本次冬奧會(huì)的理念也是節(jié)儉辦奧運(yùn),與2008年的夏季奧運(yùn)會(huì)不同,2022年北京冬奧會(huì)在基礎(chǔ)設(shè)施的投入成本上節(jié)儉了很多。當(dāng)然這也是跟自己比較,其它國(guó)家估計(jì)要達(dá)到“節(jié)儉”的標(biāo)桿是非常困難的。
今天的奧運(yùn)舞臺(tái),不單是賽場(chǎng)上運(yùn)動(dòng)員之間的較量,更是賽場(chǎng)背后科學(xué)水平、技術(shù)裝備的大比拼?!案?、更高、更強(qiáng)”的奧林匹克精神,公平公正的競(jìng)技環(huán)境,也體現(xiàn)在了技術(shù)進(jìn)步上。
簡(jiǎn)單盤點(diǎn)一下本次冬奧會(huì)的“黑科技”,主要有以下幾點(diǎn):
無(wú)人化轉(zhuǎn)播
受疫情影響,我國(guó)采用無(wú)人化實(shí)時(shí)跟拍和轉(zhuǎn)播。在現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播方面,傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)播方式需要大量的工作人員以及龐大的制作團(tuán)隊(duì),以及高昂的設(shè)備,由于新冠疫情的影響,盡量的減少人群流動(dòng),因此在本次北京冬奧會(huì)中用到了像是“高自由視角觀賽特效”一樣的360度VR技術(shù)。不僅可以對(duì)整個(gè)場(chǎng)館中高速度的目標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)鎖定并跟蹤。
比如某些國(guó)家在比賽中通過(guò)犯規(guī)、小動(dòng)作來(lái)贏得勝利,以前我們拿他們沒(méi)辦法。但是這次快速移動(dòng)的全景攝像頭可以360°無(wú)死角纖毫畢現(xiàn)的還原犯規(guī)全過(guò)程,科技讓體育賽場(chǎng)更加干凈。
體育元宇宙
本次冬奧會(huì)對(duì)于元宇宙相關(guān)技術(shù)運(yùn)用主要體現(xiàn)在兩方面。一個(gè)是數(shù)字孿生,也就是VSS(數(shù)字孿生場(chǎng)館模擬仿真系統(tǒng)),相關(guān)的技術(shù)人員通過(guò)建模將現(xiàn)實(shí)的賽場(chǎng)和物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合,這可以讓觀眾“沉浸式”的觀看比賽。其中使用到了我國(guó)自主研發(fā)的“自由視角”技術(shù),轉(zhuǎn)播采用超高清4K格式,有一部分的重要賽事還會(huì)用到8K格式。
另一個(gè)是“虛擬人”,央視新聞聯(lián)合百度智能云打造的總臺(tái)首個(gè)AI手語(yǔ)主播正式亮相,這位身著白色西服裙裝、形象親切自然、氣質(zhì)優(yōu)雅的短發(fā)女性經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的智能學(xué)習(xí),能為觀眾提供專業(yè)、準(zhǔn)確的手語(yǔ)解說(shuō),其掌握的手語(yǔ)詞匯規(guī)范都來(lái)自《國(guó)家通用手語(yǔ)詞典》。從北京冬奧會(huì)起,她將全年無(wú)休,為聽力障礙群體做好報(bào)道。
冰立方
本次冬奧會(huì)的主場(chǎng)館“冰立方”本身就是黑科技。從水立方變身冰立方,其背后需要通過(guò)可轉(zhuǎn)換場(chǎng)地、可拆裝制冰系統(tǒng)、可轉(zhuǎn)換環(huán)境和智慧場(chǎng)館等技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了夏季和冬季場(chǎng)景自由轉(zhuǎn)換的“水立方”和“冰立方”,“冰立方”也因此成為歷史上第一個(gè)水上項(xiàng)目和冰上項(xiàng)目均可運(yùn)行的“雙奧”場(chǎng)館。
除了冰立方外,我們的“冰絲帶”不僅擁有世界上最大跨度的正交雙向馬鞍形索網(wǎng)屋頂,它還具有接近1.2萬(wàn)平方米的冰上面積,是亞洲目前最大的室內(nèi)冰場(chǎng)。維持這么大面積的冰面,需要的能源可不是一個(gè)小數(shù)目。最終國(guó)家速滑館的制冰系統(tǒng)選擇了二氧化碳法。使用相同數(shù)量的傳統(tǒng)制冷劑會(huì)比使用二氧化碳增加3985倍的碳排放量。除了第一次使用當(dāng)今世界最環(huán)保的二氧化碳制冰技術(shù)外,我們的制冰速度也堪稱目前“最快的冰”。此外采用二氧化碳制冰技術(shù),可以對(duì)冰層進(jìn)行精準(zhǔn)控制,溫差小于0.5℃,制出的冰面又平整又光滑。
