2月4日，立春節氣，2022年北京冬奧會正式開幕！秉承“簡約、安全、精彩”的主旨，這場不到200分鐘的開幕式，空靈而又浪漫，實現了理念創新與科技力量的完美結合，再次驚艷全球，冬奧會開幕式相關詞條迅速霸屏微博熱搜榜單。
張藝謀等主創團隊的理念創新背後，是燃料動能、屏幕顯示、人工智能、5G、雲計算、邊緣計算、VR/AR、裸眼3D等數十種創新數字科技手段的支撐，讓我們一起看看這些魔法般震撼人心的數字科技美學。
航天級氫能技術低碳又安全
前所未有的點火儀式創造奧運歷史，這是奧運歷史上首次呈現的以低碳綠色環保為核心原則打造的微火火炬。總導演張藝謀說：“點火的方式乃至火炬台的方式，是我們最大膽的一個設計和變革，百年奧運史上還沒有出現過。”
2008年北京奧運會，中國體操運動員李寧“空中飛人”點燃火炬。據中國青年報報道，當時李寧點燃的火炬一小時大概消耗5000立方米燃氣，為了維持它的巨大火焰，鳥巢專門配了一個燃氣站，日夜不停地為它輸送燃料。“熊熊燃燒的大火當然是人類奧運精神的體現，但它環保嗎？”張藝謀說。也因此，北京冬奧會的主創團隊開始想怎樣把火焰變小，如何更環保。
最終的方案是，主火炬就是最後一棒火炬，是微火火炬。同時，北京冬奧會首次使用更清潔的氫能作為火炬燃料，這是由中國石化燕山石化提供的氫氣，內部的燃燒裝置則由航天六院北京11所及101所基於液體火箭發動機的氫能技術聯合設計製造。此外，火炬外殼採用了中國石化上海石化研發的碳纖維複合材料，解決了火炬氫燃料燃燒時耐高溫的技術難題。
航天五院508所也運用了航天器回收着陸試驗場構建模擬主火炬的試驗環境，為確保點火儀式的各個環節安全、可靠、順暢作出了重要貢獻。
說完了點火，再說說雪花主火炬台。根據京東方官方信息，這一前所未有的“雪花”形態主火炬台，整體硬件支撐和軟件系統都由京東方自主研發設計。
京東方介紹，主火炬台直徑達14.89米，由96塊小雪花形態和6塊橄欖枝形態的LED雙面屏創意組成，採用雙面鏤空設計，嵌有55萬餘顆LED燈珠，每一顆燈珠都由驅動芯片的單一信道獨立控制。京東方團隊通過500多張設計圖紙和近10輪的制樣，研發出目前行業內發光面最窄的單像素可控異形顯示產品，充分呈現雪花的線條感和細膩的畫面顯示效果，成功將導演組的藝術創意變為現實。
冰立方“雕刻”出“冰五環”
超高清LED顯示技術美倫美奐
另一個讓大家刻骨銘心的畫面就是開幕式上“冰立方”緩緩被激光“雕刻”成晶瑩璀璨的五環的畫面。
根據利亞德集團官微，利亞德承擔了北京冬奧會開幕式地屏、冰瀑、冰立方、南北看台屏和播放系統等裝置生產、安裝任務。“‘雕刻’的視覺是在激光與冰立方3D視效的結合下產生的。”利亞德集團董事長李軍介紹。
冰立方長22米、寬7米、高10米，是由LED屏組成的。五環本身也是一個LED屏，當它亮相的時候，位於看台4層的激光照射在冰立方上，對冰立方進行“雕刻”。隨着冰立方上部頂蓋的下翻，配合著激光的“雕刻”，底部的五環緩緩上升，冰立方四面的LED屏一邊緩緩下降，一邊播放冰渣四濺的三維視覺效果，三方面完美配合，就形成了五環被一點點“雕刻”出來的視覺效果。
除了冰立方外，現場還有10000多平方米的地屏，以及高60米的冰瀑，也都是由LED屏組成。
京東方介紹，開幕式的舞台地面是目前最大的8K超高清地面顯示系統！京東方採用多個8K+級分辨率的畫面融合技術，超大規模的光學校正算法可對每個顯示畫面進行像素點級的光學校正，可呈現出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。
超高清顯示和傳播技術讓這場開幕式成為真正的視覺盛宴。北京冬奧會開幕式視效團隊黑弓Blackbow在官微介紹，開幕式上的視效畫質達到全球頂尖的16K水準，平均一次出片需要100台渲染集群工作約3天，成片數據量約2T，為保證內容輸出，其團隊搭建了“渲染農場”以滿足龐大的渲染製作量。
顯示背後的信號傳輸也有航天力量保障。根據中國航天科技集團消息，航天一院12所大道公司負責顯示背後播控系統的建設。依託大道公司自有的工業互聯網平台——長征雲平台，數萬個屏幕被串起來，溫度、濕度、電壓，它們的工作狀態被時刻監控，一旦出現異常，就會立即報警。
演員動作與光效完美契合
AI實時大規模動作捕捉技術功不可沒
手拿和平鴿的小朋友走入場內，腳下的光點隨之亮起，穿着輪滑鞋的運動員在地屏滑動，雪花隨之被抹去。
地面鋪設的LED大屏與演員之間的實時“互動”，成為了本次冬奧開幕式的一大亮點。總導演張藝謀曾透露，本次冬奧會開幕式運用了大現場實時捕捉的一種互動技術。
根據英特爾官微介紹，這種“默契配合”來自於一個更高效、更科技的手段——英特爾3DAT三維運動員追蹤技術，可以讓地面的屏幕瞬間對演員位移做出實時反饋並呈現藝術效果。英特爾聯合北京電影學院專業團隊，基於英特爾的3DAT技術針對冬奧開幕式場景定製開發的“基於AI的大型演出實時特效系統”，是實現整個節目創意的關鍵技術。
據了解，英特爾在國家體育場部署了5台搭載第三代英特爾至強可擴展處理器的邊緣計算系統、大容量光纖、攝像錄製系統、渲染系統等。同時，本次使用的AI實時特效系統不僅用於現場演出，也用於輔助演員進行節目排練，以及根據排練結果生成實時動畫，以提高開幕式視頻效果製作中擬人類角色動畫的自然度、逼真度。
另外，據科技日報報道，在北京冬奧會開幕式驚艷世界之前，這場開幕式已經在北京理工大學數字錶演與仿真技術北京市重點實驗室研發的平台上排演了無數遍。這背後先進的虛擬仿真技術，也是現在大熱的“元宇宙”概念中的關鍵技術。