冬奥会背后的中国科技倾情“参演”

　　◎作者|王延鹤

　   在奥运开幕式上，这是你能看到的科技： 42000块超清8K地面屏，对比度高达10万:1，每平方米承重超过500公斤；对600人进行实时动作捕捉，数据采集，反馈仅0.1秒的AI系统；冰雪五环其实是一个异形LED屏，屏幕厚度仅2毫米，透光率达到70%；…… 更多，是人们看不到的。人们知道、不知道的企业，中国航天科技、京东方、华为……都在背后默默地支持起了这场盛大的演出。 想一想，总导演张艺谋早先剧透的那句话：这场比赛很有科技含量，但是我们不炫技。 可以说非常凡尔赛了。 也难怪世界的目光如此聚焦，往前看，是对中国14年发展的一次回眸；往后望，是要看中国科技如何穿越陡峭的前路。 一切尽在不言中。

　　热搜顶流，这次主角是冬奥黑科技们

　　 国际奥委会主席托马斯·巴赫说， 数字技术早已深刻地改变着奥运会，北京冬奥会创造了历史，以前所未有的数字化水平，让更多人参与到奥运中。 在“冰墩墩”成为顶流之前，最先攻占社交媒体热搜的，是冬奥村的“智能床”。

　　1月28日，美国雪橇运动员布里彻在TikTok上分享了一段“零重力模式”智能床的视频，让参加东京奥运会时，只能睡纸板床的运动员大大酸了一把。

　　 这个智能床采用了记忆棉材质，内部安装了传感器，配备遥控器，多种模式能够根据个人习惯、睡姿、体态来调整床的形态，甚至在夜晚检测到打呼噜时，还会自动调节枕头高度。 布里彻之后，多国运动员都发布相关视频，“冬奥会的床”这个话题在TikTok上有上百万的观看。

　　见微知著，一叶知秋。

　　 另一个被聚焦的是能容纳千人就餐的冬奥会媒体中心“智慧餐厅”。这个餐厅没有厨师，没有服务员，没有酒保，所有食物饮料都由120台餐饮机器人制作完成。 

　　如果说刚刚的床还是智慧生活的呈现，这里就是机器人与AI的灵活应用的现实场景。

　　 食客扫码点餐后，后厨的机器人就开始制作，饮料在90秒内就能完成，食物的准备过程仅需4-6分钟。

　　火速出炉后，这些食物通过架设在天花板上的轨道和机器悬臂，精准投放到对应的餐桌。

　　这个餐厅是供记者们使用，所以也第一时间被美、日、韩、英等国的媒体报道。美国NBC在报道中称这个餐厅“就像一部科幻电影”，韩国的网友惊呼“这在韩国无法想象”。

　　科技不仅关照到了运动员们的吃住，也“贴身”参与到了运动员的“穿着”上。

　　 由北京服装学院牵头，安踏、中国航空工业空气动力研究院、清华大学等10个高校和企业联合起来，从材料、防护、耐低温、空气动力、3D打印、风洞测试等多个环节，为中国运动健儿打造战衣。

　　中国短道速滑队身上所穿的绣金龙、如意纹的运动衣，所用面料防切割强度是钢丝的15倍，降阻性能提升10%，是技术团队2000多个设计手稿、110多个样品、800小时风洞测试的成果。 体育竞技看的从来不只是运动员自身的较量。个人的努力固然重要，但科技的加持可能就是开金手指了。那些用科技剪裁而成的战衣，就是金牌背后的隐形冠军。这既彰显了体育竞技的奥林匹克精神，同样也是科技探索的求道之路。 但“冬奥科技创新”不仅仅局限竞技和生活本身。

　　奇迹再度上演，科技倾情“参演”