清潔能源
除了冬奧場(chǎng)館技術(shù)、制冰技術(shù)等實(shí)現(xiàn)了許多“第一次”的突破,本次冬奧會(huì)也首次全部使用綠色清潔電力。目前,北京冬奧會(huì)11個(gè)場(chǎng)館全部取得了綠色建筑認(rèn)證。首都體育館舊貌換新顏,內(nèi)部由“一代氟+乙二醇”的間接制冷方式,轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸伎缗R界直接制冷,在制冷過(guò)程中減少了一次熱交換,節(jié)能效率可達(dá)50%。
此外,2022年冬奧會(huì)建設(shè)項(xiàng)目的玻璃大量采用化鎘發(fā)電玻璃,這種發(fā)電玻璃不但能發(fā)電,還是一種新型綠色環(huán)保建筑材料,既符合綠色奧運(yùn)的理念,同時(shí)還兼具了美觀與藝術(shù)性。打造出了“冰絲帶”、“水晶鞋”等一系列美輪美奐的冬奧場(chǎng)館。其中赤城奧運(yùn)走廊使用的碲化鎘發(fā)電玻璃總體容量為12MW,成功成為目前亞洲第一大碲化鎘發(fā)電玻璃電站。
機(jī)器人
由于疫情影響,本次奧運(yùn)會(huì)從奧運(yùn)村到比賽場(chǎng)地,大量采用無(wú)人化設(shè)備。與虛擬人相對(duì)的、擁有實(shí)體的機(jī)器人在北京冬奧會(huì)中吹響“集結(jié)號(hào)”。防疫機(jī)器人、引導(dǎo)機(jī)器人、遞送機(jī)器人、物流機(jī)器人、炒菜機(jī)器人、送餐機(jī)器人等各類機(jī)器人“黑科技”都在冬奧會(huì)中“一展拳腳”。
令外國(guó)運(yùn)動(dòng)員感到感嘆的就是“智慧餐廳”擁有大概120個(gè)機(jī)器人的機(jī)器人餐廳,在這里沒(méi)有廚師也沒(méi)有服務(wù)員,全透明的廚房中“機(jī)器人大廚”在24小時(shí)中為數(shù)千人有序的提供餐食。在冬奧會(huì)舉辦期間,所有機(jī)器均處于開機(jī)狀態(tài),無(wú)論何時(shí)進(jìn)入餐廳,都能吃到現(xiàn)做的食物,只需要手機(jī)掃碼就可輕松點(diǎn)餐,并且實(shí)現(xiàn)“24小時(shí)供應(yīng)”。
比賽時(shí),AI機(jī)器人將會(huì)協(xié)助各個(gè)場(chǎng)館工作人員進(jìn)行健康監(jiān)測(cè),全面消殺活動(dòng)等。消毒機(jī)器人、無(wú)接觸配送機(jī)器人等智能設(shè)備在各場(chǎng)館都會(huì)亮相。消毒機(jī)器人在整個(gè)場(chǎng)館內(nèi)漫步消殺,無(wú)接觸配送機(jī)器人奔波在搬運(yùn)的路途中,無(wú)論是食物還是物料,都能迅速送達(dá)。
可穿戴設(shè)備
運(yùn)動(dòng)員的貼身裝備可以說(shuō)是集中了可穿戴設(shè)備的前沿技術(shù)于一身。在高強(qiáng)度的體育訓(xùn)練中,運(yùn)動(dòng)員需要了解自身的心電、血壓、血氧、體溫等實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài),有沒(méi)有過(guò)度訓(xùn)練,壓力、情緒如何變化?而這些都需要通過(guò)大量的傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本次冬奧會(huì)上,除了有打破吉尼斯世界紀(jì)錄的運(yùn)動(dòng)員羽絨服,還有自帶記憶的冰壺刷,這種冰壺刷可以記錄下來(lái)運(yùn)動(dòng)員的各項(xiàng)指標(biāo),可以為教練選拔運(yùn)動(dòng)員提供參考數(shù)據(jù),也可以作為運(yùn)動(dòng)員可以不斷提高成績(jī)的參考。除此之外,還有“腋下創(chuàng)可貼”,這并不是真的創(chuàng)可貼,而是智能體溫計(jì),這個(gè)與眾不同的體溫計(jì)像是創(chuàng)可貼一樣小小的,只需要貼在皮膚上就可以實(shí)時(shí)掌握運(yùn)動(dòng)員以及工作人員的體溫狀況,不僅體積小,精度也很高。
5G
無(wú)論是前面提到的無(wú)人化轉(zhuǎn)播,還是各種無(wú)人化機(jī)器人,包括各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,背后都離不開5G技術(shù)提供的基礎(chǔ)支撐。
