賽事轉(zhuǎn)播視角自由，人工造雪綠色高效

上海校企聯(lián)手助力“科技冬奧”

■本報(bào)記者 俞陶然 李蕾

北京冬奧會(huì)激戰(zhàn)正酣，各國(guó)運(yùn)動(dòng)員對(duì)比賽場(chǎng)地的贊嘆、賽事轉(zhuǎn)播給觀眾帶來(lái)的炫酷體驗(yàn)，都離不開(kāi)高新技術(shù)的支撐。為助力“科技冬奧”，上海多家高校和企業(yè)深度參與了冬奧會(huì)科研項(xiàng)目和技術(shù)服務(wù)。作為幕后英雄，上�？萍脊ぷ髡唛_(kāi)展了哪些基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā)？記者近日走訪了兩家單位的科研團(tuán)隊(duì)，揭開(kāi)“科技冬奧”的一角。

讓“時(shí)間凝結(jié)”

本屆冬奧會(huì)上，冰壺、速度滑冰兩項(xiàng)賽事的轉(zhuǎn)播采用了自由視角技術(shù)，還配有“時(shí)間凝結(jié)”特效。這讓觀眾不再局限于從一個(gè)視角觀看比賽，還能從多角度細(xì)看精彩瞬間的定格畫(huà)面。

提供這些技術(shù)的疊境數(shù)字科技（上海）有限公司，是上�？萍即髮W(xué)孵化的第一家企業(yè)。上�？萍即髮W(xué)信息學(xué)院執(zhí)行院長(zhǎng)虞晶怡教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，將三維視覺(jué)的底層技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。疊境數(shù)字正是憑借對(duì)比賽現(xiàn)場(chǎng)的三維重建能力參與賽事轉(zhuǎn)播。在冰壺賽場(chǎng)，疊境數(shù)字與上海科技大學(xué)一起參與設(shè)計(jì)了自由視角采集系統(tǒng)。在“冰立方”部署了64套4K超高清多視角相機(jī)系統(tǒng)；在國(guó)家速滑館，他們部署了80套4K超高清多視角相機(jī)系統(tǒng)，從各個(gè)方位和角度拍攝速滑運(yùn)動(dòng)員的身影。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人馬文廣向記者展示了一段視頻。速滑賽場(chǎng)上，兩名選手過(guò)彎道時(shí)，時(shí)間凝結(jié)了，同時(shí)觀賽視角開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，從運(yùn)動(dòng)員身前轉(zhuǎn)到身后，讓觀眾看清兩人的滑行姿態(tài)和位置關(guān)系�！斑^(guò)彎道是速滑選手超越對(duì)方的好機(jī)會(huì)，也是容易出現(xiàn)失誤的地方，所以我們把自由視角和‘時(shí)間凝結(jié)’特效主要安排在彎道處�！瘪R文廣說(shuō)。

據(jù)介紹，自由視角轉(zhuǎn)播有兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：一是相機(jī)系統(tǒng)的三維標(biāo)定，使從各個(gè)視角拍到的畫(huà)面在空間上形成連續(xù)性，不會(huì)上下跳躍，從而能順滑地進(jìn)行視角切換；二是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)渲染的自由視點(diǎn)視頻生成技術(shù)，讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)播畫(huà)面，自動(dòng)生成一些虛擬畫(huà)面，與真實(shí)場(chǎng)景無(wú)縫銜接。

優(yōu)化人工造雪

北京冬奧會(huì)開(kāi)幕前，上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院的人工造雪實(shí)驗(yàn)室格外繁忙。在多家單位合力研發(fā)的“多地域氣候條件下高效智能造雪機(jī)研發(fā)及應(yīng)用示范”科技冬奧項(xiàng)目中，上海理工大學(xué)張華教授團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了造雪過(guò)程中多相態(tài)變化機(jī)理及成雪條件研究，探究?jī)?nèi)混式核子器成雪規(guī)律。

人工造雪主要使用“雪炮”式造雪機(jī)，它利用高壓空氣將水流打碎成細(xì)密的霧狀噴出，這些水霧遇到寒冷的外部空氣，就會(huì)在落地之前快速凝固成為冰晶�！熬Ш说男纬墒浅裳┑年P(guān)鍵。”上海理工大學(xué)能動(dòng)學(xué)院“科技冬奧”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)趙巍博士解釋，人工造雪技術(shù)的核心是通過(guò)制冷制造低溫環(huán)境，催化晶核的生成，并以晶核為種子雪晶吸附破碎霧滴成長(zhǎng)成雪花。“也就是說(shuō)，環(huán)境溫度、氣壓、水壓等因素的細(xì)微變化，都會(huì)對(duì)造雪厚度、雪密度、雪晶粒徑等造成影響，從而影響造雪質(zhì)量�！币虼�，精細(xì)化的基礎(chǔ)研究必不可少。

“我們從2020年10月開(kāi)始研究，先進(jìn)行理論研究，隨后對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，再做進(jìn)一步精細(xì)化實(shí)驗(yàn)研究。”張華介紹，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里模擬了多種地域氣候條件，如-5℃、-10℃、-15℃等室外溫度條件下的氣候環(huán)境。“前后所做的實(shí)驗(yàn)不下上百組，攻克了不少技術(shù)難關(guān)�！�

這些扎實(shí)的數(shù)據(jù)為優(yōu)化造雪機(jī)，也為更綠色、更高效地造雪提供了基礎(chǔ)。張華表示，人造雪技術(shù)還有其他應(yīng)用場(chǎng)景，比如在高山高原地帶進(jìn)行人工造雪，不僅能減少雪的融化，還能控制江河平面的水流量，防止出現(xiàn)過(guò)澇過(guò)旱現(xiàn)象。（來(lái)源：解放日?qǐng)?bào)）

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