北京冬奧會：科技之光(上)

牙牙

這是一次激動人心的冬奧盛會，不論是開幕式上晶瑩剔透的冰雪五環(huán)、黃河之水天上來，還是冬奧場館低能耗的“冰菱花”、智能化造雪，抑或是采用5G技術(shù)的“8K+VR”全方位高清直播帶來的極致觀感，都在全方位展示著北京冬奧會的科技范兒。本期，我們先介紹開幕式上的黑科技。

冰雪五環(huán)：重3噸的LED異形屏

開幕式上，晶瑩透亮的冰雪五環(huán)在經(jīng)過24道激光“雕刻”后，從冰立方中破冰而出，這是怎么做到的？事實(shí)上，整個(gè)冰雪五環(huán)就是個(gè)巨大的LED異形屏，長20米，重3噸。據(jù)《盛會》紀(jì)錄片報(bào)道，當(dāng)時(shí)面臨兩個(gè)問題：一個(gè)是透亮，即便是在大風(fēng)、大雨等極端天氣下也要保證觀眾能看得到，經(jīng)過不斷地調(diào)試，技術(shù)人員最終確定用2毫米PC板制作屏幕。二是供電方式和重量。按原計(jì)劃，冰雪五環(huán)升起時(shí)需用兩根挨著地的拖線來牽引，以確保即便是在大風(fēng)情況下，也不會晃得太厲害。但張藝謀導(dǎo)演團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這樣呈現(xiàn)出的效果不夠美，他們希望能上下都不拉線，僅用威亞吊起五環(huán)。這就要求技術(shù)團(tuán)隊(duì)需改變供電方式，以及減輕冰雪五環(huán)的重量。在供電方式上，技術(shù)團(tuán)隊(duì)把外部供電方式改為電池供電方式，使用航天強(qiáng)化電源;而在重量控制上，技術(shù)團(tuán)隊(duì)苛刻到連一顆小螺絲釘?shù)闹亓慷家?jì)算在內(nèi)，最后，冰雪五環(huán)的總重量從3.5噸控制到了3噸。

雪花引導(dǎo)牌：LED燈珠放光芒

據(jù)制作團(tuán)隊(duì)介紹，原本想用3D打印技術(shù)制作引導(dǎo)牌，但這樣制做出的引導(dǎo)牌透光率不行，呈現(xiàn)不出雪花晶瑩剔透的樣子。最終制作團(tuán)隊(duì)決定雪花和字母部分用LED燈珠制作，其他部分用細(xì)鋼絲支撐，利用光的折射來隱藏鋼絲。為了防止出現(xiàn)因缺電導(dǎo)致字母缺失、雪花不亮等問題，制作團(tuán)隊(duì)采用了五路供電方式。這樣，即便有3、4根電線斷了，引導(dǎo)牌也能正常發(fā)光。當(dāng)中國代表隊(duì)入場之后，引導(dǎo)牌匯聚在一起，組成一個(gè)巨大的虛擬雪花，這就是直徑為14.89米，由96塊小雪花形狀和6塊橄欖枝形狀的LED雙面屏組成，嵌著超55萬顆LED燈珠，且每顆LED燈珠都可獨(dú)立控制的主火炬臺。

最強(qiáng)AI輔助：4個(gè)攝像頭控場

在《雪花》這個(gè)節(jié)目中，參加表演的上百位小朋友每走一步，腳下都有一朵雪花，場面十分唯美?？赡阒绬?？生成雪花的這個(gè)過程從數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)綄?shí)時(shí)渲染，僅用了不超過0.1秒的時(shí)間，才能給人這種“步步生花”的感受。這是世界上首次對超過600人進(jìn)行實(shí)時(shí)AI動作捕捉的任務(wù)，而且令人難以想象的是，如此艱巨的任務(wù)僅需4部攝像機(jī)就完成了。技術(shù)人員先用英特爾提供的3DAT三維運(yùn)動員追蹤技術(shù)，識別出舞臺上的演員，并定位他們所在的位置，然后由北京電影學(xué)院提供實(shí)時(shí)渲染技術(shù)支持。

8K地面屏：42000多塊LED模塊

開幕式整場節(jié)目的效果能夠完美呈現(xiàn)，少不了一個(gè)大功臣——8K地面屏，它是目前世界上最大的一塊LED地面屏，面積達(dá)到了10552平方米，光LED模塊就用了42000多塊，能呈現(xiàn)出100000∶1超高對比度，3840Hz超高刷新率，以及29900×15096超高分辨率的超高清絢麗畫面。這塊最大的地面屏除了要實(shí)現(xiàn)8K超高清視頻播放視覺體驗(yàn)外，還要兼具舞臺的耐磨、結(jié)構(gòu)承重、防水防寒以及電氣安全等特性。而且更具挑戰(zhàn)的是，傳統(tǒng)的地面屏沒有經(jīng)歷過冬季室外環(huán)境的考驗(yàn)，因此沒有任何可供參考的數(shù)據(jù)。負(fù)責(zé)地面屏建設(shè)的航天科技集團(tuán)，為了解決這些問題，給這塊地面屏穿上了一層特殊的“防護(hù)服”，讓每一平方米的地面屏都能承受超過500公斤以上的重量。

“我負(fù)責(zé)精彩，航天負(fù)責(zé)成功?！边@是開幕式的總設(shè)計(jì)張藝謀導(dǎo)演掛在嘴邊的一句話。沒錯(cuò)，開幕式上的這些震撼畫面的背后，離不開航天科技集團(tuán)。他們共負(fù)責(zé)了地面舞臺、冰立方、指揮監(jiān)控、通信系統(tǒng)、地面顯示系統(tǒng)、冰瀑、視頻渲染機(jī)房等11個(gè)大項(xiàng)目?；赝^去，才發(fā)現(xiàn)，原來在我們探索星辰大海的同時(shí)，航天科技也在不斷地改變著我們的生活，逐夢宇宙就是在創(chuàng)造未來。

（本文根據(jù)量子位微信公眾號、《人民郵電報(bào)》登載的相關(guān)內(nèi)容整編。）