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在2018年平昌冬奧會閉幕式上，“北京8分鐘”用中國智慧驚艷了世界。輪滑表演、地面投影、動態(tài)視頻、熊貓玩偶、隱形機器人……眾多要素完美結(jié)合，共同展現(xiàn)了冰雪運動和中國文化的魅力，詮釋了2022年北京冬奧會“人文奧運”和“科技奧運”的精神。
這精彩的8分鐘的呈現(xiàn)離不開幕后技術(shù)團隊的強大支持，而北京理工大學(xué)也是其中之一。2017年6月，北京冬奧組委正式委托北理工軟件學(xué)院丁剛毅團隊組建虛擬仿真團隊。他們利用精準高效的“黑科技”，為演出的前期創(chuàng)意設(shè)計和現(xiàn)場排練工作提供有力的技術(shù)保障，助力“北京8分鐘”華麗登場。
兩套系統(tǒng)充當(dāng)“眼睛”和“指揮棒”
據(jù)北京理工大學(xué)軟件學(xué)院院長、虛擬仿真團隊負責(zé)人丁剛毅介紹，“北京8分鐘”創(chuàng)意豐厚、炫酷精彩，但其效果的完美呈現(xiàn)面臨眾多技術(shù)上的難題。
“要用線條的延伸體現(xiàn)中國元素，線條應(yīng)該怎么描繪？演員移動能否跟得上線條？每個演員不同時刻要到哪個位置、又該怎么滑？整個演出要做到燈光、音響和演出內(nèi)容的配合，機器人車臺和運動員的配合，人物運動和虛擬圖案的配合，需要十幾個工種共同完成，如何進行準確對接？演出方案每天都在變，人工操作來不及又該怎么辦？所有這些問題都需要解決?！?/p>
針對參演要素多、創(chuàng)意過程復(fù)雜、排練關(guān)聯(lián)復(fù)雜度高等特點，北理工團隊利用了影視虛擬和數(shù)字表演與仿真技術(shù)，專門創(chuàng)新研發(fā)了廣場表演預(yù)演系統(tǒng)和訓(xùn)練彩排與數(shù)字驗證系統(tǒng)。其核心理念在于對表演創(chuàng)意進行數(shù)據(jù)化、模型化、系統(tǒng)化，從而將整場文藝表演的過程全部仿真，在各部門之間進行緊密協(xié)調(diào)，充當(dāng)演出的“眼睛”和“指揮棒”。
“黑科技”到底怎么發(fā)揮作用？團隊核心成員、軟件學(xué)院教師李鵬介紹了它們的工作原理。兩大系統(tǒng)中，訓(xùn)練彩排與數(shù)字驗證系統(tǒng)負責(zé)將前期創(chuàng)意動畫進行分析，將其轉(zhuǎn)化為執(zhí)行數(shù)據(jù)，一方面能夠確定每個時間點每個演員的位置、方向以及運動速度，為每個演員“量身定做”訓(xùn)練手冊，幫助演員快速熟悉表演方案、識記動作路線、糾正動作偏差，另一方面能夠快速對方案進行可行性驗證，判斷 演員動作能否達到預(yù)期要求，從而幫助導(dǎo)演對難度過大的設(shè)計進行準確調(diào)整。
在這一系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，文藝表演預(yù)演系統(tǒng)發(fā)揮著關(guān)鍵角色。它可以利用定位系統(tǒng)，加入演員真實排練數(shù)據(jù)，并融入燈光、音樂、道具、視頻、場景等，對演出全要素進行同比例建模，從而用可視化的界面將各種方案的真實效果進行逼真的線上“彩排”，幫助導(dǎo)演把控、決策和完善表演方案。值得一提的是，系統(tǒng)還精確模擬了平昌表演場地的全部33個機位，得到不同角度、不同場景的模擬演出效果，從而在演出之前就可以幫助電視臺進行現(xiàn)場轉(zhuǎn)播鏡頭的分配。
李鵬說，兩套系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行，不僅保證了導(dǎo)演團隊的創(chuàng)意思路貫徹到演出的各個環(huán)節(jié)中去，減少了導(dǎo)演、編導(dǎo)和演員對演出效果理解的偏差，讓解決問題更具有針對性，同時也有效節(jié)省了人力和物力?！白屢粋€演員滑一次，就能快速疊加、模擬出整體形狀，這樣排練的成本降低，效率大大提高。這兩套系統(tǒng)能夠幫助我們在演員的能力和導(dǎo)演的創(chuàng)意之間找到平衡，讓演出方案既達到導(dǎo)演滿意的效果，又具有實際的可操作性。要是沒有這兩個系統(tǒng)，這是很難快速實現(xiàn)的。”
