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2022北京冬奥会闭幕式上,中国公司用科技感诠释中国式浪漫

时间:2022-02-21 11:24:53 作者:综合报道 阅读:
2022北京冬奥会,可能是《电子工程专辑》小编乃至大部分国人第一次全程关注并观看的冬季奥运会,本届运动会上,中国体育代表团勇夺15块奖牌,取得了我国参加冬奥会历史最好成绩。除了运动员们精彩的竞技表演,本届冬奥会还用科技的力量和创新的观念展现了中国力量和浪漫。据介绍,共有212项技术在北京冬奥会上落地应用,涉及60多个细分应用场景,其中有4项技术是全球首次推出……
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2022北京冬奥会,可能是《电子工程专辑》小编乃至大部分国人第一次全程关注并观看的冬季奥运会,本届运动会上,中国体育代表团勇夺15块奖牌,取得了我国参加冬奥会历史最好成绩。

除了运动员们精彩的竞技表演,本届冬奥会还用科技的力量和创新的观念展现了中国力量和浪漫。北京冬奥会开幕式和闭幕式的总导演张艺谋曾表示,这届冬奥会开幕式会大幅减少演员数量,用科技让开幕式“人少而不空,空灵而浪漫”。

(图自:央视新闻)

此前《国际电子商情》曾对北京冬奥会开幕式上的黑科技和供应商做了一次盘点,采用了包括8K超高清技术、裸眼3D视效、LED解决方案、动作捕捉互动系统等技术,供应商则包括航天科技集团、利亚德、洲明科技、京东方等。

2月20日晚,随着奥林匹克主火炬的熄灭,北京2022年冬奥会圆满闭幕。与开幕式一脉相承,冬奥会闭幕式依然科技含量满满,再次惊艳全球。在燃料动能、LED、人工智能、5G、云计算、边缘计算、VR、AR、裸眼3D等多种前沿科技支持下,呈现了既恢弘壮美又空灵浪漫的视听盛宴。

据介绍,共有212项技术在北京冬奥会上落地应用,涉及60多个细分应用场景,其中有4项技术是全球首次推出,有33项技术是在冬奥会首次使用,充分彰显科技的创新力量。

中国结、折柳寄情的中国式浪漫

闭幕式上,AR中国结惊艳亮相,无数条红丝带从四面八方飞向鸟巢,将场内悬挂的雪花火炬台装点成为一个巨大的红色中国结。“中国结”由数字AR技术生成,以超高的精细度形成仿真的视觉效果,就像一个巨大的实体装置挂在鸟巢上空。

(图自:央视网)

据悉,中国结的设计汲取了多个中国元素,有景泰蓝、青花瓷、丝绸、红丝带以及雪凇和雾凇。“雪花火炬台”的设计充分运用了视效编程、数字可视化,实现了雪花火炬台每一秒都易于变化。

新华社微博介绍,折柳寄情环节,导演用“一首曲、一群人,一捧柳枝、一束光、一片绿荫、一起向未来”六个“一”唯美表达了庄严的仪式。在该节目中,一组由“真激光”技术制作的光束组成参天大树,穿过雪花火炬台直达天际,代表人类最真挚的情感,送别、怀念、铭记和期待。

(图自:央视网)

梦幻五环和雪花火炬怎么做到的?

在闭幕式上,伴随着《我和你》旋律,2008年北京夏季奥运会梦幻五环缓缓升起,与雪花火炬台交汇,串联起2008年北京夏季奥运会和2022年北京冬奥会,以创新的方式纪念“双奥瞬间”。 北京是一座双奥之城,“鸟巢”也是一座双奥场馆,时空交错,令人难忘,网友纷纷表示:梦回2008年,有被“戳”到。

  (图自:央视网)

中国航天科技集团官微介绍,和冬奥会开幕式的冰雪五环一样,梦幻五环同样由航天科技集团建造,是2008年五环的“mini版”。

该五环宽18米、高度11.75米、单环直径为5米,比2008年的宽36米、高16.5米、单环直径10米的梦幻五环小了不少。它由21000个LED灯珠组成,夜色中就像闪闪发光的星星,而且LED灯珠要比2008年的更节能,而且亮度实现了可调节。这些灯被焊接在一面巨大的钢丝网上,钢丝都裹上了一层黑色塑料皮,以免因为反光而“穿帮”。此外,与2008年装载的电池只能续航约5分钟相比,它的展示时间大大延长,可支持60分钟以上的演出使用,持续点亮超过2小时。

那么梦幻五环在升起之前,藏在哪?大家可能还记得冬奥会开幕式的冰立方和冰五环,也是出自长征天民公司。“当时冰五环是藏在了冰立方里面,到了闭幕式,我们把冰五环拿出来,腾出的空间放置梦幻五环。” 长征天民总工申纪刚表示。

地面舞台模拟动画(图自:航天科技集团)

