??北京冬奧會激戰(zhàn)正酣，各國運動員對比賽場地的贊嘆、賽事轉(zhuǎn)播給觀眾帶來的炫酷體驗，都離不開高新技術(shù)的支撐。為助力“科技冬奧”，上海多家高校和企業(yè)深度參與了冬奧會科研項目和技術(shù)服務(wù)。作為幕后英雄，上?？萍脊ぷ髡唛_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隊，揭開“科技冬奧”的一角。
??讓“時間凝結(jié)”
??本屆冬奧會上，冰壺、速度滑冰兩項賽事的轉(zhuǎn)播采用了自由視角技術(shù)，還配有“時間凝結(jié)”特效。這讓觀眾不再局限于從一個視角觀看比賽，還能從多角度細(xì)看精彩瞬間的定格畫面。
??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)行院長虞晶怡教授帶領(lǐng)團隊，將三維視覺的底層技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力。疊境數(shù)字正是憑借對比賽現(xiàn)場的三維重建能力參與賽事轉(zhuǎn)播。在冰壺賽場，疊境數(shù)字與上海科技大學(xué)一起參與設(shè)計了自由視角采集系統(tǒng)。在“冰立方”部署了64套4K超高清多視角相機系統(tǒng)；在國家速滑館，他們部署了80套4K超高清多視角相機系統(tǒng)，從各個方位和角度拍攝速滑運動員的身影。
??項目負(fù)責(zé)人馬文廣向記者展示了一段視頻。速滑賽場上，兩名選手過彎道時，時間凝結(jié)了，同時觀賽視角開始轉(zhuǎn)動，從運動員身前轉(zhuǎn)到身后，讓觀眾看清兩人的滑行姿態(tài)和位置關(guān)系?！斑^彎道是速滑選手超越對方的好機會，也是容易出現(xiàn)失誤的地方，所以我們把自由視角和‘時間凝結(jié)’特效主要安排在彎道處?！瘪R文廣說。
??據(jù)介紹，自由視角轉(zhuǎn)播有兩項關(guān)鍵技術(shù)：一是相機系統(tǒng)的三維標(biāo)定，使從各個視角拍到的畫面在空間上形成連續(xù)性，不會上下跳躍，從而能順滑地進行視角切換；二是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)渲染的自由視點視頻生成技術(shù)，讓計算機系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)播畫面，自動生成一些虛擬畫面，與真實場景無縫銜接。
??優(yōu)化人工造雪
??北京冬奧會開幕前，上海理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院的人工造雪實驗室格外繁忙。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研發(fā)及應(yīng)用示范”科技冬奧項目中，上海理工大學(xué)張華教授團隊承擔(dān)了造雪過程中多相態(tài)變化機理及成雪條件研究，探究內(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，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，就會在落地之前快速凝固成為冰晶。“晶核的形成是成雪的關(guān)鍵?！鄙虾＠砉ご髮W(xué)能動學(xué)院“科技冬奧”項目團隊趙巍博士解釋，人工造雪技術(shù)的核心是通過制冷制造低溫環(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成雪花?！耙簿褪钦f，環(huán)境溫度、氣壓、水壓等因素的細(xì)微變化，都會對造雪厚度、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月開始研究，先進行理論研究，隨后對實驗系統(tǒng)進行改進，再做進一步精細(xì)化實驗研究。”張華介紹，他們在實驗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?！扒昂笏龅膶嶒灢幌律习俳M，攻克了不少技術(shù)難關(guān)。”
??這些扎實的數(shù)據(jù)為優(yōu)化造雪機，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)用場景，比如在高山高原地帶進行人工造雪，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)過澇過旱現(xiàn)象。
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