科技筑造冰雪梦

　　开幕式主舞台台面是目前建成的世界最大的LED显示屏，颠覆了传统的演出舞台空间结构。本版图片均由新华社发
　　开幕式上的＂雪花＂环节，采用了＂基于人工智能技术的影像识别跟踪＂和＂基于交互引擎技术的实时渲染呈现＂技术。
　　＂冰雪五环＂从＂冰立方＂中破冰而出，五环有任何闪失，藏于地下的备份五环都能准时升起。
　　很多人对开幕式的那一幕印象深刻—— 一方巨大的水从冰面中升起，凝固成冰。过往23届冬奥会举办城市的历史，随着环绕全场的24道＂激光刻刀＂的雕琢，闪回其上，最终定格为＂2022中国北京＂。
　　以这种备具科技色彩的方式引出奥运五环，让观众大呼＂震撼＂＂过瘾＂。在开幕式上，这样的场景不断上演。
　　外界对本次北京冬奥会开幕式的评价中，＂科技感＂是高频词。开幕式没有设大规模文艺演出，而是将人工智能、5G和云等多种技术综合运用，达到＂人少而不空，空灵而浪漫＂的效果，用科技呈现了一场视觉盛宴。
　　南方日报特派记者 曹嫒嫒 张晋 王诗堃 实习生 陈闫 龙雨
　　航天标准
　　确保所有屏幕万无一失
　　开幕式主舞台台面全是LED屏幕，巨大的屏幕面积达10552平方米，是目前建成的世界最大的LED显示屏，包含超过4万块的LED模块，不仅能完美地呈现各种特效，还可结合虚拟现实技术来使用。
　　这一设计，完全颠覆了传统的演出舞台空间结构，可变换成多面凸屏，延伸画面、增添空间感，打造出数字化高端演艺视效，是为此次开幕式量身打造的分辨率高、刷新率高的地屏展示项目。
　　据了解，整个地面显示系统从研发到现场施工保障历时近2年。开幕式主舞台由于创世界之最的面积，以及需要防水、防雪、防冻等特性，让工程难度系数成倍放大，工程量是北京2008年奥运会LED舞台的10倍。
　　开幕式要完美呈现，任何一块屏幕都不能出问题。怎样确保万无一失？航天科技集团一院冬奥专项办公室主任刘照智表示要靠精细化流程管控。
　　刘照智举例说，前期测试过程中，一块屏幕出现了显示问题，整个舞台按航天标准技术、管理双归零，单点问题解决还不是终点，大家聚焦细节举一反三，直到万余平方米的舞台实现本质安全。
　　航天赋能是本次开幕式的一大亮点。借鉴北京2008年奥运会成功举办的经验，专项工程各项目都以航天系统工程思路和理念全力保障开幕式顺利完成。
　　由航天科技集团六院11所（京）和101所研制的主火炬燃烧系统是主火炬的核心组成部分，团队根据组委会要求，做了不少创新。
　　例如，针对火焰颜色可视化需求，团队在氢气火焰区中以特殊方式植入微量显色剂配方，以安全、环保的方式实现氢气火焰的可视性；采用线性多点式耦合燃气分配技术，实现火焰＂飞扬＂飘逸的造型；在＂雪花＂异形屏方面，采用彩LED直显屏方案，出光面根据舞美造型随型设计兼顾美观，实现灯光图案的多彩变化……
　　最终，主火炬在外观优美灵动的基础上，实现了手感舒适度、功能完整性的平衡。
　　此外，航天科技集团五院508所利用航天器回收着陆试验场构建模拟主火炬的试验环境，为确保点火仪式的各个环节可靠、顺畅作出了重要贡献。
　　试验验证过程中，为了更真实地模拟主火炬内场应用环境，团队结合半个多世纪的航天器降落伞研制经验，制成总面积约3000平方米的三面防护网，并在防护网周围增加了径向带和纬向带设计，保证了防护网即使在大风条件下依然保持稳定的张力和可靠性。
　　智慧布局
　　多技术手段呈现创意演出
　　时隔14年，奥运会的圣火再一次在＂鸟巢＂点燃，这座承载着中国人双奥记忆的建筑，在岁月更迭中日新月异。如今的＂鸟巢＂，有大脑、有判断、由眼睛、有感官，为北京冬奥会的创意节目提供了不少技术支持。
　　开闭幕式工作部部长常宇在接受媒体采访时曾表示：＂在全世界大型的体育场馆中，目前＂鸟巢＂的科技创新和智慧化水平应当是走在最前列的。＂鸟巢＂融合了5G人工智能、图像识别、物联网等各种手段，最终所综合成的数字孪生操作系统是非常有意义的。＂
　　冬奥会开幕式的指挥监控系统能够给分场导演、舞台总监、技术保障人员等提供指令信息。为更好地把控开幕式上各类硬件设备状态，研发团队在＂鸟巢＂新安装了130余个摄像头，＂盯着＂类似升降舞台内部等多个＂视觉死角＂。
　　监控视频信息可以根据各岗位在不同活动环节的监控需求，自动按流程推送到各岗位面前。如果出现问题，该系统会通知各岗位，应急预案将第一时间启动。
