揭秘北京8分鐘背后的“黑科技”
平昌冬奧會(huì)閉幕式上的“北京8分鐘”，絢麗的軌跡滑出一場(chǎng)融合科技與文化的視聽(tīng)盛宴，讓全世界對(duì)2022北京冬奧會(huì)充滿(mǎn)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(duì)——軟件學(xué)院丁剛毅團(tuán)隊(duì)。
功勛團(tuán)隊(duì)，200多天的努力
2008年北京奧運(yùn)、抗日戰(zhàn)爭(zhēng)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(shí)驗(yàn)室丁剛毅團(tuán)隊(duì)在國(guó)家級(jí)重點(diǎn)演出活動(dòng)中可謂大名鼎鼎，多次大型活動(dòng)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(duì)。
“所以這次演出，對(duì)我們來(lái)說(shuō)，難度并不是特別大�！痹搶�(shí)驗(yàn)室主任丁剛毅教授說(shuō)。
2017年6月，北京冬奧組委正式委托丁剛毅團(tuán)隊(duì)組建虛擬視覺(jué)團(tuán)隊(duì)，為“北京8分鐘”提供技術(shù)保障。而實(shí)際上，從2017年4月他們就開(kāi)始接觸這個(gè)項(xiàng)目，力求完美演繹張藝謀總導(dǎo)演及其團(tuán)隊(duì)的作品創(chuàng)意。
“開(kāi)始我們覺(jué)得完全能夠駕馭�！比虆⑴c項(xiàng)目的副教授李鵬說(shuō)，“隨著深入接觸，項(xiàng)目組給出的要求越來(lái)越讓我們有壓力。比如說(shuō)，圓形場(chǎng)地是第一次遇到；演員是滑動(dòng)狀態(tài)，不如地面上行動(dòng)容易控制，穿大熊貓道具服的演員行動(dòng)更受限制等等。”
如何輔助訓(xùn)練并最終完美呈現(xiàn)？團(tuán)隊(duì)把原來(lái)的技術(shù)進(jìn)行整合創(chuàng)新，把張藝謀團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)意拆解、細(xì)化，通過(guò)仿真數(shù)據(jù)，提煉成訓(xùn)練手冊(cè)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(kāi)始，更是連續(xù)2個(gè)多月堅(jiān)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(jì)與實(shí)施工作。
“排演那一段，特別冷。”團(tuán)隊(duì)中的研究生焦迪說(shuō)，“我們買(mǎi)了很多暖寶寶，自己貼滿(mǎn)全身不說(shuō)，也給電腦、傳感器等貼上�！薄澳莾膳_(tái)機(jī)器凍壞了，估計(jì)不大能用了�！苯沟现钢旁跁�(huì)議室的兩臺(tái)機(jī)器說(shuō)。
一項(xiàng)“解放”導(dǎo)演和演員的技術(shù)
“我們這項(xiàng)技術(shù)能夠支撐舞臺(tái)與屏幕的一體化。”丁剛毅說(shuō)，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(yàn)證系統(tǒng)。那么，這項(xiàng)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(dòng)，創(chuàng)意組可以根據(jù)設(shè)計(jì)給導(dǎo)演一個(gè)動(dòng)畫(huà)視頻讓其看到設(shè)計(jì)效果，但這個(gè)設(shè)計(jì)能不能在舞臺(tái)上實(shí)現(xiàn)？到了舞臺(tái)上表現(xiàn)為什么樣？怎么才能實(shí)現(xiàn)？這些動(dòng)畫(huà)視頻無(wú)能為力�！拔覀冮_(kāi)發(fā)出系統(tǒng)之后，把人的極限數(shù)據(jù)、舞臺(tái)的各種相關(guān)數(shù)據(jù)輸進(jìn)去，就可以看到能不能實(shí)現(xiàn)。比如動(dòng)畫(huà)里面兩個(gè)人可以互相穿過(guò)去不影響動(dòng)畫(huà)效果，但是在仿真系統(tǒng)里面是無(wú)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(shí)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(guò)人工排演等方式，成本極高。
