為冬奧會開幕式 他們搭建了一個虛擬世界

文／張蓋倫

在北京冬奧會開幕式驚艷世界之前，它已經(jīng)在北京理工大學(xué)數(shù)字表演與仿真技術(shù)北京市重點實驗室研發(fā)的平臺上，排演了無數(shù)遍。

實驗室主任、北京理工大學(xué)計算機(jī)學(xué)院教授丁剛毅對開幕式的流程，已經(jīng)熟諳于心。畢竟，40多人的團(tuán)隊，為了冬奧會的開閉幕式，已經(jīng)忙了一年半。

每一分鐘會發(fā)生什么，他都心中有數(shù)。此前，每一場彩排后的每一處改動和調(diào)整，他的團(tuán)隊都會立刻在平臺上做出相應(yīng)改動。

在這個神奇的平臺上，你能獲得關(guān)于開幕式的最佳最全視角。

你會進(jìn)入一個復(fù)刻國家體育場的虛擬世界，這里有與開幕式相關(guān)的所有要素。你會看到觀眾席、燈帶、主舞臺和震撼人心的超大型LED屏幕；你也能看到地屏和豎屏上流動的精彩畫面；你會看到焰火升騰，五環(huán)升起；甚至還能看到開幕式中不同節(jié)目的演員如何上場、表演和退場，看到整場演出精妙而復(fù)雜的調(diào)度。那些電視轉(zhuǎn)播里不會出現(xiàn)或者不會重點強(qiáng)調(diào)的鏡頭，在這里，你都能盡收眼底。

可以說，它是一個有關(guān)冬奧會開幕的投射，能實現(xiàn)表演全要素、全流程、全業(yè)務(wù)的集成與融合。

冬奧會開閉幕式大型表演智能化創(chuàng)編排演一體化服務(wù)平臺關(guān)鍵技術(shù)，是科技冬奧的項目之一，由丁剛毅帶領(lǐng)的團(tuán)隊牽頭完成。

它集成活動策劃與智能創(chuàng)意系統(tǒng)、訓(xùn)練彩排方案生成系統(tǒng)、表演預(yù)演系統(tǒng)、裝備協(xié)同控制系統(tǒng)和仿真轉(zhuǎn)播關(guān)鍵技術(shù)，形成了新一代表演全流程技術(shù)解決方案。其實，先進(jìn)的仿真技術(shù)，也是現(xiàn)在大熱的“元宇宙”概念中的關(guān)鍵技術(shù)。

平臺，就是演出的大腦，能把導(dǎo)演創(chuàng)作團(tuán)隊的創(chuàng)意進(jìn)行拆解、細(xì)化，通過仿真數(shù)據(jù)，提煉成訓(xùn)練手冊指導(dǎo)訓(xùn)練?？芍笇?dǎo)演員、機(jī)器人、視頻投影等表演要素排練，保證表演在時間、空間上的一致性與準(zhǔn)確性，幫助導(dǎo)演實時觀察演員和道具的姿態(tài)與隊形，演員也能迅速調(diào)整自身動作，實時、快速地熟悉表演方案。

預(yù)演系統(tǒng)以可視化的界面和圖紙、視頻等多種數(shù)據(jù)輸出載體，將各種表演方案的真實效果進(jìn)行三維呈現(xiàn)，協(xié)助導(dǎo)演決策及完善表演方案，確定最終方案。

這套技術(shù)還能為拍攝、轉(zhuǎn)播、直播方案制定的技術(shù)服務(wù)，模擬出不同機(jī)位在不同時間點的拍攝效果。

演出或者儀式的順利進(jìn)行，在丁剛毅看來，就是聲音、演員和畫面的配合，時間和空間的吻合，多要素的卡點，全流程地推進(jìn)。虛擬仿真技術(shù)，大大提升了大型演出的排演效率。

冬奧開幕式中的節(jié)目《立春》令人印象深刻。演員用手中的發(fā)光長桿，做出了大地回春、萬物生長的圖景。

團(tuán)隊成員閆大鵬介紹，一開始，大家也想象不出來節(jié)目會是什么效果，表現(xiàn)力究竟如何。長桿是軟的，揮舞時根據(jù)演員力道不同會形成自然的弧度。舞動長桿，要整齊，但也要有舒展感；要散，但不能亂。而且，這一舞蹈的視覺呈現(xiàn)，還要兼顧不同觀眾的視角。于是，在導(dǎo)演的指導(dǎo)和編導(dǎo)們的共同努力下，團(tuán)隊用算法模擬出了多種隊形和揮桿方式的組合，“出了幾百個方案，前前后后調(diào)整了大半年時間”。

一次次的推翻重來，都是在虛擬仿真系統(tǒng)中完成的，無需演員反復(fù)試驗。

“我們就是要解決問題。”丁剛毅反復(fù)強(qiáng)調(diào)。再先進(jìn)的系統(tǒng)，也要滿足真實需求。他們的平臺，在“高大上”的同時，也接地氣，還能成為很多矛盾沖突的“調(diào)解員”。

一臺大型演出，涉及幾十個部門或團(tuán)隊，大家的角度立場不同，常會因為對更好演出效果的追求產(chǎn)生爭執(zhí)。比如，一個節(jié)目結(jié)束了，下一個節(jié)目要準(zhǔn)備上場，鳥巢出入口只有四個，這邊演員要怎么退場，那邊演員要怎么進(jìn)場，究竟是你快一點，還是我慢一點……此時，虛擬仿真系統(tǒng)能對人流進(jìn)行模擬，為鬧矛盾的不同部門給出一個最優(yōu)解決方案，并讓他們在系統(tǒng)上就能看到調(diào)整后的效果。

北京冬奧會開閉幕式，是北京理工大學(xué)這支數(shù)字表演與虛擬仿真團(tuán)隊的又一次“實戰(zhàn)”。他們已經(jīng)為多場大型活動提供了科技支撐：2008年奧運會開幕式的“擊缶而歌”，2018年平昌冬奧會的“北京八分鐘”，2019年國慶盛典虛擬仿真演練，2021年建黨百年慶祝大會的仿真建模和現(xiàn)場服務(wù)，還有2010—2022年中央電視臺春晚數(shù)字舞臺仿真……

團(tuán)隊已是數(shù)字表演領(lǐng)域的領(lǐng)軍者，技術(shù)達(dá)到國際國內(nèi)領(lǐng)先。他們還手握多項核心專利：涉及人群行為規(guī)劃和人群行為仿真方法的系列專利，大型活動人群仿真的核心技術(shù)，涉及虛擬攝像和直播方案仿真的系列專利，涉及虛擬舞臺的系列專利……

丁剛毅告訴科技日報記者，利用虛擬仿真智能技術(shù)，他們協(xié)助導(dǎo)演團(tuán)隊實現(xiàn)北京冬奧會“簡約、安全、精彩”的辦賽要求?！拔覀円苍诮ㄔO(shè)智能表演交叉學(xué)科，培養(yǎng)人才，鍛煉隊伍，繼續(xù)服務(wù)國家大型活動?！倍傄惚硎?，未來，他們想將能力開放出去，以多種形式，用技術(shù)推動演出產(chǎn)業(yè)升級和生產(chǎn)模式變革。