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详解北京冬奥开幕式黑科技！日本网友：人类半年里科技进步巨大
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详解北京冬奥开幕式黑科技！日本网友：人类半年里科技进步巨大

详解北京冬奥开幕式黑科技！日本网友：人类半年里科技进步巨大 触界数字智能科技
2022-02-07
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导读：4个摄像头实现全场动捕

这一次的北京冬奥会，从开幕式就直接火了！

不仅在国内各大平台迅速登上热榜，国外也被开幕式的诸多惊艳瞬间刷屏，连奥林匹克官方都开始求带货：


而除了大型带货现场之外，最让国内外网友感到震撼的，就是其中展现出来的十足的科技感。

最开始破冰而出的五环一出，其逼真的碎冰效果就已经让不少人惊呼：不会真是现场雕刻的吧？


8K屏倾斜而下的瀑布流水，让人仿佛能直观地感受那种黄河之水天上来的震撼：

图源CCTV16直播
还有跟随演员的脚步变幻的“流沙”，也是由AI动作捕捉实时实现的灯光特效：

图源CCTV5 直播

面对此情此景，有日本网友甚至拉出了自家半年前的夏季奥运会，语气复杂地表示：仅仅半年时间，人类科技的发展竟如此惊人。


接下来，就让我们来依次看看开幕式里那些令人惊艳的黑科技。


  • 冰雪五环：重3吨LED异形屏
首先是开场那晶莹透亮的冰雪五环，可以说是兼具科技感与美感：

图源中国青年报

有网友这样称赞道：希望是破土而出，未来是破冰而生。


奥运五环经过24道激光“雕刻”后，从冰立方中破冰而出并随着音乐冉冉升起，随后就在高空伫立整整了70-80分钟。

这究竟是怎么做到的？

事实上，整个冰雪五环就是个巨大的LED异形屏，长达20米，重3吨。
据《盛会》纪录片报道，当时面临三个问题。

一个是透亮。即便是在大风、大雨等极端天气下也能保证看得到。最终经过不断地选择和调试，确定屏幕选择2毫米PC板，透光率达到70%。

还有就是供电方式和体重。按照原计划，五环升起需要用两根挨着地的拖线来牵引。

这样可以确保即便是在大风情况下，不至于晃悠太厉害，而且人力也可以介入来保障。

但在张艺谋导演团队看来，这样用两根细线来拉，会显得不够“美”。

于是他们就改变计划——上下都不拉线，由威亚吊起。

图源冬奥会纪录片《盛会》

这就要求团队改变供电方式以及减轻体重。

供电方式上，他们从外部供电改为原本用来应急的电池。经过航天技术团队反复测试，并完成耐低温的性能测试，确定了航天强化电源。

而在体重控制上，工作人员曾描述，已经精确抠到一个小螺丝钉算重量。

最后总体重量从3.5吨控制到了3吨。

而将其包裹的冰立方，也是整场发布会中少有的几个大装置之一，通体被LED屏包围。


  • 雪花火炬：嵌有55万颗LED灯珠
随后就是代表团入场，每个国家和地区入场时都有一个雪花引导牌。


这个引导牌可不简单。除了形状上像中国结，还在材质上下了不少功夫。

据团队介绍，一开始他们考虑的是3D打印，但是透光率不行、做不到晶莹剔透，看起来也笨重。

最终采用雪花和字母部分用LED灯珠代替，其他部分细钢丝支撑，利用光的折射来隐藏钢丝。

图源冬奥会纪录片《盛会》

另外，为了防止过程中出现停电导致字母缺失、雪花不亮，团队采用五路供电的方式，即便3、4根电线断了，也能正常发光。

随着中国代表队入场之后，引导牌随着志愿者的动作汇聚在一起。此时，巨大的虚拟雪花开始形成。

大雪花形状的主火炬台就此诞生。

据京东方官微介绍，这个主火炬台直径有14.89米，由96块小雪花形状和6块橄榄枝形状的LED双面屏组成。

上面嵌着超55万颗LED灯珠，每个LED灯珠都由驱动芯片的单一信道独立控制。

而在点火仪式上，巨型雪花屏由中心向四周辐射开来。

