來源：wuhu動畫人空間
數(shù)字點火是本屆開幕式最大的一個亮點。
縱觀歷屆大型運動會，點火環(huán)節(jié)，都是開幕式最大的懸念。杭州亞運會策劃了一個萬眾參與、數(shù)字互聯(lián)的點火方式。
后臺通過實時數(shù)據(jù)手段，將上億線上火炬手參與傳遞的火種，傳送到數(shù)字空間，將通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成虛擬形象，在錢塘江上形成一個超大的“數(shù)字人”，逐步奔跑到大蓮花，將火炬?zhèn)鬟f給現(xiàn)場的真人火炬手，共同點燃火炬塔。
幕后到底是怎么實現(xiàn)的呢？
開幕式總導演陸川此前在采訪中說：“杭州亞運會開幕式現(xiàn)場有一個網(wǎng)幕，由9個IMAX并排在一起，是地球上最大的銀幕，這是我作為電影導演都會驕傲一生的事情?！?/p>
本次開幕式打造出一場數(shù)字化高端演藝視效，靠的最重要的兩樣硬件設備：網(wǎng)幕、地屏。這些科技到底厲害在哪呢？網(wǎng)幕就是大家看到的吊在空中那塊巨大“熒幕”，總長度185米、高20米，相當于9個IMAX熒幕那么大。每塊網(wǎng)幕寬5.28米，重600公斤，最中間的部分由三組連接在一起。
這套網(wǎng)幕從材料到設計制作，都是自主研發(fā)的。除了展示的效果，還充分考慮到大蓮花的主體承重能力、穩(wěn)定性、透明度、透風性等，前期進行了2次安裝測試。
運動員入場儀式的時候，網(wǎng)幕的造型要變化，所以每塊網(wǎng)幕的下方是不固定的，在安裝測試時發(fā)現(xiàn)風會把網(wǎng)幕吹得刮起來，像放風箏一樣。于是，又調(diào)整了網(wǎng)幕的位置，錯開體育場最大的二層透風豁口以保持穩(wěn)定。
為了讓數(shù)字火炬手看上去有力量地在奔跑，邀請了專業(yè)的田徑運動員，進行多次動作捕捉效果測試，更為真實。
雖然是AR效果粒子組成的數(shù)字火炬手，但不是一個簡單的輪廓，而是有故事有邏輯，比如來自哪里，和杭州有什么關(guān)聯(lián)等。
于是主創(chuàng)團隊們想到了良渚文化。
把代表良渚文化的圖騰等細節(jié)嵌入了數(shù)字人的肩膀、腿部、手臂。但杭州是數(shù)字科技之城，這個數(shù)字人又不能做得像古人一樣，所以在服裝的設計、線條的勾勒上，更加凸顯現(xiàn)代感。
在這一年多來，為保障“數(shù)字火炬手”活動順暢運行，杭州亞組委與官方合作伙伴，利用自研3D互動引擎、人工智能、區(qū)塊鏈、小程序云等多種技術(shù)，進行了一系列探索和創(chuàng)新。
項目團隊融合人工智能、空間計算、三維渲染等技術(shù)，并依托國產(chǎn)自研的Web3D圖形互動引擎Galacean，進行了3個月的研發(fā)優(yōu)化，才讓AR互動達到了影視級的細膩效果。產(chǎn)品最終做到了億級用戶規(guī)模覆蓋，并支持97%的常見智能手機設備，用戶也不用下載App，通過小程序就能線上傳火炬。
底層引擎Galacean針對性優(yōu)化，數(shù)字捏臉以及數(shù)字火炬?zhèn)鬟f“薪火相傳”應用，這一切構(gòu)成了一個完整的圣火傳遞數(shù)字化表達。
杭州亞運會開幕式總導演、總制作人沙曉嵐在9月21日的開幕式籌備工作新聞發(fā)布會上曾透露，很早之前他們就在考慮，點火應該回歸體育本身，成為全民參與的事?！叭绻皇菐资f人或幾百萬人，就無法支撐這個創(chuàng)意的存在，‘全民’至少也得是大幾千萬人。”
為了讓線上火炬?zhèn)鬟f及點火儀式做到人人可參與，3年來，工程師們針對300多臺不同年代及型號的手機，進行了超10萬次測試，敲下了20多萬行代碼，并通過3D互動引擎、AI數(shù)字人、云服務、區(qū)塊鏈等多種技術(shù)的結(jié)合，保障了使用8年前老舊手機的用戶都可順暢成為“數(shù)字火炬手”，參與火炬?zhèn)鬟f。
