伊始，先后擔(dān)任班級學(xué)習(xí)委員和班長的程德文組織班里的同學(xué)集體自習(xí)，這一組織就是4年，從未間斷，最終培育出了班級濃郁的學(xué)習(xí)氛圍。努力奮進的班風(fēng)為班集體贏得了北京市優(yōu)秀班集體的最高榮譽，并確保班級成員鎖定了保研生中絕大部分名額。程德文自己更是在大四時，以專業(yè)第一名的成績被保送研究生，并提前進入實驗室接觸科研，師從國際知名專家、長江學(xué)者王涌天教授。

程德文至今仍珍藏著一張報紙，那是2002年12月20日的627期北京理工大學(xué)校報。文章寫的正是他的導(dǎo)師，標題為：《在勤勉中不斷創(chuàng)新——記“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授王涌天》，正是這篇文章堅定了程德文跟隨王教授的決心，明確了他的未來科研方向。對程德文來說，王涌天不僅是一個優(yōu)秀的導(dǎo)師，更像是一位慈愛的父親。

明確方向后，勤奮努力的程德文得以提前進入實驗室，接受導(dǎo)師的指點。第一個科研任務(wù)，便讓程德文感受到了科研的艱難，也更加激發(fā)起他對科研的熱情。導(dǎo)師布置了一個自由曲面光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)，要求在原有基礎(chǔ)上，設(shè)備體積必須減半，重量必須降到1/7以下，但是顯示效果還必須要提高，這是當時沒有任何前輩實現(xiàn)過的設(shè)計?！懊髦接谢?，偏向虎山行”，程德文在經(jīng)過演算論證后，著手搭建了初始系統(tǒng)并進行試驗。這是一個有著上百個參數(shù)的系統(tǒng)，任何一個細微的變化，都會有巨大的影響。于是，之后幾百個日夜，程德文就在各種優(yōu)化算法和思路嘗試，失敗與不斷再失敗中度過。

就在絕望到崩潰的邊緣，程德文開始了冷靜的思考和仔細的分析，他發(fā)現(xiàn)恰恰是這無數(shù)次看似毫無作用的失敗，為他指明了新的途徑，讓他看到了新的曙光。

經(jīng)過兩年的漫長實驗，在接近第3萬個系統(tǒng)時，程德文終于得到了完美的設(shè)計，繼而樣機試制成功，實驗效果非常理想。比這更為關(guān)鍵的是，他還研究出了全新的設(shè)計理論和方法。用傳統(tǒng)方法需要花兩年才能完成的設(shè)計，用新的方法和技術(shù)只需兩周，甚至是兩天。不可能完成的任務(wù)終于順利通過了驗收，得到評審專家的一致好評。

憑借這一重大突破，2009年、2010年，程德文連續(xù)兩次摘得光學(xué)工程領(lǐng)域國際最高獎項“Michael Kidger Memorial Scholarship”和“Optical Design and Engineering Scholarship”，這兩個獎由本領(lǐng)域最具權(quán)威的組織——國際光學(xué)工程協(xié)會頒發(fā)，每年在全球范圍內(nèi)只評出一名獲獎?wù)摺?/p>

技術(shù)的研發(fā)成功雖然提高了我國在顯示領(lǐng)域的國際地位，但程德文深知要真正跨入國際前列，我們的基礎(chǔ)還相對薄弱，需要借鑒國外先進的生產(chǎn)設(shè)備和經(jīng)驗。在讀博士的第3年，國家啟動了公派留學(xué)生項目，程德文有機會進入全球最好的光學(xué)中心之一——亞利桑那大學(xué)光學(xué)中心學(xué)習(xí)。盡管這一學(xué)業(yè)階段的留學(xué)意味著延期畢業(yè)，他還是毅然選擇出國深造。他說既然選擇了科研這條路，就要走得更遠、飛得更高。

