揭秘北京8分鐘背后的“黑科技”

　　平昌冬奧會閉幕式上的“北京8分鐘”，絢麗的軌跡滑出一場融合科技與文化的視聽盛宴，讓全世界對2022北京冬奧會充滿期待。這驚艷8分鐘背后的“黑科技”，出自北京理工大學(xué)的一支團(tuán)隊——軟件學(xué)院丁剛毅團(tuán)隊。

　　功勛團(tuán)隊，200多天的努力

　　2008年北京奧運(yùn)、抗日戰(zhàn)爭勝利70周年閱兵式……北京理工大學(xué)軟件學(xué)院數(shù)字表演與仿真技術(shù)北京市重點(diǎn)實驗室丁剛毅團(tuán)隊在國家級重點(diǎn)演出活動中可謂大名鼎鼎，多次大型活動的數(shù)字仿真系統(tǒng)都由他們研發(fā)并輔助排演完成，這是一支身經(jīng)百戰(zhàn)的功勛技術(shù)團(tuán)隊。

　　“所以這次演出，對我們來說，難度并不是特別大。”該實驗室主任丁剛毅教授說。

　　2017年6月，北京冬奧組委正式委托丁剛毅團(tuán)隊組建虛擬視覺團(tuán)隊，為“北京8分鐘”提供技術(shù)保障。而實際上，從2017年4月他們就開始接觸這個項目，力求完美演繹張藝謀總導(dǎo)演及其團(tuán)隊的作品創(chuàng)意。

　　“開始我們覺得完全能夠駕馭。”全程參與項目的副教授李鵬說，“隨著深入接觸，項目組給出的要求越來越讓我們有壓力。比如說，圓形場地是第一次遇到；演員是滑動狀態(tài)，不如地面上行動容易控制，穿大熊貓道具服的演員行動更受限制等等。”

　　如何輔助訓(xùn)練并最終完美呈現(xiàn)？團(tuán)隊把原來的技術(shù)進(jìn)行整合創(chuàng)新，把張藝謀團(tuán)隊的創(chuàng)意拆解、細(xì)化，通過仿真數(shù)據(jù)，提煉成訓(xùn)練手冊指導(dǎo)訓(xùn)練，并根據(jù)訓(xùn)練情況不斷改進(jìn)調(diào)整。2017年12月開始，更是連續(xù)2個多月堅持在室外低溫作業(yè)，協(xié)助導(dǎo)演組完成排演訓(xùn)練方案設(shè)計與實施工作。

　　“排演那一段，特別冷。”團(tuán)隊中的研究生焦迪說，“我們買了很多暖寶寶，自己貼滿全身不說，也給電腦、傳感器等貼上。”“那兩臺機(jī)器凍壞了，估計不大能用了。”焦迪指著放在會議室的兩臺機(jī)器說。

　　一項“解放”導(dǎo)演和演員的技術(shù)

　　“我們這項技術(shù)能夠支撐舞臺與屏幕的一體化。”丁剛毅說，技術(shù)核心是文藝表演預(yù)演系統(tǒng)和訓(xùn)練彩排與數(shù)字驗證系統(tǒng)。那么，這項技術(shù)究竟是怎么發(fā)揮作用的呢？

　　李鵬介紹，比如一次活動，創(chuàng)意組可以根據(jù)設(shè)計給導(dǎo)演一個動畫視頻讓其看到設(shè)計效果，但這個設(shè)計能不能在舞臺上實現(xiàn)？到了舞臺上表現(xiàn)為什么樣？怎么才能實現(xiàn)？這些動畫視頻無能為力。“我們開發(fā)出系統(tǒng)之后，把人的極限數(shù)據(jù)、舞臺的各種相關(guān)數(shù)據(jù)輸進(jìn)去，就可以看到能不能實現(xiàn)。比如動畫里面兩個人可以互相穿過去不影響動畫效果，但是在仿真系統(tǒng)里面是無法完成的。”

