2月4日晚，北京2022冬奧會開幕，由張藝謀導(dǎo)演的開幕式完美呈現(xiàn)，獲得網(wǎng)友的贊譽。開幕式兼具美學(xué)、創(chuàng)意與科技元素，包括航天科技、航空工業(yè)、京東方、北京理工大學(xué)、北京電影學(xué)院、高巨創(chuàng)新、優(yōu)必選等多家院所、院校、公司團體提供了相關(guān)的技術(shù)服務(wù)。

開幕式場地定為鳥巢。航天科技一院15所和12所分別負責建設(shè)了舞臺系統(tǒng)和地屏。整個地面舞臺系統(tǒng)施工面積約21000平方米，舞臺中央是一個巨大的升降臺。在整個開幕式中，雪花臺、火炬等眾多創(chuàng)意表演均在這個中央升降臺完成。舞臺兩側(cè)旗桿的設(shè)計工作也由航天科技工作人員完成，相較于2008年北京夏季奧運會的旗桿，此次冬奧會的旗桿增加了旋轉(zhuǎn)功能，可以更好地適應(yīng)鳥巢風向的變化，讓旗子在任何時刻都可以迎風招展。

地面顯示屏由4萬多塊屏幕組成，面積達10100多平米，由京東方生產(chǎn)制造，是目前最大的8K超高清地面顯示系統(tǒng)。地面顯示屏可呈現(xiàn)出100000:1超高對比度，3840Hz超高刷新率，以及29900×15096超高分辨率。航天科技12所大道公司負責顯示屏背后播控系統(tǒng)的建設(shè)，依托該公司自有的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺——長征云平臺串起這數(shù)萬塊屏幕，時刻監(jiān)控溫度、濕度、電壓等數(shù)據(jù)，四路信號確保安全可靠。

北京理工大學(xué)計算機學(xué)院數(shù)字表演與仿真技術(shù)團隊所打造的冬奧開幕式仿真系統(tǒng)中的“鳥巢”

“虛擬開幕式”仿真圖

北理工師生們采用該校原創(chuàng)的“智能化創(chuàng)編排演一體化”系統(tǒng)，打造了全仿真的“虛擬鳥巢”。數(shù)字表演與仿真技術(shù)團隊負責人、北理工計算機學(xué)院丁剛毅教授介紹，該系統(tǒng)相當于電影預(yù)演系統(tǒng)，幫助導(dǎo)演團隊等直觀了解開幕式的整體效果，對演員、燈光、音樂、煙花、奧運火炬，甚至轉(zhuǎn)播機位等全要素進行全方位排兵布陣。以《立春》節(jié)目為例，北理工團隊成員對每一位演員的動作效果逐一進行了仿真，為每一位表演者提供了“定制”表演手冊，將節(jié)目細節(jié)一一標注清晰，對節(jié)目效果進行了上萬次修改。此前，在該系統(tǒng)上開幕式排演了約12次。

開幕式現(xiàn)場，冰立方和奧運五環(huán)的出現(xiàn)效果，現(xiàn)實和虛擬結(jié)合，做出了激光雕刻出五環(huán)的震撼效果，驚艷全場。航天科技集團一院5所承擔了冰立方和五環(huán)的升降驅(qū)動。冰立方，長寬高分別是22米、7米和10米，重量達400噸，升降重量達180噸，是整個開閉幕式最大功率的驅(qū)動設(shè)備。冰立方升起來之前，它“藏”在一個巨大的地倉里，地倉長度是84米，寬42米，深度是10米。一院15所采用了多級的折疊結(jié)構(gòu)，使冰立方升降的最大速度可達每秒0.28米，完成整個升起過程，最短耗時43秒，運行誤差只有正負1毫米。同時，五環(huán)也有嚴格的重量限制，一院15所項目團隊做了多次仿真和現(xiàn)場試驗，最終完成了五環(huán)的完美亮相。

