國家體育場“鳥巢”燈光璀璨，巨型“雪花”發(fā)出耀眼光芒，火炬嵌入“大雪花”中間，雪花臺緩緩升空，奧運(yùn)圣火與96朵晶瑩剔透的雪花、6條飄逸的橄欖枝交相輝映，唯美而浪漫。在我國科技創(chuàng)新成果助力下，北京冬奧會開幕式向世界呈現(xiàn)了一場精彩的視覺盛宴，傳遞出藝術(shù)與現(xiàn)代科技融合之美。

這個(gè)前所未有的“雪花”形主火炬臺從整體硬件支撐到軟件系統(tǒng)均由北京電控所屬京東方自主研發(fā)設(shè)計(jì)。京東方科技集團(tuán)股份有限公司大尺寸拓展業(yè)務(wù)總經(jīng)理、冰雪項(xiàng)目總指揮吳堅(jiān)表示，“雪花”形主火炬臺應(yīng)用的顯示技術(shù)具有首發(fā)性和創(chuàng)新度，向世界展現(xiàn)了我國科技進(jìn)步和自主創(chuàng)新的力量。

北京冬奧會開幕式主火炬。 新華社記者 武巍 攝

500張圖紙見證“大雪花”誕生

每一屆奧運(yùn)會主火炬點(diǎn)燃儀式是萬眾矚目的焦點(diǎn)。隨著科技的進(jìn)步，點(diǎn)火方式也變得愈加新穎獨(dú)特。北京冬奧會開幕式創(chuàng)新打造別具一格的“雪花”主火炬臺，京東方投入200人的核心團(tuán)隊(duì)，參與從技術(shù)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品研發(fā)，到長達(dá)5個(gè)月演練、彩排的運(yùn)行保障，再到2月4日正式演出保障的全過程中。

這個(gè)前所未有的“雪花”形主火炬臺歷時(shí)5個(gè)月研發(fā)成功，吳堅(jiān)揭秘了主火炬臺的構(gòu)造：直徑達(dá)14.89米，由96塊小雪花形態(tài)和6塊橄欖枝形態(tài)的全彩異形雙面屏創(chuàng)意組成，鑲嵌了55萬余顆燈珠，每一顆燈珠都由驅(qū)動芯片的單一信道獨(dú)立控制。

首次以“微火”形式在雪花形主火炬臺燃燒，這在奧運(yùn)史上是一種全新的奧運(yùn)圣火點(diǎn)燃方式，然而如何實(shí)現(xiàn)導(dǎo)演組提出的火炬臺要像“鉆石般璀璨閃耀”的創(chuàng)意理念，成為擺在京東方技術(shù)人員面前的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

為將開幕式主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)意“落地”，京東方核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了500多張?jiān)O(shè)計(jì)圖紙和近10輪制樣。在選擇發(fā)光面時(shí)，開幕式主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)不斷提出出光寬度新要求，從最初8毫米，到6毫米，再到5毫米，意在縮小發(fā)光面的線條，體現(xiàn)銳度，從而達(dá)到鉆石般璀璨的效果，而且每一顆燈珠還要實(shí)現(xiàn)獨(dú)立可控。

發(fā)光面板和燈珠選型制樣及驗(yàn)證測試進(jìn)行了一輪又一輪，大尺寸的燈珠亮度可達(dá)到要求，卻無法做窄；小尺寸的燈珠可做窄，亮度卻達(dá)不到要求。吳堅(jiān)說，為解決這個(gè)矛盾，研發(fā)團(tuán)隊(duì)想盡各種辦法，使用了各種可能的技術(shù)，甚至獨(dú)創(chuàng)全新技術(shù)。

結(jié)構(gòu)工程師創(chuàng)新提出對燈罩出光面采取遮噴工藝處理，從而將出光面變窄，可以實(shí)現(xiàn)“瘦身”效果。經(jīng)不懈努力，京東方核心團(tuán)隊(duì)將出光面寬度做到僅有4.8毫米，充分呈現(xiàn)出“雪花”的線條感和細(xì)膩的畫面顯示效果，成功將導(dǎo)演組的藝術(shù)創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。吳堅(jiān)表示，4.8毫米出光寬度也是目前行業(yè)領(lǐng)先發(fā)光面極窄的異形顯示產(chǎn)品。

“我們還采用了匠心獨(dú)具的雙面鏤空超輕薄設(shè)計(jì)，每塊小雪花屏的重量僅為1.8千克，雖然雪花巨大，但總重僅2噸，完美實(shí)現(xiàn)了‘看起來輕盈，用起來結(jié)實(shí)’的效果�！眳菆�(jiān)說。

“大雪花”防火防風(fēng)抗嚴(yán)寒

火炬要升空并進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，要抵擋火焰的炙烤，又要抵抗冬季的嚴(yán)寒，還要考慮在大風(fēng)等極端天氣條件下的使用，京東方研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在方案設(shè)計(jì)和材料選取方面都下足了功夫，基于低碳環(huán)保的整體思路，在滿足光效呈現(xiàn)唯美畫面的前提下，選取了高阻燃、耐低溫的輕質(zhì)透光材料。

