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惊艳！北京冬奥会开幕式用到了哪些黑科技
时隔14年，亿万中国人的冬奥梦想被照亮，北京再次成为万众瞩目的世界焦点。2022年2月4日，北京冬奥会正式开幕！
本次冬奥会开幕式秉承“简约、安全、精彩”的主旨，从一朵雪花故事的开始，通过AI算法、裸眼3D、AR增强现实、影像动图等数字科技手展现空灵、唯美、简约的现代艺术风范，传递冰雪晶莹剔透的浪漫感，呈现科技美学概念，空灵而浪漫，璀璨且精彩。
数字科技力量
这些内容的呈现需要与硬件技术的高度协同和完美配合，BOE（京东方）全球领先的显示技术和智慧系统，让开幕式的创意内容达到了最好的呈现效果。
相较当前主流视频帧率普遍为25帧或30帧，此次开幕式的数字影像内容在制作过程中便提高了制作标准，每秒50帧的高帧率动态影像，让直接观感更为流畅。涵盖15个流程环节、包含约五千八百多秒的数字内容，约29万帧，渲染时长约2430机时。
开幕式上的视效画质达到全球顶尖的16K水准，平均一次出片需要100台渲染集群工作约3天，成片数据量约2T，为保证内容输出，制作团队还搭建了“渲染农场”以满足庞大的渲染制作量。
AR雪花
根据北京奥组委提出的需求，在开幕式过程中将实现三个虚拟机位的4K超高清AR制作。中央广播电视总台技术局录制五部包装岛（央视数码）AR团队进行人员和虚拟设备适配，组建11名AR专业技术人员，先后多次与OBS转播技术团队进行技术对接。
根据总导演创意需求，AR团队在场景制作中进行了技术美术上的突破，有机地把随机生成动画和人工预置动画结合在一起，使得标有国家名字的雪花前景元素得到完整地展现，以达到功能需求，同时也兼顾了正面全景机位的变焦跟踪。
团队很好的引入了新一代粒子系统制作背景雪花，在大数量粒子模拟上效率提升巨大，能以较小的性能开销，实现更丰富的视觉效果。
此外AR团队在现场调试中既解决了雪花虚拟元素循环插值带来的不正常闪烁问题，又保证了动画效果呈现的技术美术难点。
由于现场AR虚拟工作间的位置与国家体育场内现场三个虚拟机位的位置相隔甚远，最长大概有800多米，最短的也有600多米，超长的距离加大了虚拟系统部署的难度。
同时按照冬奥防疫要求，现场分为闭环内与闭环外的复杂环境，由于虚拟摇臂机位的位置特殊，没有通道可以从闭环内直接到达，所以对虚拟系统的安装和调试都十分具有挑战。
为了AR虚拟系统正常安全运行，以及更好地呈现AR视觉效果，虚拟团队与OBS等多方沟通，首次使用光纤线路用于跟踪信号的传输，解决了因距离过长普通网线传输距离不足，跟踪信号不稳定的问题。
这也是央视AR虚拟应用第一次与国外转播机构完成合作。
AI实时特效系统
运用AI图像处理算法，机器学习了大量中国传统水墨画，建立水墨纹理特征模型，以此生成风格化的山水图像。
场地中央“一方水”缓缓升起，逐渐成为一块冰，该数字装置实现了技术创新的五面裸眼3D效果。24道激光射向冰立方，在巨大的冰立方上雕刻历史，从往届冬奥会到北京冬奥会，在流光溢彩中，观众穿越着时空。
激光如画笔一般将水墨冬奥运动人形动画描绘而出，在创作过程中，视效团队将三维动画转化为激光机需要的点位数据，并实现快速的效果迭代，满足创意更新需求，这是数字科技对中国传统水墨风格的解构与重塑。
手拿和平鸽的小朋友不规则走入场内，脚下的光点随之亮起；穿着轮滑鞋的运动员在地屏滑动，雪花随之被抹去。
运用动态人物捕捉，结合集群实时渲染服务器与大规模LED的超高分辨率影像，在演出现场呈现真实演员与虚拟影像实时互动的现实增强效果。
同时运用AI实时特效系统，无需被捕捉对象穿戴任何设备，基于视频信号即可完成同一时间内多达600个演员的位置追踪。
值得一提的是，本次使用的AI实时特效系统不仅用于现场演出，也用于辅助演员进行节目排练，以及根据排练结果生成实时动画，以提高开幕式视频效果制作中拟人类角色动画的自然度、逼真度。
超大面积地屏
