2月4日，立春，全世界奧運健兒在北京相聚，共赴冰雪之約。從開幕式的美輪美奐到賽場的秩序井然，從運動員們衣食住行到賽前訓練潛能激發，北京冬奧會“科技範”的背後凝聚著哪些江蘇智慧？《科技周刊》記者帶您揭秘。
足下“生花”，無意之舉觸發AI實時交互
輪滑運動員在巨幅地屏上劃出流暢線條，融合多種舞蹈動作元素，演繹出與雪浪搏擊的逼真效果；六百多個小朋友高舉和平鴿燈籠在舞台上自由嬉戲，腳下激發出的雪花緊密跟隨，盡顯童真童趣。在北京冬奧會開幕式上，憑借實時特效係統渲染出的舞美效果讓世界驚歎。作為實時特效團隊中的一員，東南大學交通學院2012級校友馬少典在項目中負責渲染係統的規劃與部署，及特效渲染係統的調度指揮工作。
馬少典介紹，“交互實時視頻特效”通過攝像頭捕捉人物的圖像信息，輸入到訓練好的AI模型中分析位置和動態，再按照定好的規則通過算法進行實時渲染生成圖畫，投到人物的腳下，讓地屏呈現出的舞美效果根據演員的動作不斷變化，從而呈現出更加自由而靈動的作品。有了實時交互技術的支撐，演員的動作不再需要嚴格地整齊劃一，而是可以根據自己對音樂的理解，隨性地自由發揮。
其實，開幕式上不少經典之作緣於無意間的“神來之筆”。馬少典透露，在半個多月以前，《雪花》這個節目還隻是由陣列隊形配合視頻畫麵來詮釋“雪花飛舞”的主題。“我們在做交互係統單獨測試時，小朋友們無意之中踏入到測試美術效果的區域當中，於是發現了腳下‘生花’這種實時觸發的神奇效果。”馬少典回憶，“就像是學校操場剛下了一場大雪，小朋友們在雪地上開心地奔跑、打鬧。那種無拘無束的童真與自由，觸動了場內所有人。”
在和平鴿節目表演的尾聲，原本要向中間跑的一隻“小鴿子”似乎是迷了路，一位姐姐出來牽著她回到了隊列中間。彩排中真實發生過的場景，最終成為了“一鴿也不能少”的動人情節。“這兩個獨特節目又一次向世人展示，技術的創新升級能夠為藝術創作提供全新的表達方式。”馬少典說。
暢享“極致”，科技見證“風馳電掣”瞬間
2月5日，北京冬奧會中國隊首金在首都體育館誕生。為給賽場觀眾帶來浸入式觀看體驗，及時傳遞比賽信息、全景、特寫、慢鏡頭回放等精彩畫麵，中國電科旗下洛普公司為首都體育館配備了近六百平方米的LED顯示屏。據悉，該顯示屏運用超過行業標準最高等級的超高對比度設計，明暗對比強烈，無需大電流驅動，在低功耗運行狀態下，也可以完美呈現高清晰度、高穩定性的動態畫麵。
為了實現極致對比度，洛普公司首次創新研製了超薄“紙”麵罩。“我們的麵罩基材，采用經改良的新型高分子聚合物材料，厚度僅為0.25毫米，精度高達0.05毫米，是市麵上普通麵罩厚度的四分之一。”項目負責人黃平表示，為呈現最優畫質、還原本真色彩，麵罩采用了純黑顏色。“黑色可以盡可能地降低黑屏狀態下的屏幕亮度，同時，黑色麵罩可以反射麵罩表麵微米級顆粒，可有效漫反射體育場館內大功率投射光。”黃平解釋，通過表麵黑色粒子還能吸收多餘光線，更好地貼合顯示屏發光麵，凸顯每一顆發光像素的億萬種顏色，達到最優的色彩還原。
同時，為了清晰展現全球奧運健兒風馳電掣的冰上運動，洛普公司率先采用了行業先進的集成式消影技術，通過改變信號周期內的參數，徹底消除動態畫麵的拖尾現象，搭載行業領先的PWM（脈衝寬度調製）技術，實現萬級視覺刷新率，保障了現場觀眾觀看的舒適度和高速攝像機抓拍取景的清晰度。
巧妙運用中華文化圖騰“龍”的創意，1.9公裏的賽道如巨龍般從小海陀山上蜿蜒而下，賽道落差達到近47層樓高……目光轉向位於延慶賽區的國家雪車雪橇中心，宛如盤旋於山間“雪遊龍”的賽道正是出自江蘇南京鋼鐵股份有限公司。
