首届虚拟仿真技术支撑下的“数字孪生”冬奥会

由北京电影学院未来影像高精尖创新中心牵头研发并进行概念验证和关键技术攻克的成果――场馆仿真系统Venue Simulation System（VSS 系统）有力支撑了此次冬奥会筹备的规划与运行设计，使得北京2022 年冬奥会成为首个基于数字孪生与场馆仿真技术进行筹备规划的奥运盛会！

根据牛顿-欧拉式(1)-式(6)，在知道各个关节变量θi，角速度和角加速度的情况下，依次向外递推，可以得出机械手各杆件的速度、加速度。

大规模场景建模关键技术工具

针对赛事场馆模型复杂度极高难以高效建模的问题，团队攻关研究了赛事场馆的隐规则模型扫描数据自适应网格重建技术，并结合激光扫描、倾斜摄影等现有技术，从而实现了赛事场馆的高真实度、高效率模型重建技术工具。

随着经济社会的不断发展和东西方文化的融合，高校作为新思想产生的沃土，大学生的思想越来越多元和复杂，行为越来越开放,大学期间谈恋爱的学生人数明显上升。而大学生的基本年龄是19～24岁之间，此阶段正是精力旺盛的时期，生理发展基本趋于成熟，但心理发展未能同步，因此因恋爱而产生的危机事件也频频发生。国内许多专家和学者对恋爱危机问题进行了讨论和研究，拟尝试在前辈们的研究基础上，对恋爱危机进行一个系统的梳理和研究，以此来呼吁高校和社会以及家庭对这个问题的重视和关注。

同时，团队还研发了基于平面设计图纸的三维场馆模型智能辅助建模技术工具，实现高度规则化场馆建筑的高效语义化建模，进而为大型赛事活动规划与运行设计仿真奠定场馆三维模型数据基础。

转播方案设计及预演技术工具

传统的转播方案设计工作需要导演或内容制作负责人首先在平面图纸上先行设计转播机位及转播方案，然后再到达现场进行实地考察，还需要携带各种设备，以便将预先设计的方案在现场加以验证。这个现场考察的整体过程相当繁琐且耗费巨大人力物力，尤其涉及户外，例如高山滑雪等场馆，到达现场考察更加困难。

通过VSS 系统内的转播方案设计及预演技术工具，这些困难都迎刃而解了！VSS 系统可以在三维空间搭建其完全仿真的场景外观，且在系统内可以方便地添加众多的转播机型、设计机位，并可轻松对摄像机焦距、视角进行仿真模拟及验证，最大程度的以数字化形式还原内容制作团队的工作流程。这样，原本费时费力的转播设计现场验证工作足不出户就可以完成了。

形象景观设计及展示技术工具

在冬奥筹备中，形象景观设计方案制定时，需要进行可行性验证，但考虑到物料、人力的成本，不可能将所有的形象景观物料布置在现场进行验证。VSS 系统中的形象景观设计及展示技术工具通过形象景观部门给出的设计方案，可直接在系统内对应的位置进行形象景观摆放，并能够灵活切换多种不同方案以展现不同效果。而通过系统导出的视频，则可以更立体直观的对方案的效果进行展示，不仅大量节省了在现场摆放的人力、物力，更可以为最终决策提供参考，辅助领导快速做出决策。

场馆仿真系统架构师战鹏说：“VSS 演化于影视虚拟预演仿真系统，结合场馆三维化仿真与虚拟摄影仿真技术，用户透过专用仿真硬件作为用户界面，把不确定的方案通过软件进行仿真实验，借助计算机对三维化问题进行仿真求解，并呈现出最佳结果，为绿色低碳高效冬奥提供软实力。”