科技冬奧：自由視角技術(shù)讓觀賽如身臨其境

文／陳寶權(quán)

在今年北京冬奧會(huì)上，“看什么”可以交給觀眾自己決定。這套技術(shù)的名字叫作“自由視角觀賽”。

2021年4月，在國家體育館冰球比賽的測試賽中，我們做了自由視點(diǎn)的測試。以這樣一種技術(shù)向全球觀眾轉(zhuǎn)播這個(gè)賽事的時(shí)候，觀眾可以自由地改變視點(diǎn)，只要拿一個(gè)手機(jī)，用手指在屏幕上輕輕地滑動(dòng)，就可以隨意地在這個(gè)場地“飛躍”，可以拉近了看，可以換一個(gè)不同的角度看，也可以把時(shí)間凝固，在某一個(gè)瞬間從不同的視角去觀看。這樣，觀眾就能有一個(gè)完全身臨其境的觀看體驗(yàn)。

由于受全球疫情影響，2022年的北京冬奧會(huì)不面向境外觀眾售票，所以我們作為東道主，不僅有責(zé)任讓全世界觀眾“看得清”，更有責(zé)任讓大家“看得真”。

為了保障世界各地的觀眾拿著手機(jī)就能沉浸在賽場中無死角觀賽，我們要先把精彩的比賽拍攝下來。而拍攝賽事的方法與科幻電影中拍攝子彈飛行時(shí)間的方法類似。比如通過一個(gè)360度的慢鏡頭全方位展示側(cè)身躲過子彈，這樣的瞬間可以給觀眾帶來非常震撼的體驗(yàn)。它拍攝的方式就是從多個(gè)角度同步拍攝一個(gè)畫面，在后期制作的時(shí)候再切換鏡頭。

這種電影制作技術(shù)，實(shí)際上需要后期大量的計(jì)算制作，不僅成本非常高，而且制作的時(shí)間也相當(dāng)長。一個(gè)10秒、20秒的畫面，可能需要一個(gè)月甚至一年的時(shí)間來進(jìn)行計(jì)算。

那么，如何讓這樣一個(gè)技術(shù)，從科幻電影的拍攝，也就是一個(gè)離線的長時(shí)間制作中，遷移到需要實(shí)時(shí)計(jì)算、實(shí)時(shí)傳輸?shù)捏w育賽事轉(zhuǎn)播中呢？這里面有很多挑戰(zhàn)。

比如，需要大量的相機(jī)來拍攝。在一個(gè)舞臺(tái)上，如果只有左邊、右邊兩路信號(hào)來拍攝，那這兩個(gè)視頻信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換是非常跳躍的，根本無法形成畫面變換之間絲般順滑的播放效果。實(shí)現(xiàn)一個(gè)360度特別平滑的視覺效果，幾十臺(tái)攝像機(jī)也不夠，可能得上千臺(tái)攝像機(jī)來拍攝。工作人員通過計(jì)算1000多臺(tái)攝像機(jī)拍攝的效果，發(fā)現(xiàn)2個(gè)機(jī)位之間插入30臺(tái)攝像機(jī)機(jī)位視點(diǎn)，即可實(shí)現(xiàn)很好的賽事轉(zhuǎn)播效果。這些視點(diǎn)我們管它叫作虛擬攝像機(jī)。最后傳到用戶的畫面，實(shí)際上是由實(shí)際的攝像機(jī)和虛擬攝像機(jī)的畫面整合得到的。

但這又帶來一個(gè)問題：如此巨大的視頻陣列，如此多的傳輸量，可能要調(diào)用大概1000臺(tái)應(yīng)急通訊車，才能把視頻信號(hào)轉(zhuǎn)播出去。怎么才能盡量減少應(yīng)急通訊車的調(diào)用呢？我們可以把視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮，保留它最有價(jià)值的信息，再發(fā)送出去。另外，自由視點(diǎn)的信號(hào)最終要傳送到個(gè)人手機(jī)上，需要擁有非常強(qiáng)的傳輸能力。而5G恰好就提供了這樣的能力。北京、延慶賽區(qū)的17處冬奧場館以及京張高鐵、京禮高速沿線搭建了上百個(gè)5G基站，覆蓋度高、便捷性強(qiáng)的5G信號(hào)網(wǎng)有力地保障了賽事自由視角直播畫面的傳輸速度和效率。