纵观历届大型运动会，点火环节，都是开幕式最大的悬念。杭州亚运会策划了一个万众参与、数字互联的点火方式。后台通过实时数据手段，将上亿线上火炬手参与传递的火种，传送到数字空间，将通过数据转化成虚拟形象，在钱塘江上形成一个超大的“数字人”，逐步奔跑到大莲花，将火炬传递给现场的真人火炬手，共同点燃火炬塔。
幕后到底是怎么实现的呢？
开幕式总导演陆川此前在采访中说：“杭州亚运会开幕式现场有一个网幕，由9个IMAX并排在一起，是地球上最大的银幕，这是我作为电影导演都会骄傲一生的事情。”
本次开幕式打造出一场数字化高端演艺视效，靠的最重要的两样硬件设备：网幕、地屏。这些科技到底厉害在哪呢？网幕就是大家看到的吊在空中那块巨大“荧幕”，总长度185米、高20米，相当于9个IMAX荧幕那么大。每块网幕宽5.28米，重600公斤，最中间的部分由三组连接在一起。
这套网幕从材料到设计制作，都是自主研发的。除了展示的效果，还充分考虑到大莲花的主体承重能力、稳定性、透明度、透风性等，前期进行了2次安装测试。运动员入场仪式的时候，网幕的造型要变化，所以每块网幕的下方是不固定的，在安装测试时发现风会把网幕吹得刮起来，像放风筝一样。于是，又调整了网幕的位置，错开体育场最大的二层透风豁口以保持稳定。为了让数字火炬手看上去有力量地在奔跑，邀请了专业的田径运动员，进行多次动作捕捉效果测试，更为真实。虽然是AR效果粒子组成的数字火炬手，但不是一个简单的轮廓，而是有故事有逻辑，比如来自哪里，和杭州有什么关联等。于是主创团队们想到了良渚文化。把代表良渚文化的图腾等细节嵌入了数字人的肩膀、腿部、手臂。但杭州是数字科技之城，这个数字人又不能做得像古人一样，所以在服装的设计、线条的勾勒上，更加凸显现代感。在这一年多来，为保障“数字火炬手”活动顺畅运行，杭州亚组委与官方合作伙伴，利用自研3D互动引擎、人工智能、区块链、小程序云等多种技术，进行了一系列探索和创新。项目团队融合人工智能、空间计算、三维渲染等技术，并依托国产自研的Web3D图形互动引擎Galacean，进行了3个月的研发优化，才让AR互动达到了影视级的细腻效果。产品最终做到了亿级用户规模覆盖，并支持97%的常见智能手机设备，用户也不用下载App，通过小程序就能线上传火炬。底层引擎Galacean针对性优化，数字捏脸以及数字火炬传递“薪火相传”应用，这一切构成了一个完整的圣火传递数字化表达。
杭州亚运会开幕式总导演、总制作人沙晓岚在9月21日的开幕式筹备工作新闻发布会上曾透露，很早之前他们就在考虑，点火应该回归体育本身，成为全民参与的事。“如果只是几十万人或几百万人，就无法支撑这个创意的存在，‘全民’至少也得是大几千万人。”
为了让线上火炬传递及点火仪式做到人人可参与，3年来，工程师们针对300多台不同年代及型号的手机，进行了超10万次测试，敲下了20多万行代码，并通过3D互动引擎、AI数字人、云服务、区块链等多种技术的结合，保障了使用8年前老旧手机的用户都可顺畅成为“数字火炬手”，参与火炬传递。每一个真实用户对应着一个数字人，如何让数字人独一无二，“一人一面”？
项目团队从个性捏脸、动作捕捉到服装配置，利用AI等技术设计了两万亿种亚运数字火炬手形象，甚至考虑到了眼睛旋转程度的精修尺度。
最终，基于自研的Galacean引擎、区块链、AI算法、Oceanbase数据库、小程序云等复合技术的能力，上亿用户可以流畅地在智能亚运一站通支付宝小程序上完成线上火炬传递。亚组委官方数据显示，截至9月15日，“亚运数字火炬手”参与总人数已突破1亿人。成功打造了覆盖区域最广、参与人数最多、持续时间最长的线上火炬传递活动。
开幕式总导演揭秘幕后
不同于以往固定不动的火炬装置，杭州亚运会开幕式上的火炬塔，是会动的。火炬塔由19朵浪花组成，被点燃后，19朵浪花，像手臂一样缓缓地往上伸展。根据前期的设想，为了呈现钱塘潮水的状态，要在每朵浪花上加上灯带。不过，最终还选择了既环保又美观的方案，就是使用镜面不锈钢波纹板。在光的照射下，能呈现出比镜面反射更细腻、更温柔的画面，波光粼粼，如钱塘潮水一般。火炬塔由19根弯曲的火炬柱子组成，代表杭州第19届亚运会，最高的一根能伸展到19.6米。要让一个钢结构材料，像浪花一样灵活伸展，非常难。大丰决定，将火炬塔的“骨骼”和“皮肤”分开，也就是使用机械系统和装饰系统分离两套系统，来解决这个难题。将机械结构的数量调整为装饰结构数量的一半，又把装饰结构改成动态的浮动结构。这样一来，既减轻了火炬塔的重量，又能保证火炬塔连续的动态效果。