　　一场奥运会的气质，往往在开幕式就展露无遗。 2008年当完奥运会总导演后，张艺谋曾说，“你一生可以拍很多电影，你一生只有一次奥运会”。没人想到14年后，北京冬奥会的总导演还是72岁的老谋子。 冬奥会开幕式的参演人员约3000人，只有08年的五分之一，时长约140分钟，只有当年的一半。 08年的人海战术、举国之力，做出了无与伦比的一次开幕式。而本次冬奥会开幕式要的是文化自信、现代感、碳中和，需要一分大巧若拙、举重若轻。自信的来源是创意和科技，以及各种不显山露水的“第一次”。

　　雪花飞舞中，一道黄河之水天上来，化作水墨波浪滔滔。 开幕式的舞台地面，是一个10393平方米的8K超高清地面显示系统，是目前世上最大的地屏，画质也第一次提升到16K的惊人水平。 这个技术背后是京东方采用了多个8K+级分辨率的画面融合技术，以及超大规模的光学校正算法，对每个显示画面进行像素点级的光学校正，可达100000:1超高对比度，3840Hz超高刷新率，以及29900x15096超高分辨率的绚丽画面。 而那块名为“冰瀑”的竖屏，有约60米高，20米宽，分辨率达到了2560x7328。为了避免大风将屏幕撕裂、吹倒，也是在上百次的模拟实验后确定了最佳尺寸。

　　水墨和浪花渐渐凝固，一块冰立方缓缓升起。 这块冰立方外部也是超高清的LED屏，实现了全球首创、唯一的360度裸眼3D数字装置，位于看台的激光“雕刻”到冰立方上，展示出24届冬奥会的历史。 外表看不出来，冰立方却是一个长22米，宽7米，高10米，重量400吨的大家伙。要让它升起来，用的是航空科技集团一院15所的多级折叠结构，能使冰立方升降的最大速度每秒0.28米，运行误差只有正负1毫米，完成整个升起过程，只耗时43秒。 航空科技集团在开幕式中承担了冰立方、威亚、通信系统、指挥中心等11个大项目。

　　奥运五环从冰立方里“破冰”而出。冬奥五环看上去非常像冰，通透而发光，实际上表面也是超高清的LED显示屏，内里是铝合金骨架，有近9米高，总重量约3吨，使用的也是航天科技。

　　作为史上第一位双奥导演，“最懂中国人的浪漫”的大师，张艺谋用这样一句话概括了冬奥会开幕式： 全世界不同的雪花汇聚在北京，成为一朵人类共同的雪花。

　　雪花是一个纵贯全场的意象，开幕式的高潮，就是写满了96块小雪花，带着所有参赛国和地区的名字凌空飞起，共同组成了一朵大雪花。 这朵大雪花也是一块双面镂空的LED屏，上面有超过55万颗灯珠，每一颗都由驱动芯片的单一信道独立控制。

　　600多个小朋友挥舞着和平鸽、唱着主题曲奔跑出来，脚下步步生花。 很多人以为这里是靠脚踩的压感技术完成的，其实用到的是英特尔3DAT的视觉动作捕捉技术和北京电影学院的实时特效技术。

　　通过4台高清摄像机和AI算法，就完成了对全场数百人的动作轨迹捕捉，这还是第一次在大型演出中实现。零延时的实时渲染，能在瞬间根据演员的动作交互反馈艺术效果。 能到现场观看这宏大而空灵场景的人，只是幸运的极少数。“一起向未来”是今年冬奥会的口号，相信他们在现场能充分体验到这一点。

　　受疫情影响，2022北京冬奥实施闭环管理，为了让更多人能有冬奥会的参与感，央视频推出了“数字雪花”互动项目，包含生成独有的“数字雪花”形象、获得“我的冬奥数字雪花”特别证书等多种玩法，华为云就是其技术支持者。

　　基于华为云MetaStudio数字内容生产线，并率先使用了媒体AI、云渲染、区块链等系列前沿云计算技术，央视频“数字雪花”衍生出丰富玩法，为广大用户带来独一无二的冰雪盛会体验，让所有观众都能定制一片专属自己的雪花和冬奥会数字身份。