工程師對上百臺手機進行技術(shù)測試
工程師設計數(shù)字火炬手形象
每一個真實用戶對應著一個數(shù)字人，如何讓數(shù)字人獨一無二，“一人一面”？
項目團隊從個性捏臉、動作捕捉到服裝配置，利用AI等技術(shù)設計了兩萬億種亞運數(shù)字火炬手形象，甚至考慮到了眼睛旋轉(zhuǎn)程度的精修尺度。
最終，基于自研的Galacean引擎、區(qū)塊鏈、AI算法、Oceanbase數(shù)據(jù)庫、小程序云等復合技術(shù)的能力，上億用戶可以流暢地在智能亞運一站通支付寶小程序上完成線上火炬?zhèn)鬟f。亞組委官方數(shù)據(jù)顯示，截至9月15日，“亞運數(shù)字火炬手”參與總?cè)藬?shù)已突破1億人。成功打造了覆蓋區(qū)域最廣、參與人數(shù)最多、持續(xù)時間最長的線上火炬?zhèn)鬟f活動。
開幕式總導演揭秘幕后
火炬塔是怎么動的？
不同于以往固定不動的火炬裝置，杭州亞運會開幕式上的火炬塔，是會動的?；鹁嫠?9朵浪花組成，被點燃后，19朵浪花，像手臂一樣緩緩地往上伸展。
根據(jù)前期的設想，為了呈現(xiàn)錢塘潮水的狀態(tài)，要在每朵浪花上加上燈帶。不過，最終還選擇了既環(huán)保又美觀的方案，就是使用鏡面不銹鋼波紋板。
在光的照射下，能呈現(xiàn)出比鏡面反射更細膩、更溫柔的畫面，波光粼粼，如錢塘潮水一般。
火炬塔由19根彎曲的火炬柱子組成，代表杭州第19屆亞運會，最高的一根能伸展到19.6米。要讓一個鋼結(jié)構(gòu)材料，像浪花一樣靈活伸展，非常難。大豐決定，將火炬塔的“骨骼”和“皮膚”分開，也就是使用機械系統(tǒng)和裝飾系統(tǒng)分離兩套系統(tǒng)，來解決這個難題。
為此，主創(chuàng)團隊做了兩個調(diào)整。將機械結(jié)構(gòu)的數(shù)量調(diào)整為裝飾結(jié)構(gòu)數(shù)量的一半，又把裝飾結(jié)構(gòu)改成動態(tài)的浮動結(jié)構(gòu)。這樣一來，既減輕了火炬塔的重量，又能保證火炬塔連續(xù)的動態(tài)效果。在視覺上，呈現(xiàn)出了連貫的圓弧到直線的變化。
點火后，火炬塔通過旋轉(zhuǎn)滾珠絲桿觸動電機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了從浪花到潮頭的轉(zhuǎn)變。為了確保浪花能伸展，大豐在火炬塔里安裝了兩個電機。如果一個電機壞了，另外一個電機也能工作。如果兩個電機都壞了，也能通過手動實現(xiàn)。
如何做到又輕又穩(wěn)？
火炬塔主體驅(qū)動機構(gòu)，就像是它的骨架，為了讓骨骼能靈活地活動，用上了精密滾珠絲桿，優(yōu)點就在于能夠有效消除運動過程中的徑向位移晃動和偏轉(zhuǎn)力。
19根火炬柱子之間的間隔非常小，只有5公分，如果稍微有點偏差，火炬之間就會發(fā)生碰觸。
“輕、穩(wěn)、準”，是火炬塔裝置的基本要求。
既要有力量感、又要輕巧靈活，既要有能抵抗臺風的穩(wěn)定性，又要有達到毫米級運動的準確性。杭州亞運會開幕式的火炬塔，并非安裝在地面上，而是在原來的觀眾席上。這就對火炬塔的重量提出了新的要求，因為觀眾席的最大承重是觀眾席載荷300公斤/平方米，太重的話，顯然不行。
所以就有了我們看到的，底部粗壯，越往上，越細小的火炬塔了。
每根火炬柱相當于一條機械臂，每一條機械臂，都有多個伸縮關(guān)節(jié)組成，由高精度滾珠絲桿等精密零部件連接，以實現(xiàn)自由展開和閉合。
使用滾珠絲桿連接的最大的特點，就是關(guān)節(jié)之間沒有間隙，做到紋絲不動，才能保證火炬塔整體的“穩(wěn)”。
火炬用什么東西來燃燒？
這是第一次在火炬中使用綠色環(huán)保的液體燃料，叫甲醇。但是如果遇到大風大雨天氣怎么辦？