在视觉上，呈现出了连贯的圆弧到直线的变化。点火后，火炬塔通过旋转滚珠丝杆触动电机转动，实现了从浪花到潮头的转变。为了确保浪花能伸展，大丰在火炬塔里安装了两个电机。如果一个电机坏了，另外一个电机也能工作。如果两个电机都坏了，也能通过手动实现。火炬塔主体驱动机构，就像是它的骨架，为了让骨骼能灵活地活动，用上了精密滚珠丝杆，优点就在于能够有效消除运动过程中的径向位移晃动和偏转力。19根火炬柱子之间的间隔非常小，只有5公分，如果稍微有点偏差，火炬之间就会发生碰触。“轻、稳、准”，是火炬塔装置的基本要求。既要有力量感、又要轻巧灵活，既要有能抵抗台风的稳定性，又要有达到毫米级运动的准确性。杭州亚运会开幕式的火炬塔，并非安装在地面上，而是在原来的观众席上。这就对火炬塔的重量提出了新的要求，因为观众席的最大承重是观众席载荷300公斤/平方米，太重的话，显然不行。所以就有了我们看到的，底部粗壮，越往上，越细小的火炬塔了。每根火炬柱相当于一条机械臂，每一条机械臂，都有多个伸缩关节组成，由高精度滚珠丝杆等精密零部件连接，以实现自由展开和闭合。使用滚珠丝杆连接的最大的特点，就是关节之间没有间隙，做到纹丝不动，才能保证火炬塔整体的“稳”。火炬用什么东西来燃烧？
这是第一次在火炬中使用绿色环保的液体燃料，叫甲醇。但是如果遇到大风大雨天气怎么办？“大莲花”是没有屋顶的，亚运火种要一直燃烧到闭幕式，火炬塔恰好安装在大莲花没有遮挡的地方。开幕式前，经过多伦测试，燃料在点燃前，都做了气化，这样可以提高燃料的燃烧效率。而且，燃料是从火炬塔里的高压喷头喷出来的，喷头有自己的“保护伞”，风雨都进不去。退一万步讲，如果真的被风吹灭了，喷头旁边还有4个点火器呢，火炬一旦熄灭，也会马上被点燃。这个反应，已经实现了毫秒级。也就是说，这个瞬间的速度，在肉眼上，是根本不会看到火种被熄灭的。
地屏在裸眼3D和AR虚拟现实的应用
和网幕相配合的，是地屏。将近24000块屏幕组成6000平方米的地屏，这也是目前全球最先进的P3（像素点是3毫米）地屏。为了让处于地面的3毫米像素点的地屏和位于空中5.5厘米像素点的网幕形成更为整体的立体视觉效果，工作人员用了视频的处理器和服务器，使其在视觉上更为融合。地屏距离体育场草皮还有75厘米空间，下面铺设了三台风机和若干信号基站，不仅要供电散热，还要考虑到排水等问题。为了测试地屏不同小屏幕连接的稳定性，避免黑屏、画面抖动等情况的发生，80多位工作人员每天都要在地屏上疯狂踩，一旦发现不平整或者信号线被压住，就得立刻调整，如果这一块小屏幕有问题，就用吸盘吸上来维护；如果线路有问题，就要去地屏下面检修，在75厘米高度的空间里只能趴着。裸眼3D的应用，在实际上，物理载体都是一面高清大屏，裸眼3D就是把平面的大屏做成有维度的深度空间，最关键的，是要根据道具和演员的配合，传达节目的内容。以关注度很高的拱宸桥为例，实际上，就是在地屏投放一个拱宸桥的视频素材，通过3D技术，把拱宸桥立体地放在大莲花的舞美空间当中。再结合实际的船体、道具和演员的配合，达到浑然一体的效果。和裸眼3D不同，AR虚拟现实说通俗点，就是通过电视屏幕看到的视觉内容，比现场看到上的画面更丰富，更精彩。迎宾时的良渚玉鸟，夜空中盏盏代表着希望与美好祝愿的孔明灯，巨大的数字穹顶和热情翻滚的足篮排球，灿若银河的星空，以及从钱塘江上踏浪而来的数字火炬手和绚烂无比的数字烟花……整场开幕式里隐藏的AR彩蛋，每一个都会给你惊喜。AR虚拟现实，是虚拟的，但又有现实的感官。虚虚实实，让人难以分辨。“比如把星空搬进体育场，让演员在星河中起舞，这肯定是虚拟的，但从视觉上感觉和现实融为一体了，这就是AR的完美呈现。在第一篇章的末尾，出现的漫天孔明灯，也是细节满满。每个孔明灯的底部，都有燃烧着的火焰，火焰随风晃动时的光影效果映射在灯的每个立面，好似一盏真实的孔明灯。包括数字烟花的颜色、爆破时的声响和燃放后的烟雾的形状轮廓等，都是通过反复观察模拟调整得出的最佳效果。开幕式演出的AR技术运用到了很多种三维制作系统，像动捕系统、动画系统，动力学系统，常见的3DsMax、Houdini、AE、Maya、等多重软件交融并用，最后还要汇总到实时渲染的虚幻引擎UE系统等等复杂流程。同时主创团队还开发并投入了大量的粒子和流体的效果，比如数字人踩在江面上出现的浪花、星云瀑布等效果。力求有一个最完美的呈现。
让我们一起期待本届亚运会的成绩吧！
来源：人民日报 都市快报
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