冬奥会冰壶和速滑转播的“时间凝结”特效如何制成?上海企业揭秘

本文转自:上观
你有没有注意到 , 北京冬奥会冰壶、速度滑冰两项赛事的转播采用了自由视角技术 , 还配有“时间凝结”特效?它们让观众不再局限于一个视角观看比赛 , 还能多角度细看精彩瞬间的定格画面 。这一技术创新是如何实现的?解放日报·上观新闻采访人员采访了叠境数字科技(上海)有限公司 。
叠境数字成立于2016年 , 是上海科技大学孵化的第一家企业 。上海科技大学信息学院执行院长虞晶怡教授带领科研团队 , 将光场技术、智能视觉、数字孪生等技术转化为生产力 , 为智慧城市、智能制造以及方兴未艾的“元宇宙”等领域服务 。
“我们公司主要研发三维视觉的底层技术 , 对真实世界进行三维重建 。”叠境数字副总裁石志儒博士说 。本届冬奥会上 , 公司之所以能参与赛事转播 , 是因为他们拥有一种对比赛现场的三维重建能力——自由视角交互视频技术 。
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在冰壶赛场 , 这家企业与上海科技大学一起参与设计了自由视角采集系统 , 在“冰立方”部署了64套4K超高清多视角相机系统 。在国家速滑馆 , 他们部署了80套4K超高清多视角相机系统 , 从各个方位和角度拍摄速滑运动员的身影 。
配备这种系统的赛事转播有什么独特之处?项目负责人马文广向采访人员展示了两段视频 。只见在冰壶比赛中 , 运动员在投壶瞬间的画面会被定格 , 仿佛时间凝结;与此同时 , 转播视角开始转动 , 让观众看到运动员投壶瞬间的各个角度场景 。时间短暂凝结后 , 冰壶开始滑行 , 在碰撞到其他冰壶的刹那 , 时间再次凝结 , 观赛视角随即转动起来 , 让观众更全面地了解各个冰壶的位置关系 , 不再受限于一个视角 。
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另一段速滑视频的亮点在弯道处 , 只见两名选手过弯道时 , 时间凝结了 , 同时观赛视角开始转动 , 从运动员身前转到身后 , 让观众看清两人的滑行姿态和位置关系 。“过弯道是速滑选手超越对方的好机会 , 也是容易出现失误的地方 , 所以我们把自由视角和‘时间凝结’特效主要安排在弯道处 。”马文广说 。
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这位上海科技大学科研人员介绍 , 自由视角转播有两项关键技术:一是相机系统的三维标定 , 使各个视角拍到的画面在空间上形成连续性 , 不会上下跳跃 , 从而能顺滑地进行视角切换;二是基于神经网络渲染(NeRF)的自由视点视频生成技术 , 让计算机系统根据转播画面 , 自动生成一些虚拟画面 , 与真实场景无缝衔接 。马文广解释 , 海量数据与深度学习结合 , 可以让三维渲染的过程自动化智能化 。因为4K多视角相机的部署成本颇高 , 要尽量减少设备数量 , 人工智能系统生成以假乱真的虚拟视角场景 , 就能降低自由视角转播的成本 。
在硬科技的支撑下 , 叠境数字作为技术提供方 , 将冬奥会自由视角转播信号提供给奥林匹克广播服务公司(OBS) , 由后者向全球媒体平台分发 , 包括我国的央视和咪咕 。
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