科技與你 共赴一場(chǎng)“冰雪奇跡”

文／本刊記者 史 詩

明年的春節(jié)檔多了一個(gè)選擇，2022北京冬奧會(huì)。假使無法到現(xiàn)場(chǎng)，不管是攤在沙發(fā)，蜷在被窩，還是置身家里的任何角落，你都將在一個(gè)個(gè)“黑科技”的帶領(lǐng)下，刷新你的觀賽體驗(yàn)，身臨其境般感受整個(gè)冬奧。

2021年12月24日，在“科技助力冬奧”科學(xué)傳播沙龍上，與會(huì)專家從石墨烯保暖技術(shù)的應(yīng)用，自由視點(diǎn)沉浸式視頻觀賽，5G＋云轉(zhuǎn)播等多角度，介紹了一批助力北京冬奧會(huì)的科技應(yīng)用項(xiàng)目。

視角自由 身臨其境感受激烈賽事

想象一下，窩在家中沙發(fā)，也能沉浸式感受冬奧賽場(chǎng)的魅力，明年春節(jié)檔的氛圍已經(jīng)拉滿。為了帶給觀眾更強(qiáng)的觀賽臨場(chǎng)感，8K高清視頻、全景視頻、自由視角視頻已經(jīng)安排上了。

作為國家科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)，“冰雪運(yùn)動(dòng)交互式多維度觀賽體驗(yàn)技術(shù)與系統(tǒng)”從端到端自由視角視頻、VR冬奧賽事孿生推演與視聽語言創(chuàng)意設(shè)計(jì)軟件、8K VR編碼和傳輸、超短焦VR眼鏡等4個(gè)維度進(jìn)行部署，賽場(chǎng)周圍的攝像機(jī)實(shí)時(shí)攝像，保證觀眾可以從不同角度和位置觀賞冰雪運(yùn)動(dòng)比賽；還構(gòu)建了冬奧場(chǎng)館的三維數(shù)字孿生環(huán)境，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)對(duì)象個(gè)性化部署，多相機(jī)真實(shí)感模擬，多相機(jī)快速拼接，創(chuàng)意VR內(nèi)容生成。

冬奧視覺觀賽項(xiàng)目組成員、北京大學(xué)張行功告訴記者，為給觀眾更好的沉浸式觀賽體驗(yàn)，他們還研發(fā)了VR頭盔、VR眼鏡等設(shè)備。

“云”上看比賽，你就是自己的導(dǎo)播

得益于5G和云技術(shù)的快速發(fā)展，重資產(chǎn)的轉(zhuǎn)播模式著實(shí)不流行了。一臺(tái)小型攝像機(jī)，或一部帶云臺(tái)的手機(jī)，就可輕松實(shí)現(xiàn)視頻直播。

北京國際云轉(zhuǎn)播科技有限公司產(chǎn)品及解決方案部總監(jiān)曹岱宗介紹，基于5G信號(hào)和云轉(zhuǎn)播5G背包的傳輸能力，將傳統(tǒng)的重資產(chǎn)采編播設(shè)備云化，采用遠(yuǎn)程制作，多種云導(dǎo)播接入方式，信號(hào)采集和制作的部署更為敏捷，觀眾也能觀看到廣電級(jí)高品質(zhì)的音視頻素材。

“2021年，‘相約北京’測(cè)試賽，我們?cè)?個(gè)場(chǎng)館共架設(shè)29個(gè)機(jī)位，提供賽事轉(zhuǎn)播16場(chǎng)、1560分鐘的比賽，服務(wù)9場(chǎng)遠(yuǎn)程無人混合采訪，7場(chǎng)遠(yuǎn)程新聞發(fā)布會(huì)。”曹岱宗說，參賽運(yùn)動(dòng)員和記者完全分隔開，通過攝像頭傳聲筒顯示屏來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交流。整場(chǎng)測(cè)試賽，云轉(zhuǎn)播一共開啟了14個(gè)導(dǎo)播臺(tái)，云端共收錄視頻600小時(shí)、1200G素材。

值得一提的是，基于云架構(gòu)的“多版制作”和“雙云主備支持”竟可以打破“導(dǎo)播讓你看啥你看啥”被動(dòng)式觀賞局面，每個(gè)人都是自己的“導(dǎo)播”，自主決定看什么。一方面，“多版制作”能夠使多個(gè)導(dǎo)播平臺(tái)同時(shí)進(jìn)行制作，提供不同的導(dǎo)切方式以及千人千面的視頻制作服務(wù)；另一面，“雙云主備支持”能夠?qū)乖凭W(wǎng)的天然不安全性。這樣一來，當(dāng)你沉迷花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的優(yōu)美動(dòng)作時(shí)，也不用擔(dān)心畫面隨時(shí)被切換。