主火炬沒有往屆冬奧會熊熊燃燒的大火，而是“一葉知秋”的微火，就是最后一棒的火炬，體現(xiàn)了環(huán)保、低碳的理念。構(gòu)成主火炬的雪花形狀的，是本次冬奧會參賽國家/地區(qū)代表團的名牌小雪花。航天科技六院11所（京）和101所研制了主火炬燃燒系統(tǒng)。在“雪花”異形屏方面，工作人員采用彩LED直顯屏方案，出光面根據(jù)舞美造型隨型設(shè)計兼顧美觀鏤空，實現(xiàn)燈光圖案的多彩變化，針對火焰顏色可視化需求，團隊在氫氣火焰區(qū)中以特殊方式植入微量顯色劑配方，以安全、環(huán)保的方式實現(xiàn)氫氣火焰的可視性；采用線性多點式耦合燃氣分配技術(shù)，實現(xiàn)火焰“飛揚”飄逸的造型，使得火炬最終取得了手感舒適度、功能完整性的平衡。

京東方公司負責了主火炬臺的整體硬件支撐和軟件系統(tǒng)的設(shè)計。根據(jù)京東方介紹，主火炬由96塊小雪花形態(tài)和6塊橄欖枝形態(tài)的LED雙面屏創(chuàng)意組成，采用雙面鏤空設(shè)計，嵌有55萬余顆LED燈珠，每一顆燈珠都由驅(qū)動芯片的單一信道獨立控制。主火炬點燃那一刻，巨型雪花屏幕輻射點亮，完美同步，背后離不開京東方AIoT技術(shù)體系及自主研發(fā)的同/異步兼容信發(fā)系統(tǒng)，異步集控能在極短時間內(nèi)將大規(guī)模視頻內(nèi)容快速下發(fā)，同步集控確保102塊雙面屏幕實現(xiàn)毫秒級響應(yīng)；此外，“主路+環(huán)路”備份的高冗余控制系統(tǒng)確保了火炬臺播控系統(tǒng)的超高可靠性。

北京電影學(xué)院的師生團隊完成了《Imagine》《漂亮的雪花》節(jié)目的視頻實時特效。該項目由北京電影學(xué)院教務(wù)處長、聲音學(xué)院院長童雷教授擔任項目負責人，率領(lǐng)聲音學(xué)院師生組成的實時交互視頻特效團隊聯(lián)合INTEL團隊共同完成，經(jīng)過了“基于人工智能技術(shù)的影像識別跟蹤”和“基于交互引擎技術(shù)的實時渲染呈現(xiàn)”兩個核心技術(shù)環(huán)節(jié)來實現(xiàn)的，是世界上首次在超過一萬平米的場地上對超過600名演員進行實時跟蹤與互動的表演。

▲圖中箭頭所指為FM接收器

開幕式的演職人員經(jīng)過壓縮后仍然多達3000余人，這些人的通訊是頭等大事，航天科技一院12所大道公司開發(fā)出有線內(nèi)通系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)和無線FM三類子系統(tǒng)，三個子系統(tǒng)完全相通。通信系統(tǒng)終端由48塊面板、52個有線腰包、36個無線腰包、700個無線對講機、7000個FM接收器組成，冬奧會開幕式的指揮監(jiān)控系統(tǒng)依托大道公司的“長征云”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺研發(fā)，給分場導(dǎo)演、舞臺總監(jiān)、技術(shù)保障人員等提供指令信息。

在開幕式開始前的十城聯(lián)動和24節(jié)氣倒計時處，都出現(xiàn)了無人機表演的身影，這些無人機編隊表演的效果由高巨創(chuàng)新提供，在深圳用2022架無人機組成了漫天雪花、2022冬奧會logo、冬奧會吉祥物冰墩墩和雪容融等圖案。

除無人機外，深圳還采用了優(yōu)必選的悟空機器人，9臺悟空機器人化身滑雪、滑冰運動員展示運動員英姿。悟空機器人還穿上56個民族服裝，一邊熱舞一邊揮動冬奧旗幟，傳遞中華56個民族對北京冬奧會的美好祝福。

本文內(nèi)容綜合自：航天科技、北京理工大學(xué)、北京電影學(xué)院、京東方、高巨創(chuàng)新、優(yōu)必選等公眾號。