开幕式一开始，地面上的大大的“显示屏”就吸引了观众的注意。据了解，地面是由8K超高清地面显示系统构成，面积高达10393平方米，包含超过4万块的LED模块！
这么大的画幅，如何保证让画面达到完美融合和产生绚烂的画面呢？
北京冬奥会开幕式采用多个8K+级分辨率的画面融合技术，利用超大光学校正算法对每个显示画面进行像素点级的光学校正，可实现100000:1超高对比度，29900x15096超高分辨率和3840Hz超高刷新率。
那么开幕式中，演员和画面的互动是真实的和硬件互动，还是演员和片源配合度好呢？
据项目提供商京东方介绍，这是利用超大规模显示模组控制与同步系统，可实时捕捉演员行进轨迹，实现画面与演员的无缝互动。
而且这个系统在冬季零下30摄氏度的极端低温雨雪天气里，在长达5个月的高强度排练中依然能实现稳定运行。
奥运历史上首次呈现微火火炬
前所未有的点火仪式已然创造历史，这次大胆的创新成功在奥运历史上留下浓墨重彩的一笔，正如总导演张艺谋所说：“点火的方式乃至火炬台的方式，是我们最大胆的一个设计和变革，百年奥运史上还没有出现过。”
由中国结和橄榄枝结合而成的雪花台，在凸显奥林匹克格言同时，融合中国传统文化元素。在有限的像素点位中利用程序控制像素形成符合几何形状的动态效果，匹配物理灯珠点位。
这是奥运历史上首次呈现的以绿色环保为核心原则打造的微火火炬。
它创造性的将手持火炬与火炬台有机结合，最大程度降低碳排放。地面影像和由数字光影矩阵组成的核心装置一同绽放光芒，各参赛国名字在其间联结闪耀，一起向未来！
奥运历史上首次以水墨动画风格呈现冬季运动
一滴中国水墨从天而降晕染开，幻化成黄河之水天上来，铺满全场、浩浩荡荡，奔腾不息，将“山水画”与“黄河水”的观念相结合，展现了一幅兼具传统美学与现代科技的新时代图景。
激光在“冰立方”上描绘出运动人形及冬奥会历届举办国及举办城市名，这是奥运历史上首次以水墨动画风格呈现冬季运动，视效团队研究了中国书画的笔韵和技法，以传统笔墨精神再现冬奥历史。
这不仅是科技对中国传统水墨风格的解构与重塑，也是将“笔墨精神”与“奥运精神”相结合。展现了中国人借以数字科技对中国传统水墨独特的理解。
时隔14年，亿万中国人的冬奥梦想被照亮，北京再次成为万众瞩目的世界焦点。
三年前，总导演张艺谋等业内大咖的召集让黑弓Blackbow以视效团队的身份加入初创会。一路脑力激荡，昼伏夜出，视效团队的队伍也越来越壮大。
其中不乏有中国顶尖设计师、高校青年教师和数字艺术专业的优秀学子。凭借专业的能力和拼搏的精神，中国的视效团队用科技艺术创新演绎了他们眼中的中国式的浪漫，也让世人见证冬奥背后的中国设计力量！
“简而有质”的灯光设计
此次灯光设计方面秉承“光透内涵，影述外延”的设计理念，根据鸟巢场地结构特点，主体采用多层次环形布光，大量运用“内光外透”等手法，实现对明暗关系，透视关系，空间关系的塑造。力求做到繁而化简，简而有质。
灯光设计工作前期阶段采用全案设计软件Depence2完成场地还原及灯光预演，将舞台全貌及灯光最终呈现效果进行展示。
对基础光位、效果光位及环境光位进行模拟，在前期便可以发现方案中存在的问题并及时加以改进。
在灯光设计方案中，着重思考了艺术形式的表达。将我国艺术作品中写意的表达形式与西方艺术中写实的表达方式进行融合。
对于灯光效果的呈现逻辑进行思考，从感知与直观进行思考及判断，与创意及策划相融合，进而凸显出灯光的色彩表现、造型语汇。
通过主观与客观的表达进行具象与抽象的再现，将2022北京冬季奥林匹克运动会的内涵外延，进而使“光透内涵，影述外延”这一设计理念得到诠释。
鸟巢曾在2008年那个炎热的夏季向全世界展示了激情与梦想，灯光设计团队希望在2022年的冬天，向世界展现一个不同色彩的鸟巢。
冬季自然离开不冰与雪的覆盖，与火热的生机盎然的春季、热情似火的夏季、收获颇丰的秋季不同，蓝、白成为了冬季颜色的主旋律，蓝色的深邃与白色的纯洁在开幕式中充当了主颜色旋律。
