自主控温、交互VR、智慧服务,科技让观赛体验更美妙

2021-08-30   来源:中央纪委国家监委 原文链接:点击获取

工作人员通过VR头盔体验单视点“360度自由视角”观赛。

“相约北京”测试活动期间,首钢园区举行的无人零售现场示范。 (“科技冬奥”重点专项项目组供图)

北京2022年冬奥会是一届在“家门口”举办的体育盛会。不少人翘首以盼,更期待能够近距离参与、观看。那么,如何方便快捷地到达竞赛场馆,冰雪环境下会不会令你“冷到发抖”,无缘现场观赛的人能否借助终端实现独特的观赛体验?

记者近日采访了多位“科技冬奥”重点专项有关负责同志,带您一探究竟,并解密背后的科技力量——

温暖舒适一个场地三种温度

对于冬季项目比赛而言,冰、雪的质量非常重要。而要保持高品质冰、雪质量,温度控制十分关键。以冰壶比赛为例,通常情况下,冰壶比赛场地的冰温可达零下8摄氏度。

那么,长时间现场观赛会不会“冷到发抖”?这是大家关心的问题。

“科技冬奥”重点专项管理机构、中国21世纪议程管理中心副主任柯兵表示“不必担心”,为广大观众提供温暖舒适的观赛环境也是“科技冬奥”重点专项的重要内容之一。

最近,国家游泳中心“水立方”因冬奥筹备需要暂停了游泳业务,将变身“冰立方”。届时,场馆里的不同位置便可设置不同温度,实现“同室不同温”,既符合项目器材和运动员的比赛要求,又能满足观众观赛体验。

这是“科技冬奥”重点专项“国家游泳中心冬—夏运动场景转换技术研究及应用示范”的重要成果之一。

今年4月的“相约北京”测试活动中,冰壶和轮椅冰壶项目在水立方进行。从事幼师工作的吕盼凤现场观赛。

她所在的观众区距离冰面不到50米,周边环境温度在16至18摄氏度之间,穿着羽绒服观赛的她感觉“比较舒适”。彼时,冰壶场地的冰温达零下8摄氏度左右,而为了使冰壶运动员可以更舒适地比赛,冰面以上1.5米的空气温度则始终被控制在10摄氏度左右。

一个场地,三种温度。“同室不同温”背后是一台“智慧大脑”。据了解,水立方的温度控制主要依靠拥有超4000个传感器的智慧控制系统,这个系统可以监测和控制场馆内的温度、湿度、PM2.5浓度等方面的数据变化。当室内不同地方的温度发生变化时,控制系统就会“精准”地通过场馆内的风管来调节温度。

与室内场馆不同,室外竞赛场地的环境更加极端。今年年初,位于张家口赛区的国家跳台滑雪中心,最低气温接近零下30摄氏度,让清华大学建筑学院副教授曹彬“刻骨铭心”。而他,作为“科技冬奥”重点专项“人工剖面赛道类场馆新型建造、维护与运营技术”项目组成员,攻克的重点难题便是“赛道环境营造及观赛环境保障技术”。

冬季室外观赛,最大的困境是寒冷、风大,人的体感温度非常低,不仅严重影响观赛体验,甚至有冻伤的风险。据媒体报道,在往届冬奥会中,就曾出现因为现场寒冷,导致大量观众提前退场,媒体记者、志愿者因手脚冻僵而难以正常工作等问题。

“我们开展的研究工作,就是希望避免上述问题在2022年冬奥会出现。”作为“赛道环境营造及观赛环境保障技术研究”这一课题的负责人,曹彬告诉记者,为有效解决上述问题,课题组开展了一系列基础研究和设备研发,综合考虑观赛环境安全性、观赛人员舒适性、热环境保障设备绿色节能性等因素,形成了可在极端低温环境下提升人体热舒适的一系列有针对性的创新设计,成果具有智能、高效、便捷的特点。 

比如,与场馆观众席一体化施工的智能加热座板,在比赛期间能够感应各座位是否有人就座,针对有人的座位提供精准的个体加热服务。再比如,石墨烯防寒加热服采用胸部、腹部、背部、腰部等多点位局部加热方式,使用者通过手机设置加热温度,既可以进行部位单独加热,也可以对多个部位交替或同步加热。

不仅针对冬季运动赛事期间的观众、工作人员等,这些研究成果对于任何需要长时间在寒冷环境下停留或工作的人而言,都无疑是雪中送炭。

据介绍,根据测试结果,使用加热座板时,其能够将表面温度在短时间内提升至40摄氏度以上,使与之接触的人体腿部的皮肤温度大幅升高,显著改善腿部冷感较强的问题;石墨烯防寒加热服内层发热、外层保温效果明显,内外层温差接近25摄氏度,能够有效将热量锁在衣服内侧,减少热损失……

