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硬核科技加持，这届冬奥会太燃了

晰数塔互联网快讯
2022-02-09 15:02

文/张从祥

编辑/王小坤

科技冬奥，是2022年北京冬奥会提出的美好愿景。

2月4日晚，第24届北京冬奥会在鸟巢正式开幕，北京也成了首个双奥之城。在这场全球瞩目的奥运盛会上，一场关于科技文化和民族自信的画卷悄然展开。

无论是独具中国传统文化特色的“二十四节气”、还是蕴含希望与生机的“立春”、亦或是水墨滴落幻化黄河之水天上来，冰立方被激光缓缓雕刻成“冰雪五环”的意境，还是藏着导演组满满“心机”的“闪亮的雪花”，“掉队”的和平鸽被拉回，都无疑融合了中国元素与科技手法，向世界展示中国式的浪漫。

图片来源：人民日报官方微博

而最令人印象深刻的是，本届开幕式的主火炬台是一片直径为14.89米，由96块小雪花形态和6块橄榄枝形态的LED双面屏创意组成的巨型“雪花”。采用双面镂空设计，嵌有55万余颗LED灯珠，每一颗灯珠都由驱动芯片的单一信道独立控制，确保万无一失。

“科技的潜力很让人惊叹，（北京冬奥会）在奥运会历史上，我们第一次真正挖掘了这种潜力。” 国际奥委会主席巴赫说道。

不止专业人士的赞美，在微博上，有关冬奥会的话题也频频冲上热搜。相关数据显示，在开幕式4小时内，77个开幕式话题登上热搜，相关话题总阅读量达141亿，讨论博文共4172条，微博用户互动次数为7737万。

如果说2008年的奥运会向全世界展示了中国传统文化和艺术文明，那么今年的冬奥会则是新时代下中国的民族自信与科技发展的集大成者。

创意与技术同行，一路生花

每届奥运会的开幕式，都是比拼创意的时刻。今年的北京冬奥会开幕式，整体围绕“雪花”展开。从倒计时的短片开始，到最后的主火炬被点燃，雪花作为主线贯穿始终，与表演者们默契配合，活灵活现。

以“放飞和平鸽”节目为例，当五百多名小朋友在舞台上自由奔跑时，他们的脚下随即出现雪花特效，与其实时互动。这种场景究竟如何实现？

图片来源：人民日报官方微信公众号

首先通过覆盖全场的4台摄像机将演员们的真实位置信息进行采集，然后将这些视频信号上传至边缘计算系统中，系统经过三维信号重建和渲染，再把生成的特效画面展现在现场的LED大屏上。

整个技术方案并不复杂。但最难也是最关键的是，需要保证现场的特效与演员互动的实时性与流畅性，这背后就需要强大的算力以及高效的算法来支撑。

为此，英特尔基于AI算法设计开发了多个人体检测AI模型，可以精准识别出舞台中的上百名演员，利用多相机标定结果实时输出演员们的真实位置信息。

为了确保实时性，摄像机将采集到的数据信号通过光纤传输到第三代英特尔®至强®可扩展处理器的边缘计算系统上（该系统搭载在鸟巢内），它的强大算力可满足实时、大量、精准度要求高的图形、影像处理和3D建模、数据分析需求。

而在传输效率上，“基于人工智能技术的演出实时特效系统”通过英特尔®OpenVINO™视觉工具套件进行开发，通过Intel DL Boost技术使能，进而实现精准、流畅、实时的视频数据读取和处理。“从图像采集、识别到检测和处理，只需要不到几十毫秒的时间。”英特尔方面表示。

在创意与科技的加持下，观众们感受到了北京冬奥会的“简约、安全和精彩”，总导演张艺谋也在接受央视采访时也说道：“我不想把科技定义成艺术的辅助者，它越来越多地成为了艺术的重要组成部分。就像冬奥会开幕式中的人与‘湖面’、‘雪花’的互动，这种流畅的效果不是仅靠反复排练就能达到的，而创新技术帮我们实现了创意，它让艺术发挥更大魅力。