设计团队在鸟巢的顶部及膜间安装泛光灯具对鸟巢顶部的结构进行投射。俯瞰鸟巢，钢结构经过灯光的渲染与分割，呈现出内光外透的效果，使鸟巢的立体感和层次感得到进一步加强。
在基础光位的设置上，设计团队通过对开幕式各环节的用光需求进行分析，采用环形布光的原则，将大量灯具吊装于棚顶结构下弦。确保环节所需各个位置的光照均匀，投射角度合理。
置身鸟巢之内，从地面到顶膜结构的碗边所形成的巨大垂直空间，能带给人巨大的视觉冲击力。灯光设计团队通过在顶膜边缘处与二、三层观众席延展平台上安装灯具对垂直空间进行色彩渲染。
对画面的饱满度进行提升，并进一步加强了空间感带来的视觉冲击力。
国旗是国家重要的象征，时隔14年中国再次成为奥林匹克运动会的举办国，国旗的升起对国人有着特殊的意义，红色的运用所代表的不仅是我们引以为豪的国旗色，也寓意如果奇迹有颜色那一定是中国红。
奥运五环的展示是历届奥运会中的规定环节，也是重要仪式之一，“冰立方”的设计运用既回顾了历届冬奥会的历程，也通过“激光雕刻”进行凿冰的方式，展现出晶莹剔透的“冰雪五环”。
在“冰雪五环”的呈现过程中，设计团队采用更为深邃的蓝作为基础环境色，与“冰雪五环”的通透纯洁形成鲜明对比，凸显出“冰雪五环”升起时震撼的视觉效果。也寓意着奥利匹克精神。
运动员入场环节，灯光设计团队根据地屏素材和引导员站位，以汉字“中”为元素，利用光的塑型特质，通过远近高低分层次多角度的投射，既起到了分隔区域的作用，又使整体画面疏密有致、错落自然。
北京作为世界上第一座双奥之城，灯光设计团队希望借助光的艺术，呈现这一届冬奥会的自然之美，人文之美和运动之美。展现空灵，唯美，简约的艺术风范。
向世界展示中国文化
去年1月，习近平总书记在北京2022年冬奥会和冬残奥会筹办工作汇报会上强调，要突出“简约、安全、精彩”的办赛要求，全面防范化解各种风险。
相较于2008年4个多小时的开幕式，这次全程不超过200分钟的开幕式，意味着幅度和时长都做了裁剪，在大幅度减少演员的数量后，中国仍然成功地向世界展示出独属于中国的优秀传统文化。
二十四节气
中国故事的开篇由二十四节气起笔，世界非物质文化遗产二十四节气承担起倒计时功能，从“雨水”开始，到“立春”结束。中国人的时间观、宇宙观，在此刻被展现的淋漓尽致。
代表春天的花朵绽放于纯净的冰面中心，393名演员手持发光杆随着韵律舞动，以光影互动表演展现数字科技分形美学。
每一根发光杆在冰面映射出层层绽放的花朵纹理，象征着春的勃勃生机。
从花朵、风车、飞燕、柳条、蒲公英到空中璀璨的焰火。完成了由裸眼视效到物理空间再到实境表演三者的完美结合，实现了由“地”到“人”再到“天”的观念延续。
传统书法
使用当下最流行的裸眼3D技术，将三维影像投射到表演区域，实现在主要观看位置的沉浸式体验。
同时研究了大量的水、冰等材质的物理属性，结合LED的发光特性与裸眼3D的透视效果，实现了逼真的冰雪效果。
中国传统纹样以及书法字体呈现的“福”字、“过年好”，结合地面冰雕效果，流光溢彩，熠熠生辉，展现出新时代中国人民的精神面貌与喜迎新年的欢庆气氛的同时，代表着中国对全世界人民的诚挚问候。
中国结
《致敬人民》这一环节以观念性的行为表演为主要形式，行走的动态如同画卷的“一开一合”，一幅人民群众万众一心的宏伟画卷也由此展开。组图画卷两侧的中国结纹样，展现出特有的东方美学。
地面发光线与皑皑白雪相交织，轮滑演员推开地面实时生成的层层白雪，露出冰面由中国结丝带组成的“更高、更快、更强、更团结”发光口号线条。
正如张艺谋总导演和所有主创所期望的那样，通过开幕式让人们看到了中国人真正的内心，看到了中国的数字科技艺术，展现出了中国人的自信与对世界人民的情感。
历史会镌刻下这浓墨重彩的一笔，世界也将感受到冬奥背后的中国力量，感受到冬奥背后的数字科技力量和中华文明！
END
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