2月4日晚上,国家大剧院坐满了来看冬奥会开幕式直播的观众。这次开幕式首次使用了我国具有自主知识产权的高可靠、低时延EUHT无线宽带技术,进行8K超高清直播无线传输。在此基础上,以北京广播电视台冬奥纪实8K试验频道作为信号源,通过我国自主研发的AVS3编码技术传输,人们才能通过国家大剧院的800寸超大电影银幕,看到这个“史上最清晰”的8K超高清开幕式直播。
这是一个空灵而浪漫的开幕式。
在《二十四节气》《立春》《冰雪五环》《构建一朵雪花》等节目中,所展现的理念创新与科技力量的完美结合,也再次惊艳全球。北京冬奥会开幕式在世界范围内刷屏,人们评价这次开幕式“每一秒都是‘中国式的浪漫’”、“所有的节目都很好看”、“中国重要时刻的惊喜开端”、“独特而壮观”。
不过,很多人不知道的是,在惊艳世界之前,在北京理工大学数字表演与仿真技术实验室研发的平台上,这个“史上最清晰”冬奥会开幕式曾排演过无数遍。
虚拟仿真系统是一个可以全方位模拟表演的全流程技术解决方案。通过这个平台,开幕式团队可以检验开闭幕式呈现的所有要素:从观众席、灯带、主舞台、竖屏、覆盖超大型LED地屏到这个空间内上演的所有节目的活动轨迹——演员如何上场、表演、退场以及其中的复杂调度。
另外,在模拟系统算法的支撑下,声音、演员和画面的配合,时间和空间的吻合以及多要素的卡点,也可以全流程地推进。而对于拍摄、转播、直播等不同技术指标的需求,它也可以模拟出不同机位在不同时间点的拍摄效果。
于是,不需要真人演员的呈现,通过这个平台,冬奥会开闭幕式团队就可以看到各种表演方案的三维呈现效果,协调演员、机器人、视频投影等要素进行排练,然后根据要求一次次推翻重来。这也一定程度解放了真人演员,用科技来降低“人海”战术的消耗。
这次开幕式的画面像素非常高,是14000分辨率的巨幕。
我们对画面的要求是1秒钟50帧,整场内容数据量巨大,一个节目就含有几个T的数字内容,可以想象它是非常大的数字科技工程。由于地屏需要满足从舞蹈、滑雪到升国旗等多种节目形式的需求,整个显示系统也就配备了独立的显示组件、显示系统、控制系统、结构系统和电气系统,操作人员可以通过计算机进行远程控制。
为了给摄像转播提供全焦段无杂波、无干扰的纯净视频显示画面,地屏显示面板还加装了抗眩光、抗摩尔纹、防滑雾化的面罩。
开幕式上的“冰雪五环”。新华社记者丁旭摄对于许多观众来说,五环的出现一定是印象最深的场景之一。空中的一滴水墨凝结成冰,一块冰立方从地下升起。24道激光在冰立方上重现了24届冬奥会,随着6个冰球运动员快速击打,激光开始雕刻冰立方,最终冰五环从冰块中升起。
其中,“‘雕刻’的视觉是在激光与冰立方3D视效的结合下产生的”,上升又降落的冰立方,则使用了三维数字装置,借助五面裸眼3D效果实现。为了实现激光和光影互动,视效团队做了两万多张效果图,还“开发了一套编程程序,能把每一秒的视频信息变成点位信息,这样激光就能围绕五环进行转动。”
冬奥会宣布开幕那一刻,一棵长300米、宽200米的3D立体迎客松出现在鸟巢上空,这也是“整场焰火燃放中最难且最复杂的”特效烟花。为了在空中画出“迎客松”,支撑团队需要根据发射高度,编排设计好产品在空中爆炸的各个爆炸点,模拟出迎客松在空中完美成型的画面。再根据已编排好的精密数据,和画面在空中形成的样式,将产品在地面上摆放,不断试验精进,使产品燃放效果和电脑模拟效果达到1:1的程度。
主题歌演唱环节,几百个孩子手举发光的和平鸽在鸟巢中央奔跑,孩子跑过,脚下的屏幕随即亮起雪花。这给观众们留下了深刻的印象,也是张艺谋最推崇的部分。有人以为雪花是提前做出来的,有人以为地屏有触感,踩到就有反应。
而根据英特尔官微介绍,这种实时交互来自®3DAT三维运动员追踪技术,它可以让地面的屏幕瞬间对演员位移做出实时反馈并呈现艺术效果:“这个系统利用捕捉系统提供过来的位置信息,把预先设计好的视频效果,精准呈现在演员脚下,这样就能形成如影随形的效果了。”“这一套几乎是零延时的。”北京冬奥组委开闭幕式工作部部长常宇说。
在大型演出活动中启用实时渲染,实现全实时互动,这是一个冒险,以前几乎从未有过,“这里解决了大量的技术问题,才能得以呈现出来那样的一个大家在冰天雪地里自由欢愉的感觉,这也是我们想在结尾阶段想要获得的感觉。”
“表演是好坏,点火是成败”,这句口号,开幕式团队从2008年夏季奥运会喊到了2022年的冬奥会。
但此次的奥运会开幕式,抱着看点火仪式有多“石破天惊”期待的人们,可能有些失望:最后一棒火炬就是主火炬。这简直“平淡”过了头。这实际上是一种全新的奥运圣火点燃方式:微火。这种方式需要解决的主要问题是:怎样为悬在半空且不断旋转的主火炬提供足够的燃料?为此,技术人员专门在悬挂主火炬的威亚上设计了一套姿态调节执行机构,配合地面装置实现主火炬的翻转、提升动作。
氢气储存和减压装置就藏在其中,减压后的氢气通过软管源源不断地输送至火炬中心,并应用航天氢氧发动机燃烧技术,保证不熄火、不回火、不脱火。为了让主火炬在360度旋转时也能高效稳定燃烧,配套的氢气软管、电缆、控制线缆均可卷伸,让氢、电、控制信号能连续、稳定、可靠地供应传输。