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光电技术闪耀北京冬奥会
发布时间:2022-02-06    来源:搜集整理   阅读次数:2816 分享到:
    立春时节,中国向世界展示了一场美轮美奂的冬季奥林匹克运动会开幕式,科技、人文、环保、艺术、创新等元素得到淋漓尽致的体现。其中光电技术尤其是LED显示技术闪耀冬奥会开幕式,为世界献上一场融合数字科技与美学创新,极富科技感、立体感、动态感、唯美感和体验感的全新视觉盛宴,盛宴的背后是光电显示、燃料动能、人工智能、5G、云计算、边缘计算、VR/AR、裸眼3D等数十种技术的支撑。这次的冬奥会也让中国的光电科技创新成果惊艳呈现于世界,一起来看看北京冬奥会都采用了那些光电技术。

1、照明亮化
    国家体育场“鸟巢”场馆的照明亮化设计及工程施工则来自合肥市的一家企业——安徽辉采科技有限公司,该企业用精湛的技术,助力冬奥会成功举办,贡献合肥力量。辉采科技采用两款灯具用于“鸟巢”场馆照明亮化工程,这两款灯具中,LED洗墙灯通过红、黄、白三种颜色的配比实现“鸟巢”特有的红墙效果,LED投光灯通过红、绿、蓝、黄、白五种颜色的配比实现“鸟巢”特有的金顶效果。有别于传统的LED灯,通过企业科研人员多年的不懈努力,这两款灯具科技感满满,均能实现整体联动、单灯可控、彩色渐变、调光曲线可调整、亮度变化能淡进淡出无抖动等功能。



    辉采科技成立于2002年,是国内智慧照明、亮化设计的龙头企业,在北京2022年冬奥会启动初期,该企业经过方案的层层筛选,过关斩将,最终凭借优秀实力承担此次国家体育场“鸟巢”场馆的照明亮化设计及工程施工。


2、冰立方和破冰而出的冰雪五环
    开幕式上冰立方缓缓被“雕刻”成晶莹璀璨的冰五环这一幕,让人直呼“神奇”。而这背后,其实是激光与3D视效结合的效果。


    冰立方长22米、宽7米、高10米,是由LED屏组成的。五环本身也是一个LED屏,当它亮相的时候,位于看台4层的激光照射在冰立方上,对冰立方进行“雕刻”,随着冰立方上部的顶盖的下翻,配合着激光的“雕刻”,底部的五环缓缓上升,冰立方四面的LED屏一边缓缓下降,一边播放冰渣四溅的三维视觉效果,三方面完美配合,就形成了五环被一点点“雕刻”出来的视觉效果。


    晶莹剔透的“冰雪五环”在音乐的烘托下从碎冰中徐徐升起,这一惊艳亮相背后,是雷曼LED技术与光影艺术的完美融合。

    这些惊艳全球的LED显示技术,都来自国内优秀的LED企业,其中利亚德承担了北京冬奥会开幕式地屏、冰瀑、冰立方、南北看台屏和播放系统等装置生产、安装任务;雷曼光电及子公司康硕展参与开幕式异形屏设计研发制造,雷曼康硕展承制的奥运冰雪五环长达19米、高8.75米,厚度却仅有35厘米,内部由360°无死角的LED异形屏构成,可以实现任意画面的显示,为开幕式导演团队留出最大限度的创作空间,最外层的扩散板,为显示屏做了“美颜”,保证视觉效果清晰而柔和。

3、雪花火炬台和LED双面屏雪花引导牌
    这个引导牌可不简单。除了形状上像中国结,还在材质上下了不少功夫。据团队介绍,一开始他们考虑的是3D打印,但是透光率不行、做不到晶莹剔透,看起来也笨重。最终采用雪花和字母部分用LED灯珠代替,其他部分细钢丝支撑,利用光的折射来隐藏钢丝。为了防止过程中出现停电导致字母缺失、雪花不亮,团队采用五路供电的方式,即便3、4根电线断了,也能正常发光。



    随着中国代表队入场之后,引导牌随着志愿者的动作汇聚在一起。此时,巨大的虚拟雪花开始形成。大雪花形状的主火炬台就此诞生。主火炬台直径达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,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。这一前所未有的“雪花”形态主火炬台以及雪花引导牌,整体硬件支撑和软件系统都由京东方自主研发设计。京东方核心研发团队通过500多张设计图纸和近10轮的制样,研发出目前行业内发光面最窄的单像素可控异形显示产品,由此成功将导演组要求的火炬台要像“钻石般璀璨闪耀”的创意理念变为现实。


