很多人對開幕式的那一幕印象深刻——一方巨大的水從冰面中升起，凝固成冰。過往23屆冬奧會舉辦城市的歷史，隨著環繞全場的24道“激光刻刀”的雕琢，閃回其上，最終定格為“2022中國北京”。
以這種備具科技色彩的方式引出奧運五環，讓觀眾大呼“震撼”“過癮”。在開幕式上，這樣的場景不斷上演。
外界對本次北京冬奧會開幕式的評價中，“科技感”是高頻詞。開幕式沒有設大規模文藝演出，而是將人工智能、5G和云等多種技術綜合運用，達到“人少而不空，空靈而浪漫”的效果，用科技呈現了一場視覺盛宴。
航天標準
確保所有屏幕萬無一失
開幕式主舞臺臺面全是LED屏幕，巨大的屏幕面積達10552平方米，是目前建成的世界最大的LED顯示屏，包含超過4萬塊的LED模塊，不僅能完美地呈現各種特效，還可結合虛擬現實技術來使用。
這一設計，完全顛覆了傳統的演出舞臺空間結構，可變換成多面凸屏，延伸畫面、增添空間感，打造出數字化高端演藝視效，是為此次開幕式量身打造的分辨率高、刷新率高的地屏展示項目。
據了解，整個地面顯示系統從研發到現場施工保障歷時近2年。開幕式主舞臺由于創世界之最的面積，以及需要防水、防雪、防凍等特性，讓工程難度系數成倍放大，工程量是北京2008年奧運會LED舞臺的10倍。
開幕式要完美呈現，任何一塊屏幕都不能出問題。怎樣確保萬無一失?航天科技集團一院冬奧專項辦公室主任劉照智表示要靠精細化流程管控。
劉照智舉例說，前期測試過程中，一塊屏幕出現了顯示問題，整個舞臺按航天標準技術、管理雙歸零，單點問題解決還不是終點，大家聚焦細節舉一反三，直到萬余平方米的舞臺實現本質安全。
航天賦能是本次開幕式的一大亮點。借鑒北京2008年奧運會成功舉辦的經驗，專項工程各項目都以航天系統工程思路和理念全力保障開幕式順利完成。
由航天科技集團六院11所(京)和101所研制的主火炬燃燒系統是主火炬的核心組成部分，團隊根據組委會要求，做了不少創新。
例如，針對火焰顏色可視化需求，團隊在氫氣火焰區中以特殊方式植入微量顯色劑配方，以安全、環保的方式實現氫氣火焰的可視性;采用線性多點式耦合燃氣分配技術，實現火焰“飛揚”飄逸的造型;在“雪花”異形屏方面，采用彩LED直顯屏方案，出光面根據舞美造型隨型設計兼顧美觀，實現燈光圖案的多彩變化……
最終，主火炬在外觀優美靈動的基礎上，實現了手感舒適度、功能完整性的平衡。
此外，航天科技集團五院508所利用航天器回收著陸試驗場構建模擬主火炬的試驗環境，為確保點火儀式的各個環節可靠、順暢作出了重要貢獻。
試驗驗證過程中，為了更真實地模擬主火炬內場應用環境，團隊結合半個多世紀的航天器降落傘研制經驗，制成總面積約3000平方米的三面防護網，并在防護網周圍增加了徑向帶和緯向帶設計，保證了防護網即使在大風條件下依然保持穩定的張力和可靠性。
智慧布局
多技術手段呈現創意演出
時隔14年，奧運會的圣火再一次在“鳥巢”點燃，這座承載著中國人雙奧記憶的建筑，在歲月更迭中日新月異。如今的“鳥巢”，有大腦、有判斷、由眼睛、有感官，為北京冬奧會的創意節目提供了不少技術支持。
開閉幕式工作部部長常宇在接受媒體采訪時曾表示：“在全世界大型的體育場館中，目前“鳥巢”的科技創新和智慧化水平應當是走在最前列的。“鳥巢”融合了5G人工智能、圖像識別、物聯網等各種手段，最終所綜合成的數字孿生操作系統是非常有意義的。”
冬奧會開幕式的指揮監控系統能夠給分場導演、舞臺總監、技術保障人員等提供指令信息。為更好地把控開幕式上各類硬件設備狀態，研發團隊在“鳥巢”新安裝了130余個攝像頭，“盯著”類似升降舞臺內部等多個“視覺死角”。
監控視頻信息可以根據各崗位在不同活動環節的監控需求，自動按流程推送到各崗位面前。如果出現問題，該系統會通知各崗位，應急預案將第一時間啟動。
此外，倒計時的數字煙花也融合了科技元素。東信煙花集團組合煙花技術總監鐘自遠說，從10到1，雖然只有短短30多秒，但每一個數字都經過了精心的編排設計。
