专家讲述“北京八分钟”背后的科技

本报记者 李司坤 马俊

25日举行的平昌冬奥会闭幕式上，下届冬奥会的主办方用惊艳的“北京八分钟”向世界发出邀请：2022相约北京！精彩的表演也赢得了众多网友的称赞：“北京八分钟”用炫目的“中国制造”重新定义了一个自信而充满科技感的现代中国。《环球时报》记者26日全力打探，试图深入了解这些“中国制造”背后到底蕴涵了怎样的科技力量。

机器人的华丽舞步如何练成

平昌冬奥会开幕式上，1218架无人机排列的“奥林匹克五环”让人印象深刻；而在闭幕式上的“北京八分钟”中，载着绚丽液晶屏幕的24个智能机器人与轮滑演员一起跳起华丽的舞步，其实技术难度同样不逊色——它们不仅完成了自己的动作编排，更与现场演员、地面投影进行联动表演。

这些机器人的研发团队负责人、沈阳新松公司移动机器人事业部总裁张雷告诉《环球时报》记者，虽然普通的移动机器人技术已比较成熟，但要让它们在舞台上伴随演员们翩翩起舞，还真是个问题。因为工厂使用的移动机器人侧重于效率、精度和速度，原先的路径规划多以简单的直线、圆弧为主，而艺术表演则要把一些在工业上不会用到的动作展示出来。机器人不但需要完成行进中旋转、摆动等动作，还要跟周边的各个环节，包括音响、地面投影、屏幕投影乃至演员表演完美地融合在一起。

张雷重点提到其中的一个难题：移动机器人行进时首先得确定自己的位置，而定位则需要一定的核对目标。闭幕式的户外场景非常大，移动机器人跟核对目标的距离很远，而且很多演员频繁来回穿梭，加上光线复杂，因此实现定位非常难。他介绍说，整个团队为这个项目专门组织攻关，包括利用人工智能加强机器人对物体的检测、认知等，最后才实现了上述功能。

张雷还提到，由于“客场作战”，排练的时间非常短，而移动机器人又需要现场调试，这带来了额外的挑战。他回忆说，初期机器人没有调试好时总是出问题，甚至导演都考虑过放弃。不过经过两周左右的调试后，机器人的表现就很稳定了，最后机器人反倒成为全场团队里最不让导演担心的成员。

世界领先的透明冰屏

“北京八分钟”里，24块冰透的大屏幕伴随着“熊猫木偶”和轮滑演员的动作，不断呈现出新时代中国的美好影像。这些近乎透明的屏幕有个好听的名字：“冰屏”。壹品光电冬奥项目组成员之一、副总经理杨勤康告诉《环球时报》记者，冰屏上那些美轮美奂的视频，是通过信号双备份传输来保障稳定显示。他介绍说，冬奥会用的冰屏是特制的，具有全球首创的高通透率、耐寒高稳特性。通俗地讲，熄灭时冰屏“透明得如同不存在”，点亮时又显得很3D、很全息，还可以正反两面显像。

杨勤康透露，冰屏技术已处于世界领先水平，它实现了几亿种颜色间搭配、万级的刷新，称得上是“润眼不闪烁”。此外冰屏还具备耐寒、耐热、形态记忆恢复等特性。为应对室外的较大寒风，冰屏还经过了严苛的风洞、冷库试验，这对结构细节要求非常高，冷热预留的公差达到微米级。

用高科技武装的“熊猫木偶”

据介绍，冰屏能在零下20度工作，因此不惧怕闭幕式当天的寒冷。高科技设备能扛冻，演员也有新装备。主创团队采用石墨烯智能发热服饰，确保演员在严寒中不会出现冻伤。石墨烯是一种超级新型纳米材料，具有超高强度、超高导热系数，被业界誉为“新材料之王”。利用石墨烯的特性，我国科研人员研制出了超薄透明的石墨烯电热薄膜技术，用它们制成的演员服装很轻薄，不会影响优美的冰上动作。

憨态可掬的“熊猫木偶”也是观众眼中最出彩的“中国元素”。据了解，熊猫道具出自四川省南充大木偶剧院的工艺师之手。木偶要由人穿着进行表演，重量需要在30斤以下，制作团队先后尝试了人造纸藤、天然白藤、竹篾条、铝合金丝、碳纤维条、PVC仿真藤条等多种材料，进行了上百次测试，才最终确定了用铝合金管材和碳纤维条相结合，配合上LED灯的制作工艺。最终版的熊猫道具，高2.35米，却仅有20斤左右的重量。

“熊猫木偶”虽然可爱，不过其中的演员们却并不容易，除了需要披挂硕大的木偶外，闪亮的LED灯也会影响他们的视线。据《环球时报》记者了解，北京理工大学以“双目增强现实智能眼镜”为基础，为“熊猫木偶”进行了“视觉改造”，对道具的外挂摄像头加装云台，并与内部演员的智能眼镜相结合，从而解决了“熊猫木偶”里的演员在表演过程中，因内外光线差异导致对外部环境观察受限的问题，使演员在“熊猫”内部能无差别观测到外部环境。

高大上的彩排新装备

“北京八分钟”看起来就让人眼花缭乱，排练的复杂程度更可想而知。为解决这个难题，北京理工大学虚拟视觉团队利用影视虚拟制作技术和数字表演与仿真技术，专门创新研发了文艺表演预演系统和训练彩排与数字验证系统。这两套系统能根据表演创意方案，将整场文艺表演的过程全部仿真，这相当于让导演同时看到现场监控器和直播效果，可以实时观察演员及道具的队形状态。据介绍，训练彩排与数字验证系统甚至可以将表演效果分解成为每个演员的动作和运动轨迹。▲