臺上八分鐘，臺下一年功
“回顧這一年的工作，要說不辛苦，那是不可能的?！眻F隊成員、就讀于北京理工大學(xué)軟件學(xué)院的博士三年級學(xué)生吳玉峰說道。雖然作為深耕于電腦屏幕后的“碼農(nóng)”，他和其他幾名實驗室同學(xué)并沒有在平昌奧運會閉幕式現(xiàn)場留下自己的身影，但這8分鐘于他們而言、于整個技術(shù)團隊而言，是將近一年心血的結(jié)晶。
自一年前北京冬奧組會開始進行“北京8分鐘”的創(chuàng)意構(gòu)想開始，實驗室的教師和學(xué)生們就開始和張藝謀導(dǎo)演以及主創(chuàng)團隊進行定期交流討論。2017年6月，北京理工大學(xué)正式成立了虛擬仿真團隊，開始熟悉導(dǎo)演團隊創(chuàng)意思路，并對支持系統(tǒng)進行開發(fā)調(diào)試和準備，對原有軟件架構(gòu)進行創(chuàng)新和補充，使其滿足功能需求。12月起，團隊正式進駐位于北京昌平的“北京8分鐘”文藝表演訓(xùn)練場地，全程參與了“北京8分鐘”的全封閉排練工作。
“一共排練了兩個月，每天一半的時間都在忙。那兩個月正是北京最冷的時候，因為要在露天的場地進行模擬，我們和所有演員、工作人員一樣，全程都在戶外工作，電腦和設(shè)備也都搬到外面。有時候白天排練的數(shù)據(jù)和修改意見出來了，晚上還要加班加點，熬夜修改調(diào)試，保證不耽誤第二天排練的進度?！眳怯穹逭f道。
演出方案每天都會調(diào)整好幾次，成員們已經(jīng)不知道修改過多少個版本，也不知道看了多少次8分鐘的模擬動畫。盡管畫面的每一幀他們都已爛熟于心，但在2018年2月25日的晚上，電視機前的他們目睹著“北京8分鐘”的最終呈現(xiàn)，依然心潮澎湃。“當(dāng)熟悉的《歌唱祖國》的旋律響起的時候，我真的非常激動。我知道我們雖然付出了不少，但真的值了。我覺得非常榮幸能參與到這樣一次國家的大事件中，更為中國的強大、科技文化的先進感到驕傲?！?/p>
“黑科技”服務(wù)國家需求
據(jù)了解，這支年輕的團隊來自北京理工大學(xué)數(shù)字表演與仿真技術(shù)實驗室，該實驗室依托數(shù)字表演與仿真技術(shù)這一交叉學(xué)科，是軟件工程、光學(xué)工程、計算機科學(xué)等工程科學(xué)和藝術(shù)學(xué)、心理學(xué)、社會學(xué)等人文學(xué)科的交匯點。
近年來，在不少國家級的重大重點活動中有這群年輕人的幕后耕耘。2008年北京奧運會開幕式上 “文字”“太極”“星光”和人體“鳥巢”等亮點節(jié)目的排練制作，國慶60周年群眾游行的仿真設(shè)計，抗戰(zhàn)70周年紀念大會氣球施放設(shè)計，93閱兵的演練，2010-2018年央視春晚的編排……實驗室最初用于軍事戰(zhàn)場仿真的“黑科技”，正在走向民間需求、走向國家重大活動，走向國際化的、更加寬廣的舞臺。
丁剛毅認為，伴隨“黑科技”的推廣而愈加顯現(xiàn)的，是軍民融合、學(xué)科交叉、文化科技融合等新趨勢。“近年來，國家格外重視發(fā)展文化產(chǎn)業(yè)和科技產(chǎn)業(yè)，我們積累的技術(shù)和經(jīng)驗大有可為?！痹谶@一背景下，高校和科研機構(gòu)作為科技行業(yè)領(lǐng)軍者，除了要瞄準國際前沿，繼續(xù)堅持高水平人才的培養(yǎng)，推進技術(shù)進步和創(chuàng)新外，還要爭取更多地、更有效地服務(wù)國家重大需求，用堅實的技術(shù)支撐國家重點任務(wù)和重大活動，承擔(dān)高校應(yīng)有的使命和責(zé)任。
“‘北京8分鐘’的意義很大，這是一個全新的起點。展望未來的5年，無論是2019年的國慶70周年、2021年的黨慶100年、還是2022年的北京冬奧會，我都希望我們的仿真技術(shù)能夠繼續(xù)服務(wù)國家的重大活動；我也相信，我們一定會做得更好。”丁剛毅說道。（人民日報中央廚房·半畝方塘 楊寧 宋潤舟）