　　這就是文藝表演預(yù)演系統(tǒng)，將各種待選表演方案的真實效果進(jìn)行呈現(xiàn)，幫助導(dǎo)演把控、決策及完善表演方案，從而確定最終方案，而以往這些工作都是通過人工排演等方式，成本極高。

　　以前大部分導(dǎo)演的現(xiàn)場編導(dǎo)工作還是靠“吼”，通過人工的方式在現(xiàn)場指揮演員。訓(xùn)練彩排與數(shù)字驗證系統(tǒng)則將這一過程“智能化”了。該系統(tǒng)將表演效果分解成每個演員的動作和運(yùn)動軌跡，給演員生成一個訓(xùn)練手冊，演員只要對照手冊和現(xiàn)場大屏幕，就能迅速直觀地了解自身和理想運(yùn)動軌跡的偏差并進(jìn)行糾正，實時快速地熟悉表演方案。而將演員的訓(xùn)練數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)后，導(dǎo)演還可以在屏幕上看到訓(xùn)練的真實狀態(tài)，而不是理想狀態(tài)，通過屏幕來進(jìn)行后續(xù)的編排，無須再在現(xiàn)場“吼”。

　　“記錄、交互、實時反饋、評估。”丁剛毅簡單地用幾個詞總結(jié)。

　　開出創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的技術(shù)之花

　　“數(shù)字表演仿真技術(shù)其實是由北京奧運(yùn)會帶動起來的。”李鵬介紹，2006年，北京奧運(yùn)會開幕式排演遇到一些問題需要解決，相關(guān)部門找到北理工軟件學(xué)院。之后在輔助排演過程中，他們根據(jù)導(dǎo)演組提出的需求，一個一個解決問題，一直干了兩年。

　　“比如，設(shè)計里面的一個點(diǎn)能不能變成人？變成人之后又希望能動起來，動起來之后又希望按照要求動……”李鵬說。

　　需求驅(qū)動技術(shù)不斷進(jìn)步，最后發(fā)展出一個國內(nèi)獨(dú)此一家的全新交叉學(xué)科，這一學(xué)科是軟件工程、光學(xué)工程、計算機(jī)科學(xué)等工程科學(xué)和藝術(shù)學(xué)、心理學(xué)、社會學(xué)等人文學(xué)科的交匯點(diǎn)，數(shù)字表演與仿真技術(shù)北京市重點(diǎn)實驗室也因此于2010年批準(zhǔn)設(shè)立。

　　副教授黃天羽說：“我們這個工種填平了導(dǎo)演創(chuàng)意和現(xiàn)實之間的鴻溝，創(chuàng)、編、排、演，全程參與，全程評估。此外，我們這個平臺還是導(dǎo)演、創(chuàng)意、演員、道具等各個團(tuán)隊溝通的平臺。”

　　“自動化技術(shù)進(jìn)入市場以后，藝術(shù)家和工程師之間的交流成為一個重大問題。很多東西不是不能做，而是互相理解和溝通對不上。”李鵬說，通過仿真技術(shù)平臺，互相之間的需求一目了然，在效果和實際情況之間找到平衡點(diǎn)。“仿真技術(shù)只要做出來，數(shù)據(jù)就可以給各部門使用”，這一點(diǎn)大大節(jié)約了人工成本并且簡化溝通等流程。“不過，目前還不能作為一個商業(yè)產(chǎn)品發(fā)布，因為不同的創(chuàng)意需要不同的東西，需要不停地寫程序。”黃天羽說。

　　丁剛毅團(tuán)隊在北京理工大學(xué)其實有些“另類”，因為其他專業(yè)強(qiáng)調(diào)“專”，數(shù)字表演與仿真技術(shù)則很“交叉”，團(tuán)隊研究生的本科有學(xué)技術(shù)的，也有學(xué)藝術(shù)的。丁剛毅說：“數(shù)字表演與仿真技術(shù)交叉學(xué)科對于文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)來說是支撐性的。相關(guān)產(chǎn)業(yè)需求非常大，之所以現(xiàn)在還沒有廣泛應(yīng)用，是因為還沒有那么多能使用這項技術(shù)的人才。”