石墨烯“加盟”冰雪運(yùn)動(dòng)也溫暖

即使置身“料峭寒風(fēng)”，還能在一片暖意中比賽觀賽，運(yùn)動(dòng)員和觀眾們馬上就可以在北京冬奧會(huì)享受這種極致體驗(yàn)了。

作為“賽道環(huán)境營造及觀賽環(huán)境保障技術(shù)研究”的重要成果之一，針對(duì)北京冬奧會(huì)的低溫環(huán)境，北京石墨烯技術(shù)研究院與北京創(chuàng)新愛尚家科技聯(lián)合研發(fā)了低溫環(huán)境石墨烯智能發(fā)熱產(chǎn)品及熱力保障應(yīng)用技術(shù)，確保人員、室外場(chǎng)館座椅、現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)設(shè)備的保暖需求，突破石墨烯柔性織物加熱材料的低溫啟動(dòng)和運(yùn)行、快速電熱轉(zhuǎn)換等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了石墨烯柔性織物加熱技術(shù)低溫應(yīng)用。

為什么石墨烯能夠在冬奧會(huì)中起到作用呢？這還要從它的特性說起。石墨烯是“碳材料家族”中的一員，是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅(jiān)硬、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最好的一種新型納米材料，被稱為“黑金”和“新材料之王”。而石墨烯發(fā)熱服就是基于單層石墨烯材料的導(dǎo)熱性和電子遷移率高且變化小的特征，在通電后將電能高效轉(zhuǎn)化為熱能，從而提供保暖功能。

與室內(nèi)場(chǎng)館不同，室外競(jìng)賽場(chǎng)地的環(huán)境更加極端。“在零下二十幾度的室外場(chǎng)館，發(fā)熱座椅套能有效提高座椅舒適感，雪上工作人員使用的發(fā)熱圍巾、手套、襪子等可實(shí)現(xiàn)38℃-52℃溫度調(diào)節(jié)，滿足他們的保暖需求。”北京創(chuàng)新愛尚家科技董事長(zhǎng)陳利軍對(duì)記者表示，這些石墨烯加熱服飾已經(jīng)在2021年冬奧測(cè)試賽期間延慶賽區(qū)、張家口賽區(qū)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。看來，這即將是一次很“哇塞”的冬奧會(huì)。

院企合作 研發(fā)石墨烯產(chǎn)品

自2010年獲得諾貝爾獎(jiǎng)后，石墨烯就成為了一種炙手可熱的新材料，在世界各國掀起研究熱潮。美國、歐盟、英國等都在石墨烯領(lǐng)域砸下巨額研究經(jīng)費(fèi)，我國也在石墨烯領(lǐng)域頻頻布局，是名副其實(shí)的石墨烯技術(shù)大國。但是，因?yàn)槲覈讵?dú)創(chuàng)性新材料和新原理器件研發(fā)方面經(jīng)驗(yàn)欠缺，創(chuàng)新鏈孤島現(xiàn)象明顯，創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈缺乏聯(lián)動(dòng)能力，導(dǎo)致我國石墨烯技術(shù)如同其他技術(shù)開發(fā)一樣，缺少頂層設(shè)計(jì)、缺少協(xié)同能力、缺少持續(xù)發(fā)展內(nèi)發(fā)動(dòng)力。

為了扭轉(zhuǎn)上述情況，2017年，北京石墨烯技術(shù)研究院成立。它是由中國航發(fā)集團(tuán)公司、中國中車、中國航天和北京市政府發(fā)揮央地聯(lián)動(dòng)優(yōu)勢(shì)，共同出資發(fā)起設(shè)立的專門從事石墨烯創(chuàng)新技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)孵化的新型創(chuàng)新主體，是國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。其成立以來即以搭建產(chǎn)學(xué)研用融一體化平臺(tái)為目標(biāo)，以“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，需求牽引，協(xié)同發(fā)展”為發(fā)展理念，推動(dòng)石墨烯關(guān)鍵共性技術(shù)突破及商業(yè)化。為冬奧會(huì)提供石墨烯保暖服飾的北京創(chuàng)新愛尚家科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“愛家”）就是由研究院扶持與合作的企業(yè)之一。

創(chuàng)業(yè)公司的短板就在基礎(chǔ)研究實(shí)力，而這恰恰是石墨烯技術(shù)研究院的長(zhǎng)項(xiàng)。北京石墨烯技術(shù)研究院院長(zhǎng)王旭東介紹，自2019年北京石墨烯技術(shù)研究院企業(yè)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)正式成立后，研究院充分踐行科協(xié)“科技工作者之家”的職能，在產(chǎn)業(yè)內(nèi)投資和孵化了包括愛家科技在內(nèi)的多家企業(yè)，為他們提供資源，解決他們的難題，推動(dòng)技術(shù)擴(kuò)散和產(chǎn)業(yè)橫向發(fā)展。

“研究院與中國商飛北研中心、北京市計(jì)量檢測(cè)科學(xué)研究院、京城機(jī)電、等多家大型研發(fā)機(jī)構(gòu)建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，搭建石墨烯行業(yè)計(jì)量檢測(cè)平臺(tái)，共同構(gòu)建石墨烯計(jì)量檢測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)體系。此外，我們將以前無意識(shí)做的科普工作變得有組織、有目的、有規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)理論化和常態(tài)化，積極參與公益性科普活動(dòng)，出版科普讀物，主動(dòng)開展石墨烯科普宣傳和引領(lǐng)工作等。”王旭東說。