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原文標題：用數字技術講好中國故事

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大型演出活動是展示中國形象的重要窗口，也是傳播中華文化的重要載體。通過數字表演與仿真技術打造出的大型活動創編排演“數字大腦”“數字沙盤”，實現了大型演出活動的全要素、全流程、全業務數字仿真，極大提高了創編排演的效能和精準可控水平。

大型演出活動要素眾多且來自不同團隊，要實現演員與聲音、畫面的完美配合，時間與空間相互吻合，就要在仿真系統中不斷調整、模擬，找到最優解決方法。這種高頻次的創意排演，如果不借助仿真系統，是難以實現的。

文化科技工作者利用新的技術矩陣為各類大型演出和慶典活動提供多維支持，推動我國大型活動不斷出新出彩，也填補了國際上相關技術的空白，使我國在大型演出技術方面達到國際領先水平。

一片片晶瑩的雪花迎風飛舞，在立春的中國綻放；激光“雕刻”出的冰雪五環緩緩升空，點燃了觀眾的激情。北京冬奧會開幕式向世界展示了新時代中國的風采。

北京冬奧會開幕式在驚艷亮相之前，各個環節已經在“冬奧會開閉幕式大型表演智能化創編排演一體化服務平臺”排演了無數遍。這一平臺利用數字表演與仿真技術構建“虛擬鳥巢”，模擬冬奧會開閉幕式全流程，對演員、燈光、音樂、煙花、火炬乃至轉播機位等全要素進行全方位“排兵布陣”，精確到每一名演員的位置、動作、步伐速度，精確到開閉幕式每分每秒，為活動策劃、創意、排練和運行提供了有力支撐。

大型演出活動是展示中國形象的重要窗口，也是傳播中華文化的重要載體。據統計，近年來我國萬人級大型活動每年舉辦數百次。由于規模龐大、人數眾多，活動的策劃創意、編排實施、彩排演練、正式運行等環節的組織調度和可視化呈現就成了活動順利舉辦的關鍵所在。2007年以來，北京理工大學團隊先后為多項國家重大活動提供技術保障，通過數字表演與仿真技術逐步打造出大型活動創編排演的“數字大腦”“數字沙盤”，實現了大型活動的全要素、全流程、全業務數字仿真，極大提高了創編排演的效能和精準可控水平。

用數字仿真提升大型活動創編排演效能

長期以來，各國舉辦大型演出活動，通常采用傳統創編排演流程，存在成本高、效率低等問題，人力物力消耗大，時間成本居高不下，運行可控性較差。數字仿真、人工智能等技術的創新應用，為解決這一難題提供了有利條件。

大型演出通常流程復雜、人員眾多，運用數字化訓練彩排系統，可以在正式訓練彩排前，根據導演團隊創意，智能化生成表演和排練方案以及針對每個演員的訓練手冊，調度演員、仿生設備、道具等表演要素，確保各要素在空間與時間上的一致性和準確性。如大型運動會開閉幕式上，仿真系統測算運動員入場等環節的備場、退場時間，規劃人員場內運行流線等，使排練效果更加真實，排演數據更加準確，排練過程更加高效。

表演預演系統為主創團隊提供了交互式的排演方法，保證了從表演創意到現場演出的系統轉化與有效實施，使以往大型演出存在的“人員多、調度難”“創意好、實施難”的問題迎刃而解。這一系統基于虛擬現實、增強現實和混合現實技術，對表演預演過程進行仿真推演和三維呈現，對表演環境和要素進行物理和行為建模，對表演內容進行可視化編排。北京理工大學團隊構建的仿真預演系統，連續多年為央視春晚排演提供直觀展示和科學評估平臺，可視化預演效果與真實演出場景幾無差別。北京冬奧會開幕式節目《立春》令人印象深刻，演員用手中的發光長桿營造了大地回春、萬物生長的意境。觀眾可能不知道，這個最終表演方案是從仿真系統生成的數百個方案中篩選優化出來的。根據編導團隊創意，這一仿真系統用算法模擬出多種隊形和揮桿方式的組合，實現了眾多創意方案的可視化預演。