“大蓮花”是沒有屋頂?shù)?，亞運火種要一直燃燒到閉幕式，火炬塔恰好安裝在大蓮花沒有遮擋的地方。
開幕式前，經(jīng)過多倫測試，燃料在點燃前，都做了氣化，這樣可以提高燃料的燃燒效率。而且，燃料是從火炬塔里的高壓噴頭噴出來的，噴頭有自己的“保護傘”，風雨都進不去。
退一萬步講，如果真的被風吹滅了，噴頭旁邊還有4個點火器呢，火炬一旦熄滅，也會馬上被點燃。這個反應，已經(jīng)實現(xiàn)了毫秒級。也就是說，這個瞬間的速度，在肉眼上，是根本不會看到火種被熄滅的。
地屏在裸眼3D和AR虛擬現(xiàn)實的應用
和網(wǎng)幕相配合的，是地屏。
將近24000塊屏幕組成6000平方米的地屏，這也是目前全球最先進的P3（像素點是3毫米）地屏。
為了讓處于地面的3毫米像素點的地屏和位于空中5.5厘米像素點的網(wǎng)幕形成更為整體的立體視覺效果，工作人員用了視頻的處理器和服務器，使其在視覺上更為融合。
地屏距離體育場草皮還有75厘米空間，下面鋪設了三臺風機和若干信號基站，不僅要供電散熱，還要考慮到排水等問題。
為了測試地屏不同小屏幕連接的穩(wěn)定性，避免黑屏、畫面抖動等情況的發(fā)生，80多位工作人員每天都要在地屏上瘋狂踩，一旦發(fā)現(xiàn)不平整或者信號線被壓住，就得立刻調(diào)整，如果這一塊小屏幕有問題，就用吸盤吸上來維護；如果線路有問題，就要去地屏下面檢修，在75厘米高度的空間里只能趴著。
經(jīng)過各方不懈的努力，最終，一場視覺盛宴展現(xiàn)眼前。
裸眼3D的應用，在實際上，物理載體都是一面高清大屏，裸眼3D就是把平面的大屏做成有維度的深度空間，最關(guān)鍵的，是要根據(jù)道具和演員的配合，傳達節(jié)目的內(nèi)容。以關(guān)注度很高的拱宸橋為例，實際上，就是在地屏投放一個拱宸橋的視頻素材，通過3D技術(shù)，把拱宸橋立體地放在大蓮花的舞美空間當中。
再結(jié)合實際的船體、道具和演員的配合，達到渾然一體的效果。
和裸眼3D不同，AR虛擬現(xiàn)實說通俗點，就是通過電視屏幕看到的視覺內(nèi)容，比現(xiàn)場看到上的畫面更豐富，更精彩。
迎賓時的良渚玉鳥，夜空中盞盞代表著希望與美好祝愿的孔明燈，巨大的數(shù)字穹頂和熱情翻滾的足籃排球，燦若銀河的星空，以及從錢塘江上踏浪而來的數(shù)字火炬手和絢爛無比的數(shù)字煙花……整場開幕式里隱藏的AR彩蛋，每一個都會給你驚喜。
AR虛擬現(xiàn)實，是虛擬的，但又有現(xiàn)實的感官。
虛虛實實，讓人難以分辨。
“比如把星空搬進體育場，讓演員在星河中起舞，這肯定是虛擬的，但從視覺上感覺和現(xiàn)實融為一體了，這就是AR的完美呈現(xiàn)。
在第一篇章的末尾，出現(xiàn)的漫天孔明燈，也是細節(jié)滿滿。
每個孔明燈的底部，都有燃燒著的火焰，火焰隨風晃動時的光影效果映射在燈的每個立面，好似一盞真實的孔明燈。
包括數(shù)字煙花的顏色、爆破時的聲響和燃放后的煙霧的形狀輪廓等，都是通過反復觀察模擬調(diào)整得出的最佳效果。
開幕式演出的AR技術(shù)運用到了很多種三維制作系統(tǒng)，像動捕系統(tǒng)、動畫系統(tǒng)，動力學系統(tǒng)，常見的3DsMax、Houdini、AE、Maya、等多重軟件交融并用，最后還要匯總到實時渲染的虛幻引擎UE系統(tǒng)等等復雜流程。
同時主創(chuàng)團隊還開發(fā)并投入了大量的粒子和流體的效果，比如數(shù)字人踩在江面上出現(xiàn)的浪花、星云瀑布等效果。力求有一個最完美的呈現(xiàn)。
讓我們一起期待本屆亞運會的成績吧！
來源：人民日報、都市快報
作者公眾號：wuhu動畫人空間（ID：wuhu1768）
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