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科技坚如磐石 - 嵌入式技术加持下的智慧冬奥
为期17天的2022年北京冬奥会，于2月20日在中国国家体育场正式落下帷幕。在北京举办的本届冬奥会，吸引到国民前所未有的关注度，故此很多观众感叹通过此次冬奥会了解到很多过去不曾知道的冬季比赛项目，更觉得17天的精彩比赛意犹未尽。除去精彩的比赛和冬奥健儿们取得的突破性的成绩，冬奥会开幕式与闭幕式所上演的视觉盛宴给观众带来前所未有的感官体验，冬奥村的智慧设施和智能装备，更是令全世界刮目相待。
（图片来自网络）
动态捕捉与视觉算法的人工智能科技
2月4日晚，在北京2022年冬奥会开幕式的《致敬人民》和《雪花》两个节目中，漫天流动的风雪特效跟运动员的配合天衣无缝，运动员所到之处 “风雪消融”；雪花与孩子如影随形，陪着孩子们在舞台上自由地移动。成就这些创意十足，令人惊叹的画面的，除了演员辛苦的排练，还有来自英特尔高科技的支持。它来自于一个更高效、更科技的手段—英特尔3DAT 三维运动员追踪技术，它带来了可以让地面的屏幕瞬间对演员位移做出实时反馈并呈现艺术效果的技术方案。英特尔联合北京电影学院专业团队基于英特尔的 3DAT 技术针对冬奥开幕式场景定制开发的 “基于 AI 的大型演出实时特效系统” 是实现整个节目创意的关键技术。
（图片来自Intel官网）
英特尔® 3DAT 三维运动员追踪技术是一套复杂的系统，它由摄像机信息采集、数据分析、艺术效果渲染三大子系统构成，其核心算法是基于计算机视觉、AI 的实时人体检测和位置追踪技术。正是因为这套系统运行在第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器上，其强大的算力加上先进的 AI 和计算机视觉算法，让国家体育场地面上铺设的这块巨大的 LED 屏幕有了“可交互”的可能。
在《雪花》节目中，总共有五百多个孩子在场地上表演，动作随意而复杂，现场几乎没有舞台光，要尽可能准确识别每个孩子并精确计算他们在场上的真实位置，是一项非常巨大的技术挑战。技术团队是在距场地最远的 6 层看台处放置 4 台专业摄像设备来捕捉覆盖全场的视频信息的。针对节目表演特点及摄像机视频数据特性，凭借丰厚的 AI 技术储备，精心设计开发了多个深度神经网络模型，能够高效检测识别这么多的演员并实时输出他们的运动轨迹数据。
除了开幕式，3DAT 技术也将被广泛应用于很多领域，特别是在赛场之外为运动员训练提供专业洞察的领域。3DAT 技术通过人工智能和计算机视觉算法，对采集到的视频数据进行智能分析和处理， 能够高质量重建人体骨骼关节在真实空间的三维运动信息，基于此信息可以进行生物力学特性及运动表现分析，帮助教练员制定科学正确的训练方法，为运动员的日常训练提供切实有用的技术支持。3DAT 技术在未来将落地至健康、理疗、动画、游戏等更多场景，革新人们生活的方方面面，创造无限精彩。
1万平米地面显示屏
此次开幕式流光溢彩的会发光的舞台，实时捕捉演员轨迹，实现了画面的无缝互动。作为目前全球最大的超高清地面显示系统，整体面积达11500平方米，不仅面积是超大的，技术也堪称国际一流！开幕式舞台全部由LED显示制成，由利亚德与京东方协同提供，其中利亚德提供了约占显示总面积的70%的产品。京东方采用多个8K+级分辨率的画面融合技术，超大规模的光学校正算法可对每个显示画面进行像素点级的光学校正，可呈现出100000:1超高对比度，3840Hz超高刷新率，以及29900x15096超高分辨率的超高清绚丽画面。向世界完美呈现了梦幻逼真的科技之美！