4、8K超高清地面显示系统和冰瀑布
    整场节目的效果完美呈现,8K地面屏功不可没。这是目前世界上最大的一块LED地屏,面积达到了10552平方米。LED模块就用了42000多块。同时,高60米的冰瀑,也都是由LED屏组成。背后的技术团队京东方采用了多个8K+级分辨率的画面融合技术,以及光学校正算法。其中光学校正算法可对每个显示画面进行像素点级的光学校正。最终呈现出100000:1超高对比度,3840Hz超高刷新率,以及29900x15096超高分辨率的超高清绚丽画面。


    此次开幕式的舞台地面是目前最大的8K超高清地面显示系统,整体面积达10393平方米。作为供应商,京东方采用多个8K+级分辨率的画面融合技术,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,由此可呈现出100000:1超高对比度,3840Hz超高刷新率,以及29900x15096超高分辨率的超高清绚丽画面。


    京东方还自主研发了超大规模显示模组控制与同步系统。舞台地面通过搭载这套系统,可以实时捕捉演员行进轨迹,实现画面与演员的无缝互动。尽管开幕式时值北方冬季,但京东方在长达5个月的高强度排演,及冬季零下30摄氏度的极端低温雨雪天气下,地面显示系统依然能实现稳定运行。该地面显示系统的稳定性也为此次开幕式成功举办奠定了坚实基础。据悉,在长达5个月的高强度排演及冬季零下30摄氏度的极端低温雨雪天气下,地面显示系统依然能实现稳定运行,并在开幕式当天向世界完美呈现梦幻逼真的科技之美。

    在整个冬奥会赛事活动期间,BOE(京东方)全球领先的8K、物联网等创新科技也将深入赛事、赛场的各个角落。其中,作为中央广播电视总台8K超高清技术合作伙伴,BOE(京东方)携手央视,以8K专业级显示助力国际顶级冰雪赛事的首次8K直播,并在首都体育馆、张家口山地新闻中心等地开展8K超高清赛事转播。同时,BOE(京东方)还携手合作伙伴让近200台超大尺寸8K电视走进北京市150个社区、10所高校、体育比赛场馆、国家大剧院、科技部、行政副中心等场所,为全球观众及广大市民带来极具临场感的超高清赛事盛宴。
    在运动员村,志愿者胸前佩戴的BOE(京东方)数字胸牌采用护眼电子墨水屏,能清晰呈现黑、白、红三色显示,量身定制的智能软件及一组人工智能算法支持图文内容“海量快速刷新”,可随时、高效更新显示信息,从制卡、刷卡到拿卡仅需10秒即可完成,同时采用“无源”设计,使用手机NFC功能即可通信取电,真正实现绿色低碳理念。

5、最强AI辅助:4个摄像头实现全场动捕
    这次冬奥会完成了世界上首次对超过600人集体实时AI动作捕捉。在《雪花》的节目中,上百位小朋友挥舞着和平鸽灯,在场地中四处游荡合唱,他们脚下的每一步,都化作一朵朵雪花。整个过程包括数据采集、传输以及实时渲染,总共时间不超过0.1秒,达到实时互动的效果。据技术团队介绍,仅需4部摄像机就能覆盖全场。核心主要解决两个方面的问题,一个是识别出舞台上的演员并定位他们所在的位置;另一个则是保证实时互动。前者是由3DAT三维运动员追踪技术,由摄像机信息采集、数据分析、艺术效果渲染三大子系统构成,其核心算法是实时人体检测和位置追踪技术。后者由北京电影学院提供实时渲染支持。之前,四组滑冰选手划出奥运口号那一刻,就已经使用了该技术。


    据介绍,这种“默契配合”的3DAT三维运动员追踪技术,可以让地面的屏幕瞬间对演员位移做出实时反馈并呈现艺术效果。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。在北京冬奥会开幕式惊艳世界之前,这场开幕式已经在北京理工大学数字表演与仿真技术北京市重点实验室研发的平台上排演了无数遍。这背后先进的虚拟仿真技术,也是现在大热的“元宇宙”概念中的关键技术。


6、中国电科高效活性复合粒子空气消毒机
    在全球新冠病毒疫情肆虐的背景下举办世界性冬季赛事,疫情防控工作显得尤为重要。中国电科攻克高效活性复合粒子发生等一系列技术推出的空气消毒机,24小时不间断杀菌消毒,活性复合粒子发生技术能达到杀菌、消毒、清除有害气体等功效 ,特别是对物体表面的新冠病毒,其较短时间杀灭率高达99.99%。该产品广泛应用于与冬奥会相关的医院、机场、海关、出入境检查站等地,正在为冬奥赛事贡献防疫力量。

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