另外,在开幕式时就技惊四座的雪花火炬,由一朵朵小雪花组成一片大雪花,每多雪花代表一个国家和地区,汇聚在北京组成火炬台。大雪花中间插着一支手持式火炬“飞扬”,主火炬采用氢气作为燃料,在之前的冬奥会中尚无先例,以“微火”取代熊熊燃烧的大火,也传递低碳、环保的绿色奥运理念。

由航天科技集团第六研究院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,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,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镂空,实现灯光图案的多彩变化……

(图自:央视网)

在鸟巢地下的火炬储藏室,技术负责人——开闭幕式工作部仪式装置经理庞宗占介绍了火炬台和火炬连接部分的奥秘。

“很难也很惊讶,当时知道这个决定也很惊讶,当时要求是一插,就是实现这些转换,实际上我们说连接装置有很多技术难点要突破。” 庞宗占说到,“一个是密封氢气特别容易泄漏,所以密封特别难,所以密封这一块我们做了很多测试。因为咱冬奥会是冬天,要考虑低温环境,所以为了解决低温下的应用问题,我们专门找到了一个冷库专门去测试,前前后后大概五六版设计稿,再加上100来次的实验测试,才实现导演的创意想法。”

(图自:央视网)

整个地面都是LED大屏

在冬奥会开闭幕式花式炫技中,LED大屏幕功不可没。据2022北京新闻中心科技冬奥有关情况专场新闻发布会消息,鸟巢中央超大8k地面屏幕,由4万多块LED模块组成,面积10552平方米,其上方竖立的1200平方米的8k LED屏幕,这两块屏幕构成了目前全球最大的超高清LED三维舞台。

公开资料显示,上述地屏由利亚德、京东方和洲明科技共同承制,利亚德提供7000多平方米(地屏正中央部分),京东方和洲明科技提供约4500平方米(地屏两侧半弧形部分)。 

“地面显示系统作为闭幕式演出显示系统和表演舞台,地面LED舞台实际播放视频分辨率达到14880x7248,接近4个8K分辨率(物理分辨率可提升一倍),可以完美呈现裸眼3D效果。”2022北京冬奥会闭幕式地屏提供方、利亚德集团冬奥项目总负责人刘海一在接受《科技日报》采访时揭秘道。

由于LED地屏需要满足开闭幕式的演出需求,整个显示系统有其独立的显示组件、显示系统、控制系统、结构系统和电气系统,操作人员可在控制室内通过计算机远程控制,而LED地屏显示系统则可以文字、图片、视频等多种形式显示。

冬奥会前,工作人员在鸟巢搭建8K LED地屏,耗时3个月(图自:新京报,利亚德供图)

“在闭幕式地面LED显示系统的设计和施工环节,我们引入航天质量管理方法,将严格标准融入到每一个环节中。经过前期充分的测试验证,每一块LED显示模块和链接线缆,即使在冬季-20℃低温环境下,以及演员高强度彩排踩踏和设备机械的碾压下,都能稳定呈现超8K高清视频流畅的画面效果,颠覆了传统演出舞台的空间结构,实现人屏互动,打造出数字化多维空间特效。”刘海一指出,LED地屏显示面板还加装抗眩光、抗摩尔纹、防滑雾化面罩,显示画面柔和,为摄像转播提供全焦段无杂波、无干扰的纯净视频显示画面。

用火箭研发和运行的方式,运行舞台

屏幕集成了智能播控系统,将超高分辨率的视频素材分秒不差地呈现在所有模块上,不仅完美展现了各种影像效果,还结合了数字科技、人工智能动作捕捉、虚拟现实增强技术等,颠覆了传统的舞台式演出模式。在开幕式《雪花》节目中,孩子们举着和平鸽模型,脚下踩出一片片雪花,雪花随脚步流动,这些灵动的雪花其实是实时渲染出来的。对如此多未进行系统排练的孩子进行精准定位,实时渲染,此前还没有同样的技术在如此大的舞台上实现过。

总导演张艺谋介绍,该环节配合“默契”,全部是由AI动作捕捉技术实现。

更具体一点,根据英特尔官微介绍,这种“默契”是基于运行在第三代英特尔至强可扩展处理器上的3DAT三维运动员追踪技术,以及针对开幕式场景定制开发的“基于AI的大型演出实时特效系统”,使得演员不需精准排练就能呈现完美的艺术效果,也释放了孩子们的天性。

(图自:央视网)

英特尔奥运办公室首席技术官柯毅窦认为,“这个节目的创意和表演都非常令人感动,而科技让它更加有人情味,能够创造这样一个节目我们非常高兴。奥林匹克的口号是更快、更高、更强、更团结。我们在这个项目上的合作恰恰表达了奥林匹克精神的这一点。携手共进,必成伟业,这就是我参与这个项目的感受。”

在面积如此庞大的显示器地面上,只有达到毫秒级的延迟,才能最完美地展示出节目的效果。

(图自:央视网)