（图片来自利亚德集团）
舞台系统，冰立方和火炬
舞台系统由中国航天科技集团一院15所负责建设。整个地面舞台系统施工面积约21000平米，舞台中央是一个巨大的升降台。在整个开幕式中，雪花台、火炬等众多创意表演均在这个中央升降台完成。地屏由中航一院12所负责建设。由4万多块屏幕组成的面积达10100多平米地面显示屏，是当之无愧的世界之最。显示屏背后，数万条信号在复杂的线路中飞快地传输，12所大道公司负责这套播控系统的建设，依托大道公司自有的工业互联网平台——长征云平台，数万个屏幕被串起来，温度、湿度、电压，它们的工作状态被时刻监控。舞台两侧高耸的旗杆上旗帜飘扬，这些旗杆的设计工作也由航天人完成，旗杆设有旋转功能，可以更好地适应鸟巢风向的变化，让旗子在任何时刻都可以迎风招展。
冰立方，重量达400吨，升降重量达180吨，是整个开闭幕式最大功率的驱动设备。冰立方升起来之前，它“藏”在一个巨大的地仓里，地仓深度10米。中航一院15所采用了多级的折叠结构，使冰立方升降的最大速度可达每秒0.28米，完成整个升起过程，最短耗时43秒，运行误差只有正负1毫米。冰立方升起来后，奥运五环慢慢呈现。五环吊装是难点，有严格的重量限制。因此，它虽然体量很大，但厚度其实很薄。五环破冰而出的瞬间一院15所项目团队做了多次仿真和现场试验，最终完成了五环的完美亮相。
冰立方，重量达400吨，升降重量达180吨，是整个开闭幕式最大功率的驱动设备。冰立方升起来之前，它“藏”在一个巨大的地仓里，地仓深度10米。中航一院15所采用了多级的折叠结构，使冰立方升降的最大速度可达每秒0.28米，完成整个升起过程，最短耗时43秒，运行误差只有正负1毫米。冰立方升起来后，奥运五环慢慢呈现。五环吊装是难点，有严格的重量限制。因此，它虽然体量很大，但厚度其实很薄。五环破冰而出的瞬间一院15所项目团队做了多次仿真和现场试验，最终完成了五环的完美亮相。
（图片来自网络）
火炬由中航六院11所和101所研制的主火炬燃烧系统是主火炬的核心组成部分，团队根据组委会要求，做了不少创新。例如，针对火焰颜色可视化需求，在氢气火焰区中植入微量显色剂配方；采用线性多点式耦合燃气分配技术，实现火焰“飞扬”飘逸的造型；在“雪花”异形屏方面，采用彩LED直显屏方案，出光面根据舞美造型随型设计兼顾美观镂空，实现灯光图案的多彩变化。此外，五院508所利用航天器回收着陆试验场构建模拟主火炬的试验环境，为确保点火仪式的各个环节可靠、顺畅作出了重要贡献。
（图片来自网络）
此外，大家通过诸多媒体渠道已经了解到的冬奥村内各种智慧设施与装备，如：基于VR技术的赛道还原设施、基于XR技术沉浸感十足的滑雪模拟、由5G和人工智能支持的“零重力”智能床、令各国运动员惊喜的智能餐厅，以及通过云端数据实时掌握的运动员健康数据的手环等等。这些所谓的“黑科技”的背后，都是嵌入式技术与各个应用领域的高效结合的产物。智能家居与智慧生活的概念，或将成为新的风口。2022 embedded world China上海国际嵌入式展，将为大家提供一个立足于嵌入式行业的全方位，全产业链的服务平台，高效整合业内资源，云集国内外高质量硬件、产品与技术的供应商，结合学术、媒体、专业机构和院校的技术力量，为行业提供技术端、应用端、客户端、产品端的各种解决方案。我们期待您的到来！
（文章部分观点摘自网络）
