數(shù)千白衣武者將太極拳打得行云流水、整齊劃一；2008個長衣武士擊缶傳歌，通過拍擊精準(zhǔn)地顯示著倒計時；897塊活字印刷字盤快速排列變化出不同字體的“和”字……在總計兩萬人的表演現(xiàn)場，每0.04秒就會發(fā)出一個動作指揮口令。當(dāng)你被北京奧運(yùn)會開幕式這些精彩表演深深感染時，也許不知道，在張藝謀等導(dǎo)演背后還有個“科技參謀”——“北京奧運(yùn)會開閉幕式全景式智能仿真編排系統(tǒng)”，它實現(xiàn)了藝術(shù)與科技的完美結(jié)合！

　　8月18日，記者來到北京理工大學(xué)“工程仿真與計算實驗室”，見識了由該學(xué)校軟件學(xué)院和計算機(jī)學(xué)院研制的這套系統(tǒng)。

　　“導(dǎo)演只要說出自己創(chuàng)意，科研人員將具體參數(shù)輸入系統(tǒng)，電腦上就會呈現(xiàn)出和真人表演同樣逼真的效果。它還能實時漫游，也就是說能展示任意不同角度的鏡頭畫面，幫助導(dǎo)演隨時調(diào)整預(yù)案�！痹擁椖控�(fù)責(zé)人、北京理工大學(xué)軟件學(xué)院副院長丁剛毅介紹說，這次表演全面系統(tǒng)地采用數(shù)字表演和仿真技術(shù)，為節(jié)目的創(chuàng)意、編排和呈現(xiàn)立下汗馬功勞�！叭绻�靠想象或真人反復(fù)排練來調(diào)整表演方案，難度和效果可想而知”。

　　去年9月，當(dāng)丁剛毅帶領(lǐng)團(tuán)隊和這套軟件與導(dǎo)演組見面時，僅40分鐘的匯報，他們就被“錄用”了。系統(tǒng)用途之一是智能化確定參演人數(shù)，在此之前，由于排練等動態(tài)復(fù)雜因素，沒人能說出一個方案需要多少人，導(dǎo)演們也常為此爭執(zhí)，現(xiàn)在用軟件一排，問題就迎刃而解了。例如在下半場“星光”表演中，導(dǎo)演最初估計要5000人，計算機(jī)根據(jù)衣服、人體厚度、圖形范圍、人與人間距等各種因素，進(jìn)行智能填充及分布，并對自動點位的密集程度進(jìn)行分析與調(diào)整，得出最優(yōu)的解決方案，建議2369人參演。起初，大家對這套系統(tǒng)還不太信任，排練擊缶時找來800人現(xiàn)場排練，結(jié)果發(fā)現(xiàn)和計算機(jī)的結(jié)果幾乎沒有出入。

　　最令人驚嘆的是，開幕式擊缶和活字印刷表演如何讓上千名表演者的動作如同機(jī)器一樣準(zhǔn)確無誤、毫厘不差？科研人員張龍飛道出了其中的奧秘：每個演員都有制勝法寶———一張口令表。系統(tǒng)通過自動化確定演員站位，給每個人設(shè)定坐標(biāo)并分區(qū)編號，電腦根據(jù)站位數(shù)據(jù)確定燈光動畫效果，同時，根據(jù)呈現(xiàn)出的三維效果視頻，自動化分配各個站位的演員動作，每0.5秒出一張數(shù)據(jù)圖，演員只要拿著動作口令表，在指定時間內(nèi)完成自己的動作就行了。例如開幕式上半場“文字”中897塊活字印刷字模表演，是由人工操縱可伸縮的拉桿實現(xiàn)的。科研人員首先在電腦上演示仿真效果，通過多次計算，得出結(jié)論：為使畫面流暢，要把拉桿按照高度每30厘米分成9級，表演者根據(jù)自己的口令表，在規(guī)定時間里按照不同級別高度上推和下拉拉桿，從而變換出具有立體感的“和”字。而這個表演如果利用傳統(tǒng)的排練方式是根本無法實現(xiàn)的。

