数字表演打造“精确”视觉盛宴
2009-01-28张龙飞马建东
张龙飞 马建东
彩旗飘扬的国庆广场游行,绚烂华美的国庆晚会光立方及奥运开闭幕式上无以伦比的梦幻演出,给人们呈现了饕餮视觉盛宴。那精准的控制,每位演员的全心投入,各个方面的无间配合,不仅是表演的成功,也在世界上每位中国人的心里增添了诸多激动与自豪。看到这些近乎完美的大型广场文艺表演,人们不禁惊叹于演员和导演们的精湛技艺,以及国家的强大。而隐藏在这些视觉盛宴之后的数字表演科技力量,却知之甚少。
在国庆游行、晚会乃至奥运开闭幕式表演幕后,活跃着一直鲜为人知的科技队伍,他们以数字表演为旗帜,着力打造一个全新的学科,并为实现“精确”的视觉盛宴而全力以赴。这就是以北京理工大学软件学院丁刚毅教授为首的“数字表演与仿真技术”科研团队。
强大的研究力量建设数字表演
说起数字表演,不仅仅是将表演数字化,而是指数字信息和计算机直接参与表演生产服务流程,将数字化表演与现代仿真技术相结合,从而全面提升文艺演出创意、编排、演出、推广等创新能力的新型交叉学科。
20年来,国外很多大学和多媒体研究机构都展开了相关研究,并逐步完善了数字表演的理论、技术和艺术体系。国外很多著名的舞台表演、舞蹈表演、戏剧表演已经将数字表演技术应用其中,取得了极大的展示效果和经济效益。在近三年代表图形学最高成就的SIGGRAPH大会上,数字表演的优秀作品层出不穷,赢得了众多艺术家和科学家的关注。
但数字表演涉及面如此广泛,以至于没有一个单独的学科可以担负起该学科的建设任务。其学科构成如下图所示:
以丁刚毅教授为首的数字表演团队,是由来自军用仿真、计算机、光学工程、设计、人文、艺术、舞蹈等各个方面的专家学者组成的具备国际先进水平的团队,其中不乏大名鼎鼎的长江学者王涌天教授、国家歌舞团陈维亚导演、沈晨导演等人物。为了能在新的表演中融入最新的数字技术,他们孜孜以求,共同奋斗。
数字表演的根基在于技术和艺术的完美结合,众多的科技手段被应用进来。其中包括能将真实场景上叠加虚拟场景并交互的增强现实技术、有来自于军事武器验证计算的仿真技术、有自动人物识别和事件发现的计算机视觉技术、有能模拟出数十万人不同姿态和状况的大规模人群实时渲染技术、还有能将世界各种信息管理起来的地理信息系统、将世界连接起来的物联网技术等等。这些技术无疑将对数字表演的未来添上美好的一笔。
在数字表演的发展过程中,一场场震撼的世界性演出给了数字表演充分的表现机会。奥运会开闭幕式、国庆群众游行、国庆焰火晚会……一个个成功的脚印随着数字表演的建设里程而走来。
智能仿真编排系统服务奥运
为使科技为2008北京奥运会服务,实现“科技奥运”的目标,自2006年开始,北京理工大学软件学院的科研人员与北京2008奥运会开闭幕式导演组合作,为开闭幕式的编排开展了大量的调研和研究工作,经过一年多的努力,完成了编排系统的原型设计和开发。
北京理工大学项目组与奥运会组委会开闭幕式运营中心先后组织了三次原型系统的汇报与讨论,得到了导演组的肯定,他们一致认为编排系统将对北京奥运会开闭幕式的排练、表演和仪式工作提高工作效率,缩短实施周期,降低工程风险起到重要作用,是“科技奥运”的具体体现。
2007年9月13日,奥组委开闭幕式运营中心向北京理工大学下达了“北京奥运会开闭幕式智能仿真编排系统项目任务书”。9月20日成立“计算机仿真编排技术小组”进驻开闭幕式运营中心,作为首次成立的技术部门正式开始参与创意、编排和仪式等工作。
开闭幕式智能仿真编排系统将为北京奥运会开闭幕式的排练、表演、仪式工作从以下方面提供技术支持和工程服务:
1、利用人工智能和人机交互等技术,辅助导演进行开闭幕式方案的创作、修改和调整;
2、利用虚拟现实技术,帮助导演随时调整预案和全景展示三维的、动态的表演方案,并为领导预审和电视导播等其他部门提供参考依据;
3、利用无线通信和多媒体技术,实现导演和各分场地编导之间实现音/视频的交流通信,帮助场地编导第一时间实现导演意图;
4、利用信息管理技术,实现演出流程管理,演出人员管理,服装道具管理,实施进度管理,参演团队集结调度等。
一年多的服务过程中,计算机仿真编排技术小组利用所开发的系统为开闭幕式的编排和排练提供服务,同时还完成了奥运会开闭幕式运营中心及导演组提出的对运动员、演员出入场、紧急疏散预案评估和高空动作设计方针等需求。
国庆游行剪影
2099年10月1日中午12点10分,千万个炫彩气球飞向空中,数千少年儿童如彩虹泄地般涌向金水桥,天地间成为欢乐的海洋。“41方阵中心到达中心线、建议涌场开始……40方阵离开疏散线……,游行队伍行进综合误差为45秒、……游行行进监控结束”,随着耳机里传来的清脆的声音,东小台、101指挥室等各个岗位上的工作人员相互拥抱着、握手、拍照留念,庆祝游行活动的伟大成功。而这时,游行监控组的耳机里依然传出各个监控线上北京理工大学国庆游行仿真编排组成员的即时队伍行进数据播报、一排排计算机的屏幕上记录着国庆游行在各个行进监控点上的综合行进数据的辉煌,也标志着国庆游行智能仿真编排组各项工作的圆满成功。
回想2009年2月份,一个来自奥运大厦的国庆60周年群众游行筹备委员会热情的电话把北京理工大学国庆游行智能仿真编排组全体成员调动起来,北京市委常委梁伟同志深切的对编排组负责人——北京理工大学软件学院院长丁刚毅同志说,希望能充分利用高技术手段,保障群众游行活动的顺利进行。在接下来的日子里,50余位技术人员开始真正参与到各项筹备工作中,经历了数百次的会议、数干次的方案策划制定与修改、队容队形设计与计算、仿真系统设计与实现、辅助训练系统、辅助指挥系统的设计实现与现场实施、方阵训练、分指合练、复训、十一当天的辅助指挥等等工作。
群众游行仿真设计训练与指挥系统服务国庆
国庆60周年群众游行训练与指挥系统建立的意义是明显的,如果没有高效的计算机仿真系统支持,首先在训练之前对群众游行活动包括集结疏散方案的设计、计划无法提供直观的仿真手段,从而科学地保证游行活动组织的合理性;其次,在训练过程中,无法及时给出训练效果报告,从而无法保证及时更正,提高训练效率,降低训练成本;最后,在游行实施过程无法实时指挥保证游行队伍、背景展示、音乐配套的一致性,有效保障游行的成功。
由于国庆群众游行活动时间紧、任务重。以高技术手段,保障包括游行方案设计、方案预演评估、集结疏散方案评估和优化、方阵训练、现场指挥等工作高效有序进行是十分必要的。
游行方案和集结疏散方案的设计由于参与人数众多,设计任务繁重,采用计算机辅助设计可以实现快速设计、方便修改从而保证设计工作的及时高