技术加持，比赛如同电影大片

本届冬奥会冰壶比赛中，如何将高速滑动的冰壶突然定格，然后多角度全方位回看？用专业术语来讲，这一技术被称为“子弹时间”。子弹时间本是电影特效，比如强化的慢镜头、时间静止等效果。

本次北京冬奥会的冰壶比赛现场，通过架设60多台360度环拍摄像机，将运动员的精彩动作进行捕捉和回放。这些负责“自由视角”的摄像机全部为4K分辨率，并组成了圆环型的拍摄阵列。只不过这场比赛“特效”中，计算、传输都是通过边缘服务器和云端协同完成。

从观众的需求来看，只能看到单个人物的360度环绕画面显然不够过瘾，人们更加渴望能够通过主动交互，旋转到任意的角度观看整个过程。尤其是在体育比赛当中，这种需求能带来更为身临其境的体验。

在传播端，本次也将先进的人工智能和计算机视觉运动追踪能力从实验室带到冬奥会赛场上，3DAT基于计算机视觉，无须任何传感器，借助于摄像头和服务器，从标准视频源中提取运动员的关键骨骼点信息，身体关键部位的姿态，运动轨迹和位置信息等进行三维重建，生成生物力学数据，并输出运动表现分析，可在20秒内最终交付给广播端口，极大地增强了电视直播节目的视觉效果。

除此之外赛场上还搭设了部分VR摄像机，家里电视有VR功能的朋友，带上VR眼镜就能有身临其境之感。

精准动作捕捉，AI裁判更公平

相较于人类的肉眼观察，机器的判断能力会更强。另外，机器更不容易受到固有偏见的影响，其判断标准和数据结果也更加透明、公正，本届的冬奥会也正是看中了这一点，AI裁判被运用其中。

北京冬奥引入的AI评分系统，可将转瞬即逝的动作转化为空间坐标上量化的数据指标，无论是动作纠偏还是参考模拟示范对动作打分，都可以达到极高精度，除了能在赛前帮助运动员训练，还能在比赛中辅助人类裁判，完成评分工作。

早在冬奥会测试赛中，AI裁判得到了最大程度的利用。在自由式滑雪、花样滑冰等技巧性项目中，AI评分系统通过捕捉、记录运动动作，根据基础标准进行评分。

在冬奥会正式开赛时，基于数字化和3D技术的AI裁判，可以克服高度、光线等复杂因素，捕捉在运动员的细微动作，通过回放和分解动作，还可以在赛前为运动员提供定制方案。目前，“AI裁判”运用在跳台滑雪、U型场地技巧、速度滑冰等多个冬奥项目中。

图片来源：IC Photo

机器学习一直是人工智能技术中的核心场景，也是潜力最大的领域之一。结合智能冰上运动训练分析系统，结合机器学习算法智能分析，对比运动员肢体摆动幅度、滑行速度等特点，可以提供精准化、可量化的快速反馈、技术诊断，提高科学化训练水平与比赛评分的准确度，让结果更公平。

在科技冬奥的愿景下，我们能看到越来越多的厂商积极参与其中。如科大讯飞作为冬奥会的“翻译官”，为冬奥会提供了自动翻译和相关的多语种语音转换、语音识别以及语音合成等一系列技术；英特尔以基于英特尔®至强®可扩展处理器的3DAT技术，联合第三方专业团队定制开发了“基于人工智能技术的演出实时特效系统”；奇安信为北京冬奥会建立“全层面管控、全网络防护、全领域覆盖、全周期保障、全线索闭环、全兵种协同”的“六全”网络安全保障框架体系，确保北京冬奥会关键系统零事故运行……

时代发展推动技术革新。相信在不远的将来，这些技术将不仅仅适用于奥运赛场，而是更加普惠，让每一位身处技术变革大浪潮中的人，都能享受技术带来的红利和乐趣。而在本次科技冬奥的加持下，“带动三亿人参与冰雪运动”的可持续发展目标，也越来越近了。