　　“這套系統(tǒng)就是能夠幫助導(dǎo)演實現(xiàn)創(chuàng)意，驗證并優(yōu)化執(zhí)行方案，讓大型文藝表演排練方便高效、科學(xué)可行�！笨蒲袌F(tuán)隊的李鳳霞教授說。

　　導(dǎo)演想法多，創(chuàng)意新，還隨時變化，作為“技術(shù)參謀”，這套系統(tǒng)實現(xiàn)了全程貼身服務(wù)�？蒲腥藛T李鵬告訴記者，下半場“人體鳥巢”方案就經(jīng)過了多次改動。一開始，幾位編導(dǎo)和團(tuán)隊人員就利用人字梯等簡陋的道具現(xiàn)場親自試驗，后來，不知哪位導(dǎo)演一句話，此方案改為全由真人“疊羅漢”組建。但問題隨之而來，搭起來的“鳥巢”簡直像古希臘的斗獸場。于是，系統(tǒng)就按照陳維亞副總導(dǎo)演在圖紙上加的幾條縱橫交錯的線，重新修改、優(yōu)化方案，最后使“人體鳥巢”栩栩如生。

　　智能仿真編排系統(tǒng)還能通過實時捕捉采集動作、實現(xiàn)大規(guī)模群體表演動作預(yù)演和多媒體交互指揮，并利用信息管理技術(shù)，實現(xiàn)演出流程、演出人員、服裝道具、實施進(jìn)度管理和參演團(tuán)隊集結(jié)調(diào)度等。這些技術(shù)都成功地應(yīng)用于彩排指揮、2016人太極表演、萬人代表團(tuán)入場仿真等重要環(huán)節(jié)。開閉幕式工作部部長張和平曾感慨：“這就是科技奧運(yùn)！”

　　從去年9月開始，這個50人的科研團(tuán)隊在北京市科委、市教委的關(guān)心支持下，做出了60余個服務(wù)項目。該仿真系統(tǒng)在不浪費(fèi)人力，節(jié)約創(chuàng)意成本和1/3時間的同時，幫助導(dǎo)演多出了30%%的方案點子，大大提高了創(chuàng)意空間。

　　“它能夠把一個模糊創(chuàng)意變成可操作、可執(zhí)行的方案，把創(chuàng)意、排練方案、呈現(xiàn)形式甚至服裝道具等信息管理都融合在一起，利用平臺系統(tǒng)綜合考慮解決�！倍�剛毅說，這是國內(nèi)首次全面系統(tǒng)地應(yīng)用仿真技術(shù)解決大規(guī)模的廣場文藝演出，實現(xiàn)了硬件軟件與導(dǎo)演創(chuàng)作規(guī)律融合。通過這次嘗試摸索出大型文藝演出導(dǎo)演創(chuàng)意編排的技術(shù)需求，利用人群仿真，探索開發(fā)出能實時渲染的仿真系統(tǒng)，同時還形成了奧運(yùn)會后續(xù)大型文藝表演管理指揮的技術(shù)原型系統(tǒng)。

　　談到應(yīng)用前景，丁剛毅非常樂觀：“除了大型文藝表演，該技術(shù)還廣泛應(yīng)用于動畫制作、影視特效、游戲等文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)。”據(jù)他透露，目前北京理工大學(xué)研發(fā)的系統(tǒng)可以實現(xiàn)3萬人的實時模擬，以后計劃實現(xiàn)到10萬人的規(guī)模。除了服務(wù)于奧運(yùn)會，這套系統(tǒng)還可以在2009年、2010年多項重大廣場儀式活動及今后實戰(zhàn)演習(xí)、反恐等領(lǐng)域中使用。(陳磊）