　　此外，倒计时的数字烟花也融合了科技元素。东信烟花集团组合烟花技术总监钟自远说，从10到1，虽然只有短短30多秒，但每一个数字都经过了精心的编排设计。
　　这10个数字，单个数字长40米，高60米。为了保证数字的完整和圆润度，每一发花束的位置，都有无数个点位组合而成。＂研发团队先利用3D模拟等科技技术，在电脑上设计初稿，然后在不断的实验中改进完善，让烟花产品发射出去的分散程度、发射高度以及发射的偏斜度都达到最完美。＂钟自远说。
　　三波次焰火燃放，＂迎客松＂特效难度最大。钟自远说，＂迎客松＂特效烟花的布置点位在＂鸟巢＂上的覆盖面达到了200米左右，但因为＂鸟巢＂顶上钢梁纵横交错，无法达到在地面燃放时的完整直线，研发团队为此重新研发出可转动、调节角度的卡具，使＂迎客松＂在＂鸟巢＂钢梁上的布点形成基本的水平面，以保证完美成型。
　　精细管理
　　另有备份五环随时待命
　　冰球撞向＂冰立方＂，晶莹剔透的＂冰雪五环＂从＂冰立方＂中破冰而出。艺术表达的背后，是科技力量的助力。
　　＂冰立方＂的长宽高分别是22米、7米和10米，重量达400吨，升降重量达180吨，升降载荷超过一般剧院大型升降台的8倍，是整个开闭幕式最大功率的驱动设备。＂冰立方＂升起来之前，藏在一个巨大的地仓里，地仓长84米、宽42米、深10米。
　　为了实现视觉效果，研制人员历时数月设计迭代，第一轮实物试验结果便十分好——耗电315千瓦每小时的电机，拖着400吨的＂冰立方＂走完10米行程，实际传动效率与理论计算值仅相差0.01。
　　＂冰立方＂升起来后，接下来是五环破冰而出，将开幕式气氛推向高潮。面积143平方米、重3.2吨的五环，厚度仅350毫米，呈现难度创历史之最。技术保障负责人赵劲彪说：＂面积巨大、结构超薄的五环，吊点稍有偏差就会弯曲变形，轻微的碰撞也易导致表面灯珠受损。＂为此，研制人员将冗余措施精确到最小颗粒度，任何一个灯珠熄灭都有备份零秒切换；五环有任何闪失，藏于地下的备份五环都能准时升起。这些背后功夫，最终实现了五环的完美亮相。
　　对于在夜间举行的冬奥会开幕式，要实现＂人少而不空，空灵而浪漫＂的目标，灯光是不可忽视的助手。
　　开幕式的灯光流光溢彩，光鲜的背后是精心的设计与万无一失的保障。北京冬奥会开幕式分了多个屏幕联动播放，为了不出现黑屏等各种问题，屏幕由排得很密的LED点组成。＂这一条和隔着的一条是一个画面，而插着的另外一条是另外一个画面，播的是同样的内容，为了保证有一路出现问题，画面是没有问题的。＂开闭幕式工作部部长常宇说。
　　展现精神
　　不炫技又有科技含量
　　许多观众被＂雪花＂环节传递出的自由浪漫、温暖动人所折服：手拿和平鸽的孩子们忘我地奔跑，一步一生辉，脚下是如同微型星辰的晶莹雪花。
　　完全不同的雪花汇聚到北京，成为一朵人类的雪花，一朵共同的雪花。从倒计时短片到最后的点火，都体现了这一思路。冰代表冬奥、冰雪，晶莹剔透，浪漫就在其中。
　　如此真实的梦幻，是科技艺术与视觉艺术合力的结晶。据了解，它是经过＂基于人工智能技术的影像识别跟踪＂和＂基于交互引擎技术的实时渲染呈现＂两个核心技术环节来实现的，也是世界上首次在超过一万平方米的场地上对超过600名演员进行实时跟踪与互动的表演。
　　开幕式总导演张艺谋表示，开幕式的每一分钟，实际上都写满了中国文化，整体创意和创新体现的都是中国人的价值观念和哲学思想。而本届冬奥会开幕式从创作开始，就明确要集中表现中国的现代和未来。
　　表现新时期中国人的精气神、价值观，所以在创作手法和视觉效果上都注重现代化。能不能让开幕式具有现代艺术感，能不能有科技含量，但又不炫技，成为了创作团队思考的重点。
　　2022年北京冬奥会开闭幕式制作总监李丹阳在接受媒体采访时说，视觉上效果上要饱满，需要舞美与视频、高科技相结合。北京电影学院研发的新技术，可以实时动态捕捉屏幕上的影像，第一次实现了人屏互动自由。
　　北京冬奥会开幕式人工智能实时特效团队负责人韩柯曾表示，人工智能实时特效系统借助了人工智能技术对动作进行捕捉，得到实时数据，基于这个数据，可进入实时渲染系统，最终得到视频画面效果，由播控最后把效果呈现在地屏上。这些效果带了位置坐标的，因此可以准确地呈现在演员脚下，并根据演员的动作作出细节上的调整。
　　【来源：南方日报】
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