“这些研究成果将先期在河北涞源国家跳台滑雪训练科研基地应用展示。”“人工剖面赛道类场馆新型建造、维护与运营技术”项目负责人、清华大学建筑学院院长张利告诉记者,期待相关研究成果应用到更多场景、惠及更多人。

自由视角看哪里怎么看可自主选择

“快速滑行,压步转弯,闪转腾挪,阻截拼抢,令人惊心动魄的激烈对抗之后,射门……”待冬奥会赛时,即便你不在比赛现场,只要具备高带宽网络环境,便可以享受一场独属于你的赛事转播,“身临其境”般地感受到冰球比赛的激烈。

“可以不断地、连续地改变视点,从不同角度观看同一个赛事。不仅如此,还有机会实现电影《黑客帝国》中‘子弹时间’的炫酷体验。”“科技冬奥”重点专项“冰雪项目交互式多维度观赛体验技术与系统”项目负责人、北京大学教授陈宝权告诉记者,基于项目研究成果,将给大家带来与众不同的视觉体验。

以往,我们通过电视、电脑、手机等终端观看大型赛事转播,通常是“播什么,看什么”的被动式观赏。而“黑科技”加持下,我们每一个人都可以成为自己的“导播”,实现交互式“自由视角”,即自主决定看什么、怎么看。

事实上,针对不同比赛的竞技特点,该系统首先对场景进行推演预判,一个镜头轨迹的规划被布置在系统之内,“就像比赛现场的导演一样”将系统推演的精彩镜头实时计算出来推送给观众。但如果观众想从另一个角度去看,也可以很快通过终端操作实现。“在手机上,用手指滑动就可以实现,而且是360度全景视角。”陈宝权进一步解释道,在改变视点时,还可实现时间凝固,所有的人、物都静止在那个时间点,即所谓的“子弹时间”。

这种独特的视觉体验,是由多台摄像机以及项目团队自主研发的自由视角视频技术,对采集的视频进行三维重建和渲染获得的。对于裁判而言,这还可以协助他们更快速、更精准地作出判罚,也能使运动员和教练员多角度直观地回顾场上细节。

在今年4月的“相约北京”测试活动中,这一“黑科技”亮相国家体育馆。冬奥会时,这里将举办冰球比赛。据介绍,项目团队在场馆看台上固定了40个相机阵列,按U型线环绕比赛场地分布,总长度达210米,可实现8K分辨率下的多媒体编解码和通过5G、广电网和互联网的全链路传输。通过三维重建和渲染,可以渲染出任意时长和帧率的精彩特效片段,相当于1200台相机同时拍摄拼接的效果。

高清画面、直播延时30秒……“这是一次全新的技术突破。”有关负责人介绍。2021年春晚的8K技术高清试播,从内容编解码到信号传输实现革命式变化,让观众看得更清晰。北京冬奥会的8K技术再次升级,实现用户交互式、连续自由视点视频生成与传输,让观众不仅看得更清晰,还能看得更真实。

该系统不仅可以提供从赛场外向赛场内静止或动态的多角度多维度体验,还可以提供置身赛场中间向外看的视觉感受。据项目组有关工作人员介绍,为给观众更好的沉浸式观赛体验,他们还研发了VR头盔、VR眼镜等设备。

“比如速滑比赛时,运动员绕场地滑行,如果能够站在场地中间观看,视觉效果是最好的。”陈宝权介绍,VR设备就可以实现这种观赛效果。戴上这些设备,就仿佛置身于赛场中央,转个身就可以“跟随”运动员的脚步,捕捉到每一个精彩瞬间。这靠的是位于场地中心的360度相机阵列所提供的自由视角视频来实现。

除此之外,系统还可实现“增强现实”——将数字化内容有机融合到比赛场景中,实现赛事内容的增强。据陈宝权介绍,在传统转播中,诸如进球轨迹、运动员姓名等信息通常以单页插播方式出现,如今这些内容可直接嵌入实时动态的比赛场景之中,“这样就不会‘打断’观众观赛”。

据了解,项目团队目前正在准备10月份的冬奥测试活动,这一“黑科技”将在不同的比赛场景中得到应用。

科技改变生活。即将到来的北京冬奥会究竟在哪儿看、怎么看?选择权就在你自己手中。

方便快捷自动规划最佳出行路线

家住北京市海淀区知春路附近的张先生,是一位冰雪运动爱好者。他告诉记者,他最大的心愿是冬奥会赛时,能够到位于张家口赛区的云顶滑雪公园现场观战。届时,云顶滑雪公园将承担单板滑雪和自由式滑雪比赛。