本次冬奧會(huì)有三個(gè)賽區(qū),我國(guó)為冬奧會(huì)“量身定制”了無(wú)人駕駛高鐵列車。通過(guò)5G鏈接,在隧道中也能有良好信號(hào)。我國(guó)的科研團(tuán)隊(duì)用了一年的時(shí)間在海拔5000米以上的環(huán)境中進(jìn)行了一年的實(shí)驗(yàn),所研發(fā)的5G技術(shù)可以適應(yīng)各種極端的環(huán)境。列車上還具備全球唯一的高清移動(dòng)演播室,主持人在高速移動(dòng)中也可以對(duì)賽事進(jìn)行播報(bào)。
基于5G技術(shù),北京冬奧會(huì)采用超高清8K技術(shù)對(duì)冬奧賽事進(jìn)行轉(zhuǎn)播。通過(guò)在奧運(yùn)場(chǎng)館、城市冬奧文化廣場(chǎng)、劇院、社區(qū)等布設(shè)8K顯示大屏。讓觀眾體驗(yàn)到流暢的信號(hào)和超高清圖像,甚至運(yùn)動(dòng)員臉上表情的細(xì)微之處都看得一清二楚。
此前2018年5G毫米波已經(jīng)在韓國(guó)平昌冬奧會(huì)上運(yùn)用過(guò),本次冬奧會(huì)基于毫米波的5G多視角賽場(chǎng)直播方案,可將北京張家口國(guó)際越野滑雪中心外場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)員颯爽英姿,通過(guò)無(wú)人機(jī)、頭戴攝像機(jī)等多角度視頻信號(hào),以5G毫米波技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸,充分展現(xiàn)了5G毫米波滿足高性能、大帶寬、低時(shí)延應(yīng)用需求的強(qiáng)大技術(shù)實(shí)力。除了高速率、大帶寬外,毫米波還能提供高可靠、低時(shí)延通訊連接,非常適合用戶密集、網(wǎng)絡(luò)連接狀況復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)。
京東方LED屏
開幕式表演是本次冬奧會(huì)的重點(diǎn),也是最直觀的展現(xiàn)中國(guó)科技實(shí)力的一個(gè)環(huán)節(jié)。其中給人印象最深刻的是全程表演基于地面和垂直的兩塊巨型LED屏。節(jié)目表演的時(shí)候是一群人在屏幕上滑冰,出現(xiàn)了非常漂亮的絲帶,這么強(qiáng)烈的踩踏和機(jī)械運(yùn)動(dòng),居然沒(méi)有出現(xiàn)摩爾紋。這需要在防滑、防眩光、低溫等多方位提供技術(shù)支持。
這塊巨大的發(fā)光舞臺(tái),來(lái)自京東方的8K超高清地面顯示系統(tǒng),它的面積達(dá)10939平方米,世界最大。據(jù)悉,為了完成這一浩大工程,京東方項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)繪制了3000余份圖紙,現(xiàn)場(chǎng)安裝的1.8萬(wàn)個(gè)顯示模塊連續(xù)裝了70車次,現(xiàn)場(chǎng)使用了10萬(wàn)余米的線纜、7.2萬(wàn)個(gè)接頭、近8萬(wàn)米鋼結(jié)構(gòu)。
此外,冬奧會(huì)的火炬臺(tái),硬件軟件皆來(lái)自京東方自主設(shè)計(jì)。火炬點(diǎn)燃那一刻,巨型雪花屏由中心向四周輻射開來(lái)??焖僮儞Q、完美同步的顯示畫面背后,是京東方AIoT技術(shù)體系及自主研發(fā)的同/異步兼容信發(fā)系統(tǒng),異步集控能在極短時(shí)間內(nèi)將大規(guī)模視頻內(nèi)容快速下發(fā),同步集控確保102塊雙面屏幕實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)響應(yīng)。此外,“主路+環(huán)路”備份的高冗余控制系統(tǒng)確保了火炬臺(tái)播控系統(tǒng)的超高可靠性。超55萬(wàn)顆LED燈珠,每一顆燈珠都由驅(qū)動(dòng)芯片的單一信道獨(dú)立控制;4.8mm的鏤空雪花的出光面寬度是目前業(yè)內(nèi)出光面最窄的單像素可控LED顯示產(chǎn)品。
英特爾3DAT技術(shù)