這10個數字，單個數字長40米，高60米。為了保證數字的完整和圓潤度，每一發花束的位置，都有無數個點位組合而成。“研發團隊先利用3D模擬等科技技術，在電腦上設計初稿，然后在不斷的實驗中改進完善，讓煙花產品發射出去的分散程度、發射高度以及發射的偏斜度都達到最完美。”鐘自遠說。
三波次焰火燃放，“迎客松”特效難度最大。鐘自遠說，“迎客松”特效煙花的布置點位在“鳥巢”上的覆蓋面達到了200米左右，但因為“鳥巢”頂上鋼梁縱橫交錯，無法達到在地面燃放時的完整直線，研發團隊為此重新研發出可轉動、調節角度的卡具，使“迎客松”在“鳥巢”鋼梁上的布點形成基本的水平面，以保證完美成型。
精細管理
另有備份五環隨時待命
冰球撞向“冰立方”，晶瑩剔透的“冰雪五環”從“冰立方”中破冰而出。藝術表達的背后，是科技力量的助力。
“冰立方”的長寬高分別是22米、7米和10米，重量達400噸，升降重量達180噸，升降載荷超過一般劇院大型升降臺的8倍，是整個開閉幕式最大功率的驅動設備。“冰立方”升起來之前，藏在一個巨大的地倉里，地倉長84米、寬42米、深10米。
為了實現視覺效果，研制人員歷時數月設計迭代，第一輪實物試驗結果便十分好——耗電315千瓦每小時的電機，拖著400噸的“冰立方”走完10米行程，實際傳動效率與理論計算值僅相差0.01。
“冰立方”升起來后，接下來是五環破冰而出，將開幕式氣氛推向高潮。面積143平方米、重3.2噸的五環，厚度僅350毫米，呈現難度創歷史之最。技術保障負責人趙勁彪說：“面積巨大、結構超薄的五環，吊點稍有偏差就會彎曲變形，輕微的碰撞也易導致表面燈珠受損。”為此，研制人員將冗余措施精確到最小顆粒度，任何一個燈珠熄滅都有備份零秒切換;五環有任何閃失，藏于地下的備份五環都能準時升起。這些背后功夫，最終實現了五環的完美亮相。
對于在夜間舉行的冬奧會開幕式，要實現“人少而不空，空靈而浪漫”的目標，燈光是不可忽視的助手。
開幕式的燈光流光溢彩，光鮮的背后是精心的設計與萬無一失的保障。北京冬奧會開幕式分了多個屏幕聯動播放，為了不出現黑屏等各種問題，屏幕由排得很密的LED點組成。“這一條和隔著的一條是一個畫面，而插著的另外一條是另外一個畫面，播的是同樣的內容，為了保證有一路出現問題，畫面是沒有問題的。”開閉幕式工作部部長常宇說。
展現精神
不炫技又有科技含量
許多觀眾被“雪花”環節傳遞出的自由浪漫、溫暖動人所折服：手拿和平鴿的孩子們忘我地奔跑，一步一生輝，腳下是如同微型星辰的晶瑩雪花。
完全不同的雪花匯聚到北京，成為一朵人類的雪花，一朵共同的雪花。從倒計時短片到最后的點火，都體現了這一思路。冰代表冬奧、冰雪，晶瑩剔透，浪漫就在其中。
如此真實的夢幻，是科技藝術與視覺藝術合力的結晶。據了解，它是經過“基于人工智能技術的影像識別跟蹤”和“基于交互引擎技術的實時渲染呈現”兩個核心技術環節來實現的，也是世界上首次在超過一萬平方米的場地上對超過600名演員進行實時跟蹤與互動的表演。
開幕式總導演張藝謀表示，開幕式的每一分鐘，實際上都寫滿了中國文化，整體創意和創新體現的都是中國人的價值觀念和哲學思想。而本屆冬奧會開幕式從創作開始，就明確要集中表現中國的現代和未來。
表現新時期中國人的精氣神、價值觀，所以在創作手法和視覺效果上都注重現代化。能不能讓開幕式具有現代藝術感，能不能有科技含量，但又不炫技，成為了創作團隊思考的重點。
2022年北京冬奧會開閉幕式制作總監李丹陽在接受媒體采訪時說，視覺上效果上要飽滿，需要舞美與視頻、高科技相結合。北京電影學院研發的新技術，可以實時動態捕捉屏幕上的影像，第一次實現了人屏互動自由。
北京冬奧會開幕式人工智能實時特效團隊負責人韓柯曾表示，人工智能實時特效系統借助了人工智能技術對動作進行捕捉，得到實時數據，基于這個數據，可進入實時渲染系統，最終得到視頻畫面效果，由播控最后把效果呈現在地屏上。這些效果帶了位置坐標的，因此可以準確地呈現在演員腳下，并根據演員的動作作出細節上的調整。
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