火炬插上火炬臺的那一刻，巨型“雪花”屏由中心向四周輻射開來，閃耀出波浪般層層遞進(jìn)的璀璨光芒。吳堅(jiān)介紹，快速變換、完美同步的顯示畫面背后，是京東方人工智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系及自主研發(fā)的同/異步兼容信發(fā)系統(tǒng)在發(fā)揮作用，異步集控能在極短時(shí)間內(nèi)，快速下發(fā)大規(guī)模視頻內(nèi)容，同步集控確保102塊雙面屏幕實(shí)現(xiàn)毫秒級響應(yīng)。

“全世界的攝像機(jī)都對準(zhǔn)了冰雪盛會的主火炬臺，億萬觀眾都在觀看，不能出一絲一毫的差錯(cuò)。為保障火炬臺播控系統(tǒng)超高可靠性和安全性，我們采用‘主路+輔路+環(huán)路’的方式，對控制系統(tǒng)進(jìn)行備份，一路出現(xiàn)問題，另一路可無縫銜接�！眳菆�(jiān)說。

此外，通過采用遠(yuǎn)距離無線電低延遲控制系統(tǒng)搭配同步播放時(shí)間校正技術(shù)，能更確保指令下發(fā)萬無一失，實(shí)現(xiàn)視頻畫面完美協(xié)同，讓“雪花”在開幕式上完美綻放。

北京冬奧會開幕式地面舞臺。 新華社記者 楊磊 攝

“發(fā)光舞臺”與演員實(shí)時(shí)互動

北京冬奧會開幕式上，音樂光影流轉(zhuǎn)的舞臺與演員精彩的表演實(shí)時(shí)互動，貫穿全場，同樣吸引著全世界觀眾的目光。京東方團(tuán)隊(duì)參與到“會發(fā)光的舞臺”打造中，他們歷時(shí)兩年潛心研發(fā)出8K超高清地面顯示系統(tǒng)。

吳堅(jiān)介紹，開幕式總導(dǎo)演張藝謀提出了“空靈，浪漫，現(xiàn)代，科技”的藝術(shù)概念，地面大屏猶如一塊晶瑩剔透的巨大“冰面”，能呈現(xiàn)出千變?nèi)f化的視覺形象，而且在100分鐘時(shí)間里，地面顯示系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)捕捉演員的行進(jìn)軌跡，向世界傳遞夢幻逼真的科技之美。

“我們歷時(shí)兩年，經(jīng)歷了10多輪技術(shù)攻關(guān)與系統(tǒng)實(shí)際驗(yàn)證，研發(fā)出了開幕式使用的巨幅地屏系統(tǒng)，它采用多個(gè)8K+級分辨率的畫面融合技術(shù)，超大規(guī)模的光學(xué)校正算法可對每個(gè)顯示畫面進(jìn)行像素點(diǎn)級的光學(xué)校正，呈現(xiàn)出100000：1超高對比度，3840Hz超高刷新率，以及29900×15096超高分辨率的超高清絢麗畫面，讓觀眾無論在現(xiàn)場還是在直播畫面中均可直觀感受8K超高清顯示的震撼視覺效果�！眳菆�(jiān)說。

超高清地屏具有超大規(guī)模、超高清、超高流暢性、超高可靠性等特點(diǎn)。通過搭載京東方自主研發(fā)的超大規(guī)模顯示模組控制與同步系統(tǒng)，采用超高速單模光纖加密信號傳輸，并具備快速編解碼算法，達(dá)到了目視和拍攝無延遲的效果。系統(tǒng)還具備同步鎖相技術(shù)，播放端信號可實(shí)現(xiàn)獨(dú)幀同步傳輸，避免了跳幀、卡頓、閃爍、抖動等超大規(guī)模顯示系統(tǒng)常見的不同步問題，最大程度還原視覺素材創(chuàng)意效果。這些技術(shù)保證了地屏系統(tǒng)實(shí)時(shí)捕捉演員行進(jìn)軌跡，實(shí)現(xiàn)了畫面與演員的無縫互動。

“大冰面”能承受超5000次高強(qiáng)度踩踏

炎炎夏日施工安裝，使用時(shí)卻是冰雪冬日，中間還要承受5個(gè)月高強(qiáng)度排演，地屏系統(tǒng)如何做到穩(wěn)定、可靠運(yùn)行？

吳堅(jiān)說，京東方采用了軟硬融合的多重防護(hù)機(jī)制。在硬件方面，考慮到運(yùn)行時(shí)間基本在冬季，整個(gè)地面顯示系統(tǒng)采取了大量耐低溫設(shè)計(jì)，產(chǎn)品與系統(tǒng)能承受零下30攝氏度的極端低溫，并可應(yīng)對暴雨暴雪等極端天氣。

在強(qiáng)度方面，系統(tǒng)設(shè)計(jì)承重達(dá)每平方米0.5噸，能夠承受5000次以上的高強(qiáng)度踩踏，可滿足運(yùn)動員入場式50分鐘內(nèi)，演員在原地連續(xù)跳躍表演的特殊需求。

在軟件方面，“我們在強(qiáng)電供電、信號系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、顯示組件上均設(shè)計(jì)了獨(dú)立的兩路雙套系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確保開幕式演出萬無一失。”吳堅(jiān)說。 

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