在異國綻放光彩

在海外留學(xué)的3年里，身處異國他鄉(xiāng)的程德文充分利用美國先進的設(shè)備和科研環(huán)境進行學(xué)習(xí)和研究。每周兩次的學(xué)術(shù)報告會他一次不落積極參加，并堅持廣泛閱讀文獻。盡管程德文身在國外，導(dǎo)師王涌天卻一直關(guān)注著他的成長，3年間，王教授寫給他的郵件有六七百封之多，傾其所能默默地支持著程德文。

不間斷的閱讀、交流和學(xué)習(xí)不僅印證了“熟能生巧，勤能補拙”的古訓(xùn)，也碰撞出了創(chuàng)新的火花。程德文陸續(xù)在專業(yè)頂級期刊上發(fā)表了多篇論文，還獲得了2009年中國光學(xué)學(xué)會頒發(fā)的“王大珩光學(xué)獎”以及美國著名的光學(xué)設(shè)計軟件公司頒發(fā)的2009年度光學(xué)設(shè)計競賽最高獎，并多次應(yīng)邀在國際大會上作特邀報告。

懷著對祖國的眷戀，對母校的不舍，對老師的感恩，程德文帶著一身所學(xué)，帶著自己取得的科研成果，如期回到祖國，回到北京理工大學(xué)。

追尋心中那束璀璨的光，程德文回到了夢開始的地方。

創(chuàng)業(yè)在象牙塔外

回國拿到博士學(xué)位后，程德文留在了母校任教，幾年間主持國家自然科學(xué)基金項目、國家原“863”項目、“973”項目和重點研發(fā)計劃等20余項課題；申報100余項專利，包括10余項國際專利；相關(guān)研究成果已在國內(nèi)外著名學(xué)術(shù)刊物和會議上發(fā)表論文80余篇，包括光學(xué)領(lǐng)域的頂級刊物Optics Express、Optics Letter、和Biomedical Optics Express等。因在光學(xué)設(shè)計、優(yōu)化仿真、自由曲面光學(xué)研究上做出的突破創(chuàng)新貢獻，2012年，他入選教育部新世紀優(yōu)秀人才；2014年，入選國家“萬人計劃”青年拔尖人才；2018年，入選國家“優(yōu)青”。

在忙于科研工作的同時，程德文會利用短暫的閑暇思考科研模式。學(xué)校的科研工作開展，一直以科研人員向國家申請項目，申請經(jīng)費，研究取得科研成果，完成項目并答辯結(jié)題的方式進行。這樣的模式，使得成果的應(yīng)用很大程度地局限在了項目答辯的應(yīng)用上。好的研究成果局限于學(xué)術(shù)領(lǐng)域，這讓程德文感到很惋惜。他所期望的是科研成果切實推動社會發(fā)展，產(chǎn)生社會經(jīng)濟效益，而產(chǎn)生的經(jīng)濟效益反過來持續(xù)推進加速技術(shù)的進步，這便是產(chǎn)學(xué)研一體化概念的雛形。這一想法在程德文的大腦中越來越清晰：作為一名高校教學(xué)科研型教職人員，除高水平科技論文，還應(yīng)該切實做一些應(yīng)用，落地學(xué)術(shù)成果。事實上，程德文從在研到在職申請了眾多AR相關(guān)專利，而這些專利在日后被證明，在光學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生的影響巨大而深遠。將AR相關(guān)專利，研轉(zhuǎn)產(chǎn)，產(chǎn)促研，最終促成了北京耐德佳顯示技術(shù)有限公司——一家致力于智能AR眼鏡核心光學(xué)部件研發(fā)與生產(chǎn)的公司的誕生。

“耐德佳，取自‘N E D+，即‘Near Eye Display（近眼顯示），”程德文介紹，“作為一名技術(shù)研究者，我希望用自己潛心研發(fā)的技術(shù)改善人們的工作和生活，讓技術(shù)產(chǎn)生價值，回饋社會?！彼?，耐德佳的定位也很清晰，將AR光學(xué)顯示從技術(shù)變成產(chǎn)品。