作為奧運(yùn)會(huì)全球TOP合作伙伴,英特爾以基于英特爾?至強(qiáng)?可擴(kuò)展處理器的3DAT技術(shù),聯(lián)合第三方專業(yè)團(tuán)隊(duì)定制開發(fā)了“基于人工智能技術(shù)的演出實(shí)時(shí)特效系統(tǒng)”,應(yīng)用在《致敬人民》和《雪花》兩個(gè)節(jié)目中。憑借先進(jìn)的AI算法,僅通過(guò)4臺(tái)攝像機(jī)就覆蓋了全場(chǎng),并讓演員與現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)的大屏實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)互動(dòng),達(dá)到了僅靠排練無(wú)法達(dá)成的流暢效果。漫天流動(dòng)的風(fēng)雪在滑冰運(yùn)動(dòng)員的腳下實(shí)時(shí)消散、五百多個(gè)孩子如晶瑩的雪花在舞臺(tái)上歡笑嬉戲,這些令人印象深刻的畫面背后,是英特爾在國(guó)家體育場(chǎng)架設(shè)4臺(tái)攝像機(jī)進(jìn)行拍攝,隨后將視頻信號(hào)送到邊緣計(jì)算系統(tǒng)中進(jìn)行三維信號(hào)重建及渲染,隨即將生成的藝術(shù)形象呈現(xiàn)在LED大屏上,并以強(qiáng)大算力確保演員與大屏中藝術(shù)形象互動(dòng)的實(shí)時(shí)性與流暢性。
在覆蓋范圍上,英特爾依賴于先進(jìn)的AI算法專門設(shè)計(jì)開發(fā)了多個(gè)人體檢測(cè)AI模型,可以穩(wěn)定精準(zhǔn)識(shí)別場(chǎng)中上百名演員,最終利用多相機(jī)標(biāo)定結(jié)果實(shí)時(shí)輸出他們的真實(shí)位置信息,只采用了4臺(tái)攝像機(jī)就做到了覆蓋全場(chǎng)并完成信息采集。在實(shí)時(shí)性上,攝像機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)光纖傳輸?shù)接⑻貭栐趪?guó)家體育場(chǎng)內(nèi)搭載了第三代英特爾?至強(qiáng)?可擴(kuò)展處理器的邊緣計(jì)算系統(tǒng)上,它的強(qiáng)大算力可滿足實(shí)時(shí)、大量、精準(zhǔn)度要求高的圖形、影像處理和3D建模、數(shù)據(jù)分析需求。而在傳輸效率上,“基于人工智能技術(shù)的演出實(shí)時(shí)特效系統(tǒng)”通過(guò)英特爾?OpenVINOTM視覺工具套件進(jìn)行開發(fā),通過(guò)Intel DL Boost技術(shù)使能,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、流暢、實(shí)時(shí)的視頻數(shù)據(jù)讀取和處理,從圖像采集、識(shí)別到檢測(cè)和處理,只需要不到幾十毫秒的時(shí)間。
點(diǎn)評(píng):
沒(méi)有科技感的科技才是最好的科技
一個(gè)國(guó)家的技術(shù)實(shí)力不夠強(qiáng)大,那么它的體育表現(xiàn)也一定稱不上優(yōu)秀。
本次北京冬奧會(huì)從賽前籌備,到開幕式表演再到比賽,各個(gè)環(huán)節(jié)都展示出了中國(guó)的技術(shù)實(shí)力。
應(yīng)該說(shuō)奧運(yùn)會(huì)到了今天,比拼的不僅是體育,也是在比拼科技的進(jìn)步。運(yùn)動(dòng)員在賽場(chǎng)上不斷挑戰(zhàn)自我、突破極限,一方面來(lái)自于身體素質(zhì)提升,另一方面也源于科學(xué)系統(tǒng)訓(xùn)練及科技保障。
冬奧會(huì)的舉辦也將對(duì)很多產(chǎn)業(yè)帶來(lái)拉動(dòng)效應(yīng),除了表面上的冰雪體育產(chǎn)業(yè)之外,還涉及到個(gè)人裝備、生產(chǎn)制造、銷售、設(shè)備建設(shè)、項(xiàng)目研發(fā)、文化、科技、食品等眾多領(lǐng)域。冬奧會(huì)的舉辦對(duì)于科技產(chǎn)業(yè)是“展示場(chǎng)”也是“助推劑”,當(dāng)然前提是你必須在各個(gè)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)已經(jīng)發(fā)展到一定的階段。
“沒(méi)有科技感的科技才是最好的科技”,這是本次北京2022年冬奧會(huì)帶給人的最直觀感受。相信本次冬奧會(huì)展示的各種黑科技,不會(huì)僅僅停留在概念展示階段,未來(lái)一定會(huì)融入普羅大眾的日常生活,潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的為大家提供便利,同時(shí)改變你我的生活方式。