不过,他并不喜欢做“出行攻略”。用他的话讲,“又要合理安排时间,又要选择交通工具、规划最优路线……琐碎而繁杂,让人‘头大得很’”。

如今,让张先生“头大”的事情有望通过信息技术得到解决。

借助“科技冬奥”重点专项“北京冬奥会综合交通出行‘一张票’关键技术”项目研发成果之一——动态联程出行路径规划技术,他只需动动手指,输入出发地和目的地,所有出行方案便可呈现在眼前,系统还会给他优先推荐一个省时、省事的最佳方案。

“简单来讲,就是一个可以跨越不同交通工具的路径规划系统,从而实现智慧出行引导。”项目负责人、中国工程院院士张军告诉记者。

张军院士所说的系统是北京、延庆、张家口三个赛区网联环境下云—网—端智能协同的综合交通一体化出行保障系统。

与传统导航软件不同,该系统在冬奥期间,可通过获取不同赛区之间各类交通方式的实时运力安排及客流变化情况,从而给用户生成最佳路径规划。

“冬奥会赛事安排是动态变化的,那么有关赛区的运力资源分配也会相应作出调整。如何让观众及时抵达、赛后又能够尽快离场,缩短等待、转车等时间,实现无缝接驳,就是我们要解决的问题。”张军院士对记者说,借助该系统,观赛人群出行方案的平均生成时间将不超过1秒,涉及班车、高铁、公交、地铁、机场巴士等多种交通方式。

不仅如此,该项目还攻克了票务统一数据交换及共享关键技术。这也就意味着,观众乘坐不同的交通工具时,无需分别购票,只要通过一个统一出行平台便可畅行无阻,即所谓的“一张票”。该研究成果已在北京市内公共交通“一码通乘”、壹行天下等场景中进行了测试验证。

目前,以北京市内冬奥会相关的主要地铁线路站点、京张高铁为应用场景开展技术验证,项目组相关技术团队正在推进铁路和地铁出行码的互换工作,力争在2022年冬奥会开幕前实现以12306APP为载体的、铁路与地铁出行码融合的“一张票”出行方式。届时,项目研制的技术系统将有望助力形成实际生产系统,乘客通过12306就可刷码乘坐北京地面地铁。这意味着,冬奥会期间,至少可在北京市冬奥出行主要路线范围内实现主要交通方式的“一张票”出行。

对于观赛人群而言,方便快捷的服务不仅限于此。在首钢园区,观赛群众还可享受到无人接驳、无人零售等服务。

记者了解到,为满足冬奥会期间密集人流物流环境下的安全高效出行需求,“科技冬奥”重点专项“面向冬奥的高效、智能车联网技术研究及示范”项目推出无人接驳等业务。

“项目组采用编队行驶的无人驾驶巴士车辆和L4自动驾驶小汽车用于园区内游客及工作人员的接驳摆渡等。”该项目的项目经理、中国联通智能城市研究院高级产品经理许幸荣告诉记者,其中有一组编队行驶巴士车辆是服务于游客,游客可在车辆巡航站点等候乘车。基于项目组在园区建设的“5G﹢北斗”智能车联网系统,自动驾驶车辆停靠更精准、行驶更安全。

无人零售业务也是该项目研究成果之一。具备L4自动驾驶能力的无人流动零售车,可在首钢园区干道和场馆周围等人流密集处实现巡航无人售卖,满足园区游客、运动员、工作人员对饮料、零食等的随机采购需求。

“可以在无人零售车辆巡航站点购买。”许幸荣告诉记者,无人零售车辆会在巡航站点停车等候购买5分钟,如未发生购买,车辆继续巡航。

“也可以通过小程序预约下单。”许幸荣继续说道,无人零售车辆巡航途中还可实现“招手即停”,供大家选购商品。

……

“这些项目研究成果虽是针对冬奥而生,但也可以在后奥运时代继续服务于更多人。”科技部社会发展科技司二级巡视员王小龙告诉记者,科技冬奥的目标,不仅仅是通过科技手段支撑冬奥会举办,也不仅仅是通过奥运平台向世界展示新技术,更希望通过冬奥举办,为世界探寻更好的未来城市生活解决方案,实现对人友好、对环境友好、对产业友好、对社群友好的人类城市生活永续目标。

责任编辑:梁斌 SF055