航天新长征大道科技有限公司常务副总经理刘瀛在接受央视采访时表示:“从屏的这边到那边将近150米,它的同步性要求要达到毫秒级以上。这种水下来以后,其实每一帧都不一样,它是一个动态情况,如果左边的是前面的浪花,右边是后面的浪花,那明显差距就很大了。所以就有航天的发射技术应用到了这个大型舞台的巨大屏幕控制技术上,使得它能够完成毫秒级的(同步)播放视觉的能力。”

对于超大型拼接显示系统来说,需要将局部图像显示控制指令分别打包发送到每块LED屏端,经过LED视频接收卡进行解析处理,再基于系统指令来控制输出相应的屏幕色彩、色温和亮度。为达到视频稳定流畅的理想视觉效果,显示系统对视频接收卡芯片的性能和可靠性要求极高。

鸟巢地面屏视频接收卡采用了的国民技术N32L4X系列微控制器芯片(MCU)作为协处理器,用于实现其视频应用层协议动态解析,温度、湿度与电压等工作状态的实时监测,以及地面屏LED固件安全升级等重要功能。据国民技术负责人介绍,N32L4X是业界首款采用40nm工艺设计的低功耗MCU。

(图自:央视网)

对于这点,北京冬奥组委开闭幕式工作部部长常宇进行了揭秘——他们确实是拿火箭发射生产研发和运行太空站的方式,在运行舞台装置。“所有的倒计时、检测安全性、评估,包括现场下的口令,都跟发火箭那时差不多。我们这么有科技实力的单位,千千万万个单位在外围做保障,哪怕在舞台上只是几秒钟的呈现,它背后凝聚了很多技术人员的努力在后面。”

冬奥会历史上首次使用超高清8K转播

本届冬奥会在转播、技术、内容制作等多方面刷新了纪录,是迄今为止收视率最高的一届冬奥会。超高清信号、云转播等技术带来了现场感极强的收看体验。

以往,只有在电影里才能看到的“子弹时间”特效,在北京冬奥会上有应用,通过数十台相机对运动员的动作进行360度全方位捕捉,以及智能算法合成和建模,观众可以进行多角度全方位的回放。这种特效,离不开稳定的5G信号。

此外,冬奥会历史上首次通过8K信号去直播开闭幕式,8K转播采用当今世界上最高的电视播出技术标准,8K信号的带宽是高清信号的32倍。

数码视讯表示,本届冬奥会的8K转播车所采集的信号在央视8K频道播出,公司提供了8K编解码产品用于8K频道节目的编码播出。

凭借高速率、低延时、大带宽的优势,5G成为“科技冬奥”的“主角”。

中国联通表示,公司积极结合边缘计算、5G云转播等技术,实现了赛场内外高清视频图像的实时传输。

同时,为将冬奥会的精彩传播给全球观众,中国联通为OBS(奥林匹克转播公司)开通了33条国际传输电路,用于承载冬奥赛事转播信号国际传输。

闭幕式上,随着“雪花台”的灯光由外向内渐次熄灭,安装在“雪花”正中央的冬奥会主火炬“飞扬”也熄灭了。主火炬“飞扬”的燃烧装置也由航天科技集团设计制造,采用绿色环保、燃烧性好的氢气作为燃料,实现了冬奥会历史上火炬的零碳排放。

从2008到2022,设备的国产化大幅提高

“我们祖国在数字经济、数字文化和科技文化的快速发展,带给我们一个画笔,才让我们能在世界舞台这张冬奥会的画卷上,谱写新的篇章。让更多年轻人去把对我们祖国的这种热爱,变成我们更优秀的文化艺术作品,让世界人民去了解我们中国。”北京2022年冬奥会开闭幕式视效总监王志鸥表示。

北京冬奥会闭幕式导演锋尚文化沙晓岚说,2008年整个鸟巢80%用的是进口设备,音响是100%的进口设备,到2022年是100%的中国产品,全是国产设备在挑起大梁。

其中,2008年北京奥运会时,鸟巢用的灯具50%左右都是进口设备。2022年北京冬奥会开幕式,全场使用的所有灯具、LED产品已经实现100%中国制造。据广东演艺设备行业商会会长梁志远介绍,当前产自中国的灯光音响等演艺设备产品已占据世界80%以上市场份额,其中广东企业所占的份额又达到了中国制造的80%。以此为转折点,中国演艺设备行业开始飞速发展,实现了从学习到超越的过程。

除冬奥会开闭幕式上呈现的“黑科技”外,在冬奥会场馆建设、赛事保障等皆体现满满的“科技感”。云顶滑雪公园使用的“室外雪上项目场地防风网技术”,在“雪如意”安装北斗微基站定位系统,首次实现了室内亚米级精准定位等等。

本文内容参考央视新闻、中证报、科技日报、冬奥会刊、航天科技集团一院、北京日报、南方网报道

责编:Luffy
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