大型演出活動要素眾多且來自不同團隊，要實現演員與聲音、畫面的完美配合，時間與空間相互吻合，就要在仿真系統中不斷調整、模擬，找到最優解決方法。這種高頻次的創意排演，如果不借助仿真系統，是難以實現的。

仿真系統還能對攝像機進行物理建模，通過機位設定輸出多套轉播方案和預案，生成拍攝和轉播技術方案。過去依靠大量人力策劃編寫的轉播方案，現在依托這項技術，可以做到“創作團隊出創意、仿真技術來實現”。如針對北京冬殘奧會開閉幕式的轉播需求，仿真系統模擬轉播機位23個，輔助會徽展示等環節生成轉播方案。在此基礎上，技術團隊反復驗證轉播效果，有力保障了開閉幕式高效、準確、精彩的轉播。

在重大項目實踐中提高大型演出科技水平

10多年來，北京理工大學團隊先后為2008年北京奧運會開閉幕式、2018年平昌冬奧會閉幕式“北京8分鐘”、2022年北京冬奧會開閉幕式、多屆央視春晚等重大慶典活動提供仿真技術保障，不斷探索創新、總結經驗、迭代技術。

在這一過程中，北京理工大學實現了科技與文化的融合創新、教學科研與社會服務的相互促進，建成了國內首個數字表演與仿真技術交叉學科、北京市高等學校數字表演與創意學高精尖學科，不斷提升科研與教學成效，為社會培養和輸送高層次文化科技人才。

從社會需求和藝術發展前沿趨勢出發，數字表演與仿真技術學科下設3個學科方向：智能媒體與創意、智能表演與仿真、虛擬表演與工程。智能媒體與創意方向，依托人工智能、大數據、云計算、智能仿真等新技術手段實現藝術創意，推動形成新的藝術形式，研究智能媒體形態、演化及交互規律。智能表演與仿真方向，針對各類表演構建數字表演孿生體，實現智能化創意、編排、演出和推廣。虛擬表演與工程方向，研究虛實混合表演、觀演人機界面，通過提供感官復合的視覺效果和虛擬交互能力，豐富表演呈現和制作手段，增強藝術表現效果。

在學科建設推進和重大項目牽引下，我們儲備了優勢技術和高端人才，掌握了“大型活動人群仿真”“直播方案自動化設計”等一系列重要技術成果，并基于這些技術和人才優勢，不斷提升社會服務能力。比如，我們承擔“科技冬奧”項目，研發了集成智能創意系統、訓練彩排系統、表演預演系統、裝備協同控制系統、集群渲染系統、人群疏散系統等，形成了新一代表演全流程技術解決方案。這一方案集成燈光、機械、道具、舞美、視頻、演員、焰火等要素，可完成全流程內容可視化仿真，推演時間計算、規劃人員流線、優化流程方案，實現超高分辨率視頻應急渲染，解決多個大型裝置的運行過程仿真測算等，為大型演出活動的策劃、設計、排練提供了平臺支撐和技術儲備。

面向時代需求，文化科技工作者利用新的技術矩陣為各類大型演出和慶典活動提供多維支持，推動我國大型活動不斷出新出彩，也填補了國際上相關技術的空白，使我國在大型演出技術方面達到國際領先水平。

在人類藝術發展史上，科學技術的作用不斷凸顯。數字時代的到來，為藝術打開了想象大門，鋪展開更大舞臺。我們將進一步加強科研教學和社會服務能力建設，用科技手段推動藝術創新，講好新時代中國故事，向世界展現可信、可愛、可敬的中國形象。

（作者丁剛毅，為北京理工大學計算機學院黨委書記、教授）