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来源:投影时代 更新日期:2022-09-26 作者:花开无期

    万众瞩目的北京冬奥开幕式,给大家留下的最经典回味是什么呢?这个问题的答案,自然少不了所有“闪闪发光”的元素:地屏、大雪花、五环、和平鸽、冰天瀑……而这些闪耀着未来之光的视觉新科技背后,都是“LED”技术的功劳。

    大雪花,LED显示创新控制技术

    前所未有的“雪花”形态主火炬台,整体是一个间距LED照明和显示的“特种屏”体。也是冬奥科技最浪漫的创意设计之一。

    据悉,本次开幕式主火炬台直径达14.89米,由96块小雪花形态和6块橄榄枝形态的LED双面屏创意组成,采用双面镂空设计,嵌有55万余颗LED灯珠。这55万颗灯珠,不仅保证大雪花双面“闪亮”,更是能够实现“视觉”变化显示:例如,主火炬插入大雪花中心基座的时候,巨型雪花屏由中心向四周辐射闪耀出波浪般层层递进的光芒。

    这一“亮度波浪”的显示控制,不仅要做到快速变换,更需要在96块小雪花之间完美同步,并与背后的大屏显示画面步调一致。即如何控制好这一大雪花显示的“同步性”、“即时性”是最大的难题。——组成大雪花的96块小雪花,此前是要独立应用的,是要在整个表演场地中“飞舞”的。这就决定了不能采用传统的有线控制技术,而必须采用无线信号技术。

    这方面,京东方采用LoRa(远距离无线电)低延迟控制系统搭配同步播放时间校正技术,自主研发的同/异步兼容信发系统,异步集控能系统,保证在极短时间内将大规模视频内容快速下发,实现大雪花双面屏幕毫秒级响应;此外“主路+环路”备份的高冗余控制系统确保了火炬台播控系统的超高可靠性。

    在超大显示屏中应用异步分发和控制体制,实现高同步效果,这是大雪花LED显示技术背后的真功夫。”行业人士表示,这一创新,可能会拓宽LED显示在创意光影效果中的“可能”应用范畴,促进LED显示特种场景的市场发展。

    30K大屏,最强的“地板”

    冬奥开幕式,面积达10393平方米的地屏显示系统,可能是目前人类最大的地面显示产品。从清晰度指标看,其更是达到了29900x15096超高分辨率,即近30K的超分辨率,而不是简单的8K超高清而已。这势必带来一系列崭新的控制问题!

    例如,从目前画质处理技术角度看,行业内的成品IC只能适应8K级别的分辨率处理。对于30K的大屏幕系统,必然需要一套复杂的多级分布信号传输与处理系统。类似的问题,在4K电视出现的早期和8K彩电上也曾有过:即没有合适的高分辨率IC,只能采用多颗芯片和处理电路协同工作的模式解决问题——直到目前,市场上销售的8K液晶电视,也还有一部分信号处理方案是4颗4K IC。

    但是,与电视机产品“总面积有限”的场景不同,鸟巢的地面何其巨大。10393平方米的地屏系统,保证“画质同步”是多处理器协同工作的最大难点。同时,与市面上大多数8K内容是30HZ的标准不同,此次开幕式的数字影像内容在制作标准上,达到16K分辨率和每秒50帧的高标准,进一步提升了地屏系统的同步信号处理门槛。可以说此次冬奥会,鸟巢地屏系统,在超大屏幕、超高清高质量信号处理与融合拼接显示上,刷新了行业技术难度的上限,也验证了民族大屏信号处理系统的“顶尖”实力。

    当然,作为特种的显示系统,鸟巢地屏的难度不仅在于信号处理上,也在于“LED屏”自身。首先,这块屏幕上是要有数百、上千人跳舞的,滑旱冰的;极限单点冲击力可能高达数百斤。这就对屏幕自身的物理可靠性、机械强度提出了前所未有的要求。其次,在室外冬季环境下,LED地屏系统要能适应低温的环境、自身工作发热、演员表演汗珠低落等多种可能,需要在多个维度保持密封性能力,并适应更苛刻的温度变化条件。