AR光學(xué)的痛點是視場角小，沉浸感不強；體積重量大，穿戴不便；成像質(zhì)量差，色差嚴重。自由曲面光學(xué)正好可以針對這些痛點發(fā)力，通過充分發(fā)揮設(shè)計自由度高的特點，為解決這些難題提供了很好的思路。“光學(xué)設(shè)計面形描述從球面發(fā)展到非球面，到現(xiàn)在的自由曲面，就好比從二維空間發(fā)展到三維空間，最后到多維空間。因此，在光學(xué)設(shè)計上有很高的自由度?！背痰挛慕榻B。

采用自由曲面光學(xué)技術(shù)，耐德佳推出了多款A(yù) R光學(xué)模組產(chǎn)品，視場角（FOV）實現(xiàn)了從19°到120°全面覆蓋，滿足了客戶多樣化應(yīng)用場景需求，尤其是在沉浸感和輕薄化方向，產(chǎn)品實現(xiàn)了重大突破，為AR行業(yè)帶來了全新的設(shè)計理念。

其中，“無界”AR光學(xué)解決方案，以輕巧的體積，實現(xiàn)單目120°的超大FOV，可覆蓋人眼正常視覺，虛實“無界”融合，讓AR與VR完美切換。隨著產(chǎn)品的量產(chǎn)，將對VR/AR的產(chǎn)品形態(tài)和應(yīng)用帶來顛覆性的革命，具有廣泛的商業(yè)應(yīng)用場景，提前7年實現(xiàn)微軟預(yù)測的目標。

耐德佳依托國際前沿的光學(xué)設(shè)計與研發(fā)能力，成功研發(fā)并量產(chǎn)了數(shù)款自由曲面AR光學(xué)解決方案，并在波導(dǎo)、光場等方向上進行了豐富的技術(shù)積累。目前已經(jīng)積累了近百項核心知識產(chǎn)權(quán)，成為全球為數(shù)不多的實現(xiàn)自主知識產(chǎn)權(quán)和高精密制造的完整閉環(huán)的AR光學(xué)公司。

2018年12月，耐德佳核心光學(xué)元器件研發(fā)與生產(chǎn)基地“德伽智能”在鎮(zhèn)江正式投入運營，具有上百萬AR光學(xué)鏡片的產(chǎn)能，意味著耐德佳進入大規(guī)模AR/VR光學(xué)量產(chǎn)時代。目前，“德伽智能”已引進超精密加工車床、超精密注塑機、精密光學(xué)檢測等多種加工與批產(chǎn)設(shè)備，對耐德佳光學(xué)產(chǎn)品進行高品質(zhì)、批量化生產(chǎn)。

截至目前，耐德佳已經(jīng)初步構(gòu)建了自主知識產(chǎn)權(quán)和高精密制造的完整閉環(huán)，服務(wù)了幾十家全球500強公司以及數(shù)百家AR/VR行業(yè)整機企業(yè)，并得到市場和業(yè)內(nèi)的口碑認可。

程德文介紹，得益于近幾年來的持續(xù)研發(fā)，耐德佳在設(shè)計、制造和檢測的品控標準方面已積累了相當豐富的經(jīng)驗，也研發(fā)了一些具備自主知識產(chǎn)權(quán)的檢測設(shè)備。所以，耐德佳的目標是進一步提高產(chǎn)品的管控，爭取進入到科技巨頭的供應(yīng)鏈中，迎接下一個AR市場的發(fā)展高潮。

一家企業(yè)的情懷

開公司、做科研、帶學(xué)生、做科普，偶爾刷個抖音了解大眾需求和動向，把握市場脈搏。時間被安排得滿滿當當?shù)某痰挛暮芾?，但一路走來，他也沒想過丟掉肩上任何一個擔(dān)子。