‍

这当中保证屏快速变化、视频画面完美协同的技术，同样也是京东方同/异步兼容信发系统。

异步集控能在极短时间内将大规模视频内容快速下发，同步集控确保102块双面屏幕实现毫秒级响应。

此外，“主路+环路”备份的高冗余控制系统确保了火炬台播控系统的超高可靠性。

与此同时，还采用了LoRa（远距离无线电）低延迟控制系统搭配同步播放时间校正技术，进一步确保视频画面完美协同。

  • 最强AI辅助：4个摄像头实现全场动捕
除了这些黑科技之外，冬奥会还完成了几个首次。

其中一个首次，就是世界上首次对超过600人集体实时AI动作捕捉。

在《雪花》的节目中，上百位小朋友挥舞着和平鸽灯，在场地中四处游荡合唱~

他们脚下的每一步，都化作一朵朵雪花。

图源央视直播

整个过程包括数据采集、传输以及实时渲染，总共时间不超过0.1秒，达到实时互动的效果。

而且据技术团队介绍，仅需4部摄像机就能覆盖全场。

核心主要解决两个方面的问题：

一个是识别出舞台上的演员并定位他们所在的位置；另一个则是保证实时互动。

前者是由英特尔提供的3DAT三维运动员追踪技术，由摄像机信息采集、数据分析、艺术效果渲染三大子系统构成，其核心算法是实时人体检测和位置追踪技术。后者由北京电影学院提供实时渲染支持。

实际上在这个节目之前，四组滑冰选手划出奥运口号那一刻，就已经使用了该技术。

  • 8K地面屏：42000多块LED模块
要实现整场节目的效果完美呈现，还少不了一个大功臣。

那就是8K地面屏。

据介绍，这是目前世界上最大的一块LED地屏，面积达到了10552平方米。

光LED模块就用了42000多块。背后的技术团队京东方采用了多个8K+级分辨率的画面融合技术，以及光学校正算法。

其中，光学校正算法可对每个显示画面进行像素点级的光学校正。

最终呈现出100000:1超高对比度，3840Hz超高刷新率，以及29900x15096超高分辨率的超高清绚丽画面。

图源CCTV16直播

但除了要实现8K超高清视频播放视觉体验外，还要兼具舞台的耐磨、结构承重、防水防寒以及电气安全等特性。

而且更具挑战的是，传统的地屏也没有经历过冬季室外环境的考验。

负责地屏建设的航天科技集团，为了解决这一问题，给传统的LED屏幕穿上了一层特殊的“防护服”。

最终，每一平方米的承重量都超过500公斤以上。


“我负责精彩，航天负责成功”


这是开幕式的总设计张艺谋挂在嘴巴的一句话。

没错，开幕式上的这些震撼画面的背后，离不开航天科技集团的支持。

这一集团共负责了地面舞台、威亚、火炬、冰立方、指挥监控、通信系统、地面显示系统、冰瀑、指挥中心、央视视频播放及VR、视频渲染机房等11个大项目。

比如开场“雕刻”出五环的那块冰立方，就是基于航天一院15所的多级折叠结构，最终在1毫米的误差之下成功升起的。

航天一院12所则负责整个开幕式的通信支持，开发出了有线内通系统、无线通信系统和无线FM广播系统。

除了开幕式上肉眼可见的“科技感”，冬奥会背后也可谓是卧虎藏龙。

北京冬奥会赛事时长约1000小时，转播内容总生产量将达6000小时。

所有的内容都将通过阿里云以4K的超高清格式向全球转播，部分重要赛事还将以8K格式转播，这将使今年的北京冬奥会成为全球首个全程4K直播的奥林匹克竞赛。


还有来自百度智能云团队的AI手语主播，在经历了朱广权的魔鬼面试后，现已正式上岗，将在各类冰雪赛事中，为2780万听障人士提供24小时不间断的手语服务。


场地里随处可见的智能向导机器人，不仅能指路，还会在被外国选手打招呼时，无情提醒“带好你的口罩”：


……

再回想起总导演张艺谋在赛前剧透的那句：这场比赛很有科技含量，但是我们不炫技。

可以说是非常的凡尔赛了。

来源微信公众号“量子位”

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