    总之,就是极限性的考验!”行业专家指出,这块鸟巢地屏无论在哪个技术维度上,都是LED显示产业的“珠峰之巅”,代表着全球产业界的最高水准。

    LED渗透力无穷,闪耀每一个瞬间

    在冬奥开幕上,除了雪花屏、地屏,以及冰瀑布这些显而易见的LED应用之外,那个巨大的五环、小朋友手中的和平鸽,以及各个场馆直播大屏等都是“LED”技术的出色应用。

    例如,长19米、高8.75米,厚度仅有35厘米的冰晶五环,由北京良辰光启数字技术有限公司来担任设计、制作、调试、保障工作,而处于其中非常重要一环的“冰透”效果则由雷曼光电及子公司康硕展提供产品支持。

    五环的本体是360度环形全显示无死角的LED异构屏!”这是一种特殊的拼接应用。即由正反面两个曲面屏幕对扣拼接而成。显示单元的“背后电气系统”都被封闭在显示面的内部,构成一个“浑然一体”的全显示面体。这一应用在产品设计、加工制作、测试和信号控制方面都需要有前所未有的突破,代表了LED异构显示应用的新境界。

    LED技术在冬奥可谓无处不在!”不仅是显示,更包括大量的环保照明,都是LED科技创新的结果。在业内人士看来,恰是LED技术的突飞猛进,让冬奥能够“锦上添花”。

    实时AI渲染,赋能视听新价值

    北京冬奥会,除了LED自身的产品应用创新之外,开幕式上,行业人士还关注到一个特别的点:即实时渲染互动创新。

    开幕式上,数百个小朋友举着和平鸽模型在舞台上自由跑动,脚下踩出一片片雪花;四队旱冰滑行队伍,在地屏上也掀起一串串雪花飞舞的景象……这些变化是如何实现,和精准的配合人物动作的呢?传统的方式是制作好背景显示视频,表演人员严格按照既定路线和时间点“卡位”前进。

    这种传统方式不是不行,但是在鸟巢地屏万平米舞台上的表演,场地空间决定了人员训练所能达到的精度有限,或者需要大量的提前排练。且这种机械的画面和人员表演配合,也会失去演出的“灵动性”。这次冬奥开幕演出,则采用了崭新的方案:即不是表演人员和艺术家们跟随地屏画面移动,而是地屏画面跟随表演者变化——AI实时识别和渲染交互技术。

    据悉,冬奥开幕式的实时捕捉和交互系统,能够捕捉演员实时位置、姿态、预判运动方向,并渲染出相应的美术效果,在实时的呈现在演出人员的脚下。这套系统的难点在于机器视觉实现的“实时的大量人物捕捉”、“高速的,低延迟渲染计算和内容向屏幕的实时分发”。

    对此,英特尔为冬奥开幕表演提供了3DAT三位运动员追踪技术,以及针对开幕式场景定制开发的“基于AI的大型演出实时特效系统”两大技术。这些技术均运行在搭载第三代志强可扩展处理器的服务器上,检测延迟仅10ms,输出延迟仅46ms,可以保证画面的渲染输出和演员的位置动作同步进行。

    AI实时视频特效”为“交互视听”应用提供了一个崭新的方向和可行性,也是元宇宙和MR应用技术的重要组成方面之一——行业专家认为,冬奥开幕演出,这一技术的成功可以为众多文旅、展演、教育、训练等行业提供一个启发点,拓宽交互视听产业的升级空间。

    整体上,冬奥不仅是“运动盛宴”,也是“视觉”盛宴,是各种视觉技术的一场顶级大爆发,更为众多未来性创新视觉应用提供了范例。这其中LED技术承担的重任格外醒目,也代表了LED显示技术快速进步与发展的行业趋势。相信冬奥开幕式上,LED视听技术这个最靓的仔,未来创新空间只会更“超乎想象”。

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