2023年6月的一期《焦点访谈》节目中，几名大学生正站在上海外滩，面对黄浦江对岸的东方明珠向记者演示：“您看我们离它应该有一两公里远，现在这些高楼的灯已全部熄灭了，看看我们能在黑暗中拍到些什么吧！”说完，他们用自己研发的超高清红外设备进行了拍摄。回到实验室，几张刚刚拍完的照片被导入电脑。
屏幕上展现的图像令人震撼：尽管夜幕降临，上海外滩的景象却如同在白昼一般清晰可见。东方明珠塔上的每一个微小细节都清晰可辨，周围楼宇上的标识文字、黄浦江中行船的浮标，甚至是一只在夜空中飞翔的小鸟，都被它敏锐地捕捉到了。
坚定抉择——聚焦夜视探测20年技术难题
任何物体，只要温度在绝对零度以上，就会不停地向周围发射热辐射。这意味着，即使置身于黑夜之中，物体也无时无刻不在散发着光，也就是红外热辐射。如此一来，许多在黑夜里肉眼无法看到的情景，只要用上基于红外热成像技术的夜视仪器，就会无所遁形。
二战期间，美、德等军事强国研制出红外热像仪，将黑夜变成“白天”，并逐渐编配坦克、舰船、飞机乃至用作单兵装备，形成夜间作战的“单向透明”优势。从海湾战争到俄乌战争，红外夜视仪已成为现代战争中非常重要的军用装备。黑夜不再是弱者的伪装，可以说谁拥有先进的夜视技术，谁就有更大优势夺取制夜权。
2018年，王博文考取南京理工大学光学工程专业研究生。作为“国防七子”之一的南京理工大学始终肩负着“强大国防、繁荣祖国”的使命担当。研究生期间，王博文跟随导师左超，走访了许多光电企业，了解到传统光学成像技术面临着一系列发展瓶颈。虽然红外探测器经历了“点-线-面”三次技术革命，技术发展使像元尺寸越来越小，像素数也越来越多，但传统红外、夜视成像装备的成像机理时至今日仍是传统“点对点”的光强直接探测，与2400多年前墨子的小孔成像别无二致。科学家发现，决定成像分辨率的并非像素数量，而是像元尺寸、光子探测极限与光学衍射极限这三者间的相互制约。通俗来说，一味地缩小器件的像元非但不会带来分辨率的提升，反而会使探测灵敏度下降。试想在看不见的情况下，又何谈看得清？这一瓶颈问题使红外成像技术在第三代——百万像素的节点上，禁锢长达20年之久。即便是技术相对先进的美国，目前也只能达到千万像素量级的成像分辨率。
光影流转——突破传统光学成像极限
由于夜视探测敏感性及探测器技术壁垒较高，具备核心技术的少数国家长期实行技术封锁甚至禁运，诸多因素使得打造属于中国人自己的“新一代超高清夜视仪”迫在眉睫。
既然物理成像制约着红外探测器的加工制造水平，使其无法实现更高分辨率，想打破传统光学成像技术的桎梏，必须探索一种新型成像技术，才能使光电成像系统看得更远、更广、更清晰、更智能。
70多年来，几代南理工人扎根夜视成像领域接续奋斗。近年来，信息技术的高速发展为光学成像注入了新的生命，计算成像应运而生，它在悄无声息中颠覆了人类与机器感知客观世界的方式。2018年，在左超的建议下，王博文开始从计算光学成像入手，探索新一代智能计算光电成像技术的可能性。
“一辈子只做好一件事”是南理工王泽山院士时常挂在嘴边的话。作为我国探索火炸药领域前沿的著名专家，王院士用60余载书写了火炸药“三冠王”的传奇。如今虽已89岁高龄，但他依然奋战在科研一线。这种对祖国的赤胆忠心，对事业的执着热爱潜移默化地影响了无数南理工学子，其中便包括王博文。怀揣追光探索之心和科技报国之志，在学校和导师的帮助下，王博文组建了“光影流转”智能计算光电成像团队，他与来自学校电光、经管、设传等学院的 10 多名学生共同踏上了追光逐梦的旅途。想看得远，得站到一个制高点。除了教学楼的走廊，还得去视野更开阔的地方，城市里不好找高点进行观测，王博文就和小伙伴们带上几十斤重的设备爬到紫金山顶，回去发现图片处理得不理想，第二天再上山。几年里，从学校的靶场到南京玄武湖、紫金山、长江大桥……都留下了他们奔忙的身影。
经过多年的努力，目前团队已研制出国际上首台基于计算成像原理的超高清红外热像仪，形成了基于孔径编码、复眼探测的远场计算光学相位反演成像理论和方法，有效突破了探测器离散像元采样决定的奈奎斯特采样限制，实现“亿像素级”红外成像探测。
成果转化——赋能第四次影像学革命
团队深耕国防科技领域，同时也努力将成果向民用领域转化。团队与手机制造公司开展了技术合作，将孔径编码成像方案推广应用至高端手机系列摄像模组，突破了传统手机摄影系统分辨率、信噪比之间的制约关系。预计该项技术不久将在新一代成像模组中搭载试验，实现手机的夜间超高清画质拍摄。
2023年4月9日，第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛冠军争夺赛在重庆大学举行。来自全球100 多个国家和地区的4000多所院校参加了这次比赛。在参赛的340万个项目中，“光影流转”突出重围。最终，王博文带领团队以860分的总成绩斩获大赛总冠军，这是南理工人首次站上“互联网+”大赛的最高领奖台，也是江苏省高校首次在该项赛事上夺得最高荣誉！
谈及未来计算成像技术的应用场景，王博文坚信，它将不断开拓人类认知的边界，从无人系统到手机摄影，从工业生产到广域监控，计算成像将融入人们生活的方方面面，推动数字经济高速发展。
“路虽远，行则将至；事虽难，做则必成。”王博文希望凭借自己和团队的努力，为未来的光电成像学带来一次全新的技术革命。
第三批全国高校百名研究生党员标兵
王博文，南京理工大学电子工程与光电技术学院2019级博士研究生。以第一/通讯作者身份发表论文18篇，入选期刊封面文章及编辑精选论文，相关科研成果获中国光学学会王大珩光学奖、“源创杯”颠覆性技术创新创意大赛一等奖、全国光学与光学工程博士生学术联赛全国百强一等奖、日内瓦国际发明展金奖等。获国家奖学金、人民网奖学金、瑞华基金会专项奖学金等。获江苏省最美大学生、江苏省“三好学生”等荣誉称号。获第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛总冠军，其科创成果获教育部部长怀进鹏、工信部部长金壮龙高度评价，事迹受到央视《焦点访谈》节目及百余家媒体报道并入选《大学生》杂志封面人物。