　　央视频基于AI技术实现了“定制我的数字雪花”玩法，利用AI图像识别技术，通过华为云基于千亿级参数的盘古CV大模型，毫秒级精准识别用户照片中的人脸，能够根据用户的人脸生成独特的“数字雪花”形象。 通过将用户ID与华为花瓣链结合，用户得以在央视频生成“我的冬奥数字雪花”证书，用户的ID序号、存证时间、哈希值等信息都是独特与唯一的，数字雪花最终是用户的一份数字资产，能够永久保存。

　　更加难得的，是基于华为云云渲染服务和超过30万核的渲染算力，每个用户还能在央视频收获一段专属开幕式入场视频。而每段入场视频中，华为团队和中央音乐学院团队用AI算法，帮每位用户精心配上了“AI作曲”的8秒飘雪背景音乐，让专属冬奥记忆“声情并茂”。 数据显示，截至目前，已有2600多万观众化身一片片数字雪花从鸟巢上空落下，以特别的方式参与了这场冰雪盛会，留住了独一无二的冬奥回忆。

　　张艺谋说， “它由全世界构成，无论火的大小，它是我们心中的火。雪花主火炬，没有只讲中国故事，讲的是大家的故事，实现了从‘我’到‘我们’的飞跃。” 随着大雪花中心的火炬亮起，焰火从夜空落下，微光从地上升起。 每朵雪花，皆为荣耀。都是奇迹的创造者。

　　冰雪之外，科技之梦 冰雪运动长期以来是一种富裕运动，过去只属于少部分欧美国家。 原因在于，这类运动对场地、器材、装备、技术等条件需求很高，不是每个国家都有相应的经济、科技和消费水平支撑。 田径项目有一双鞋、一块地就能训练，而滑雪设备普遍价格昂贵，气候不适宜地区的溜冰滑雪场数量屈指可数，还谈什么发展冰雪运动呢？ 中国也是在申办冬奥成功后的这几年，冰雪运动有了大的发展。截至2021年底，中国冰雪运动参与人数达到3.46亿人，居民参与率达到24.56%。 可以说，这也是中国08年之后，科技水平、消费水平和居民对健康追求、生活品质追求的一种提升。 起初国外对于北京降雪是否充足、雪道能否达标有很多顾虑。 北京冬奥会历史上第一次完全使用人造雪，赛事雪道用雪对于硬度、密度、含水量有严格的标准。如果雪道质量跟不上、用雪无法保障，比赛就会面临延期、安全等因素。 我国的冰雪科研的起步也比较晚，雪务保障技术同样是一项“卡脖子”项目。 在这样的背景下，2017年中科院西北生态环境资源研究院、中国气象科学研究院、北师大等数个机构和企业立下了军令状，掌握造雪技术。

冬奥会使用的造雪机 图源：新华社

　　团队跑遍了国内的雪区，在冰天雪地的野外做了数百次实验，一做就是连续十几个小时。 这才有了北京冬奥会滑雪赛道的国际标准，实现了中国人的“用雪自由”。 国内才有了第一批掌握雪务核心技术的研究人员，掌握人工造雪、保雪、高效储雪等雪务技术，研发制造出专业的造雪机、测量仪等装备。 这就是一种从无到有的技术突破。 开幕式上有一个短片，展示了越来越多有机会参与冰雪的萌娃，他们会是“未来的冠军”。

　　冬奥会上亮相的众多科技，又何尝不是如此呢？ 技术加快飞入寻常百姓家，冬奥落地就是一个缩影，在推动产业升级、居民收入提升的同时，也在市场反馈和更新迭代中不断进步，实现从1到N的迁跃式发展。 去年12月，哈佛大学发布了一份《21世纪的中美科技竞争》报告，指出： 在21世纪重要的基础技术领域上，人工智能、半导体、5G、量子科学、生物技术、绿色能源， 一场冬奥会，冰上的金牌之争固然让人血脉贲张，更让人看清了赛场之外、永不止息的科技角逐。

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