之所以能堅持下來，一方面是因為他本身韌性好、能熬，另一方面也是由于對工作的熱愛。就像上癮一樣，幾天不做設(shè)計，程德文就覺得好像缺了點什么；有想法一出，晚上不睡覺他也會爬起來寫論文，想著得讓新想法趕緊實現(xiàn)。“當設(shè)計做出來時，看著光線通過美妙的光路舒服順暢地通過，我會覺得很美，盯著光路系統(tǒng)可以看半天，好多疲憊和痛苦會被這個沖淡，很有成就感?！?/p>

當然，對于程德文來說，在苦樂參半的科研路上能堅持下來更離不開團隊的協(xié)作與支持。他經(jīng)常跟人說，北理工有全國光學(xué)設(shè)計最豪華的團隊，通過引人才、建團隊、搭平臺、育人才，團隊里個個都是牛人。

在公司里，同樣他也有一支精英團隊。目前公司里聚集了一群有文化、有激情、有理想的人才，在程德文、段家喜、侯偉洪、王陽組成的領(lǐng)導(dǎo)團隊的帶領(lǐng)下，在創(chuàng)造自身價值的時候，他們也為公司贏得了口碑。

做企業(yè)不僅是盈利，社會責(zé)任更是耐德佳的重要目標。基于這個共識，把企業(yè)做強，為廣大消費者提供真正需要的技術(shù)和產(chǎn)品，服務(wù)社會，成為公司每個成員的情懷。“在這樣一個好時代，可以去創(chuàng)造你的價值，發(fā)揮你最大的效率，只要有想法就可以去實現(xiàn)，可以改變這個時代，有這樣的機遇，我們?yōu)槭裁床蝗ジ赡兀俊背痰挛恼f。

追尋著心中那束璀璨的光，對于程德文來說，每天都是啟程的日子。

專家簡介

程德文，教授，博導(dǎo)。國內(nèi)最早從事自由曲面光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計、虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）頭戴顯示技術(shù)的研究，對VR和AR頭戴顯示技術(shù)中的關(guān)鍵科學(xué)問題進行了深入探討，大幅提高AR顯示系統(tǒng)的顯示效果和整體性能指標。申請專利近100項，包括美國和歐洲授權(quán)發(fā)明專利9項，部分專利成功轉(zhuǎn)化并得到國外知名企業(yè)多年付費使用。發(fā)表80余篇高水平學(xué)術(shù)論文，多次應(yīng)邀參加國際會議特邀報告，在國際上得到大量引用并獲得很高的評價，不僅對該領(lǐng)域有突出的學(xué)術(shù)貢獻，還產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益和社會價值。承擔(dān)國家原“973”“863”子課題、國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃等項目20余項。

攻讀博士學(xué)位期間多次獲得國際獎項，包括連續(xù)獲得國際光學(xué)工程協(xié)會（SPIE）2009和2010年“Michael Kidger Memorial Scholarship”和“Optical Design and Engineering Scholarship”獎學(xué)金，該兩項獎項每年全球范圍內(nèi)僅表彰一名光學(xué)設(shè)計領(lǐng)域有突出貢獻的獲獎?wù)?。獲得2009年美國Synopsys公司頒發(fā)的全美光學(xué)設(shè)計競賽特等獎、2010年中國光學(xué)學(xué)會頒發(fā)的“王大珩高校光學(xué)獎”。博士學(xué)位論文被評為北京市優(yōu)秀博士學(xué)位論文。研究成果獲得多項科技獎勵，入選2011年“中國光學(xué)重要成果”，獲評中國儀器儀表學(xué)會金國藩青年學(xué)子獎，2017年度光學(xué)工程學(xué)會創(chuàng)新技術(shù)一等獎、2019年度中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果獎一等獎（序3）、2019年度北京市技術(shù)發(fā)明獎一等獎（序2）。先后入選教育部新世紀優(yōu)秀人才計劃（2012）、中組部青年拔尖人才計劃（2014），獲批自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金（2018）。