南京鋼鐵股份有限公司研究院腐蝕技術研究所副所長、高級工程師蔡佳興介紹，“雪遊龍”共設置了16個彎道，其中第11彎道是亞洲唯一一個具備回旋彎的賽道，這也是2022年冬奧會中項目設計和施工難度最大、最為複雜的設施。為了確保賽道安全和穩定，南鋼研發的“耐候鋼”（即耐大氣腐蝕鋼材）被選為國家雪車雪橇中心項目用鋼材。
“耐候鋼是介於普通鋼和不鏽鋼之間的低合金鋼。這次研製的鋼材，要在鋼中加入磷、銅、鉻、鎳等微量元素，這樣鋼材表麵會形成致密和附著性很強的保護膜，阻礙鏽蝕往裏擴散和發展，保護鏽層下麵的基體，以減緩其腐蝕速度。”蔡佳興告訴記者，經過特殊的工藝調試，耐候鋼具備了強韌、塑延、成型、焊割、磨蝕、高溫、抗疲勞等特性。它的耐大氣腐蝕性是普通鋼的8倍，高度契合北京冬奧會綠色、共享、開放、廉潔的辦奧理念。
賽場內外，技術延伸為各領域“護航”
九十餘個國家和地區代表團參加，數千名冬奧運動員及隨隊官員——此次冬奧會期間，北京等地機場承擔了迎送各國運動員的重要任務，其各類空管係統也經受艱巨考驗。為保障冬奧運動員和各類涉奧人員順暢出行，江蘇電科萊斯（中電萊斯信息係統有限公司，簡稱“電科萊斯”）組建了駐北京空管運行保障團隊，專門負責配合民航局空管局運行管理中心保障全國流量管理係統和全國飛行計劃集中處理係統的運行工作。
電科萊斯旗下萊斯信息空管係統事業部副總經理、全國流量管理係統項目經理胥寶新介紹，電科萊斯承建的全國流量管理係統作為我國唯一的全國範圍民航航班飛行流量管理平台，是我國構建以流量管理為核心的空管運行服務管理體係的核心係統，對於提升全國航班運行效率具有重大意義。
此外，電科萊斯還為北京研製道路交通信號統一控製與管理平台，肩負著保障冬奧賽事區域交通秩序暢通、高效的重要使命，確保冬奧會期間各類車輛能夠準時、有序、安全到達和有序離場。
電科萊斯旗下萊斯信息北京交通信號項目經理管小峰告訴記者，該平台彙聚融合了各類交通流檢測數據、打通了各品牌道路交通信號機通信鏈路，可實現城市路口交通信號燈實時狀態的集中化、簡潔化的監視與操作，協同交通路網狀態與信號智能控製。“這一平台還可以動態跟蹤各類車隊運行動態，並及時調整路口信號，幫助車隊順暢通過路口，整體提升了城市交通管理水平和奧運交通保障水平。”
除了運動員的出行保障，賽場內外的每個環節都科技感滿滿。其中，由蘇州科技城企業銳動科技聯合北京體育大學生物力學團隊研發了人工智能無標記點人體運動錄像解析係統，能夠在日常訓練中為運動員技術和體能訓練提供支撐，幫助他們以最好的狀態迎戰冬奧會。
“係統核心部分是相機，我們既可以把相機固定在場館裏麵，供運動員、教練員現場直接分析；也可以用普通相機拍攝後，將素材導入分析係統。” 銳動科技總經理曲毅介紹，該係統基於深度學習與人工智能，搭建起一個神經網絡計算機模型，實現計算機係統對人體關節點的自動識別，並進而建立起一個適用於一般生物力學研究的係統。這一係統在幾分鍾內就能自動完成過去人工幾小時才能完成的錄像解析工作，極大地提高了效率。
在這項技術的幫助下，團隊通過收集海量的世界優秀投擲運動員生物力學數據，建立了個體化“冠軍模型”，為運動員技術和體能訓練提供數據支撐。此外，係統還能提出科學訓練方案，有效提升運動員訓練效率。
曲毅表示，早在冬奧會開始前，銳動科技團隊就積極為空中技巧、跳台滑雪等項目做準備。通過實時采集跳台滑雪等運動員關節點三維坐標數據，進而計算起跳角速度、角度、身體姿勢和飛行距離等數據，幫助運動員發揮最大的潛能，達到最優的成績。除了用在國家隊運動員身上，這項技術還可以應用於醫療康複大健康領域。蘇州市立醫院康複中心采用該人體運動評估係統結合表麵肌電係統，進行腦癱及帕金森患者的功能評估。目前已經收集一百多例臨床患者信息，即將建立國內領先的腦癱偏癱病人下肢肌肉力量運動學數據庫。“未來，該技術還將逐步推廣到居家康複市場，幫助更多患者重塑健康體魄。”
新華日報交彙點記者張宣謝詩涵蔣明睿