以前大部分導(dǎo)演的現(xiàn)場(chǎng)編導(dǎo)工作還是靠“吼”，通過(guò)人工的方式在現(xiàn)場(chǎng)指揮演員。訓(xùn)練彩排與數(shù)字驗(yàn)證系統(tǒng)則將這一過(guò)程“智能化”了。該系統(tǒng)將表演效果分解成每個(gè)演員的動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)軌跡，給演員生成一個(gè)訓(xùn)練手冊(cè)，演員只要對(duì)照手冊(cè)和現(xiàn)場(chǎng)大屏幕，就能迅速直觀地了解自身和理想運(yùn)動(dòng)軌跡的偏差并進(jìn)行糾正，實(shí)時(shí)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(shí)狀態(tài)，而不是理想狀態(tài)，通過(guò)屏幕來(lái)進(jìn)行后續(xù)的編排，無(wú)須再在現(xiàn)場(chǎng)“吼”。
“記錄、交互、實(shí)時(shí)反饋、評(píng)估。”丁剛毅簡(jiǎn)單地用幾個(gè)詞總結(jié)。
開(kāi)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(shí)是由北京奧運(yùn)會(huì)帶動(dòng)起來(lái)的�！崩铢i介紹，2006年，北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式排演遇到一些問(wèn)題需要解決，相關(guān)部門(mén)找到北理工軟件學(xué)院。之后在輔助排演過(guò)程中，他們根據(jù)導(dǎo)演組提出的需求，一個(gè)一個(gè)解決問(wèn)題，一直干了兩年。
“比如，設(shè)計(jì)里面的一個(gè)點(diǎn)能不能變成人？變成人之后又希望能動(dòng)起來(lái)，動(dòng)起來(lái)之后又希望按照要求動(dòng)……”李鵬說(shuō)。
需求驅(qū)動(dòng)技術(shù)不斷進(jìn)步，最后發(fā)展出一個(gè)國(guó)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(jì)算機(jī)科學(xué)等工程科學(xué)和藝術(shù)學(xué)、心理學(xué)、社會(huì)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(shí)驗(yàn)室也因此于2010年批準(zhǔn)設(shè)立。
副教授黃天羽說(shuō)：“我們這個(gè)工種填平了導(dǎo)演創(chuàng)意和現(xiàn)實(shí)之間的鴻溝，創(chuàng)、編、排、演，全程參與，全程評(píng)估。此外，我們這個(gè)平臺(tái)還是導(dǎo)演、創(chuàng)意、演員、道具等各個(gè)團(tuán)隊(duì)溝通的平臺(tái)。”
“自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)以后，藝術(shù)家和工程師之間的交流成為一個(gè)重大問(wèn)題。很多東西不是不能做，而是互相理解和溝通對(duì)不上。”李鵬說(shuō)，通過(guò)仿真技術(shù)平臺(tái)，互相之間的需求一目了然，在效果和實(shí)際情況之間找到平衡點(diǎn)�！胺抡婕夹g(shù)只要做出來(lái)，數(shù)據(jù)就可以給各部門(mén)使用”，這一點(diǎn)大大節(jié)約了人工成本并且簡(jiǎn)化溝通等流程。“不過(guò)，目前還不能作為一個(gè)商業(yè)產(chǎn)品發(fā)布，因?yàn)椴煌膭?chuàng)意需要不同的東西，需要不停地寫(xiě)程序�！秉S天羽說(shuō)。
丁剛毅團(tuán)隊(duì)在北京理工大學(xué)其實(shí)有些“另類(lèi)”，因?yàn)槠渌麑?zhuān)業(yè)強(qiáng)調(diào)“專(zhuān)”，數(shù)字表演與仿真技術(shù)則很“交叉”，團(tuán)隊(duì)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(shuō)：“數(shù)字表演與仿真技術(shù)交叉學(xué)科對(duì)于文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)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(méi)有廣泛應(yīng)用，是因?yàn)檫�沒(méi)有那么多能使用這項(xiàng)技術(shù)的人才�！�
