北理工師生慶典前進(jìn)行了全要素、全方位、全流程的三維仿真模擬 國(guó)慶群眾游行用上“科技大腦”
發(fā)布日期： 2019-10-09 供稿：北京市人民政府網(wǎng)
編輯：吳楠 審核：王征 閱讀次數(shù)：原文標(biāo)題：北理工師生慶典前進(jìn)行了全要素、全方位、全流程的三維仿真模擬 國(guó)慶群眾游行用上“科技大腦”
原文鏈接：http://www.beijing.gov.cn/ywdt/zwzt/70zn/yw/t1602317.htm
在國(guó)慶群眾游行中，36個(gè)方陣、70組彩車和10萬(wàn)余名群眾描繪了一幅波瀾壯闊的歷史畫卷。如此龐大復(fù)雜的慶典活動(dòng)，成千上萬(wàn)個(gè)創(chuàng)意如何有序組合？不同方陣的訓(xùn)練效果如何評(píng)估？游行現(xiàn)場(chǎng)的組織、指揮又是如何進(jìn)行的？“仿真模擬系統(tǒng)是此次國(guó)慶群眾游行的‘科技大腦’”，北京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院黨委書記丁剛毅教授作為仿真模擬系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人，帶領(lǐng)62名北京理工大學(xué)的師生，對(duì)這次盛大無(wú)比的國(guó)慶群眾游行，以秒級(jí)和厘米級(jí)的精度，進(jìn)行了全要素、全方位、全流程的三維還原。
丁剛毅說(shuō)，天安門廣場(chǎng)上所呈現(xiàn)的一切都并非一日之功，除了城樓、金水橋、華表、國(guó)旗桿、紀(jì)念碑等元素是原先就有的，其他諸如“紅飄帶”、臨時(shí)觀禮臺(tái)、紅燈籠、彩車、音樂(lè)、視頻、解說(shuō)詞，甚至游行群眾的服裝、道具等萬(wàn)千創(chuàng)意和元素，是在將近一年的時(shí)間里慢慢累積的。
這些創(chuàng)意和元素是如何做到有序和諧、互不干擾呢？丁剛毅說(shuō)，仿真模擬系統(tǒng)是一個(gè)集成系統(tǒng)，它可以將不同部門的需求和想法在電腦中三維建模，將各類創(chuàng)意展示出來(lái)。“就是把一個(gè)大事件，在空間上以厘米級(jí)、時(shí)間上以秒級(jí)的精度模擬出來(lái)，哪個(gè)創(chuàng)意是合適的，哪個(gè)創(chuàng)意是需要修改的，一目了然。”
很多創(chuàng)意、想法和修正是二十幾個(gè)工種在不同時(shí)間段提出的，好在仿真模擬系統(tǒng)具有可修改、更新快的特點(diǎn)。截至國(guó)慶前一周，仿真模擬系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)在8個(gè)多月的時(shí)間里，共計(jì)完成了27個(gè)版本，制作了各類模型10萬(wàn)余件。
在群眾游行的各種方案成型的階段，如何評(píng)估訓(xùn)練效果就顯得尤為重要。然而，多達(dá)十余萬(wàn)人的群眾游行方陣，如何精準(zhǔn)地看出他們的訓(xùn)練效果呢？丁剛毅說(shuō)，仿真模擬系統(tǒng)不僅可以對(duì)環(huán)境因素進(jìn)行精細(xì)建模，還可以對(duì)人群隊(duì)形和行進(jìn)行為進(jìn)行建模，“比如群眾游行的第一個(gè)國(guó)旗方陣一步是75厘米，第三個(gè)致敬方陣是一步60厘米，仿真模擬系統(tǒng)事先把這些要素錄入，訓(xùn)練時(shí)再實(shí)時(shí)捕捉每個(gè)方陣的行進(jìn)速度、隊(duì)形狀態(tài)和通過(guò)時(shí)間等表現(xiàn)，給每個(gè)方陣打分，這樣就能直觀看到每個(gè)方陣的訓(xùn)練效果，以及需要調(diào)整的地方。”
除了輔助訓(xùn)練和效果評(píng)估，群眾游行的十萬(wàn)余參與者以及現(xiàn)場(chǎng)觀眾如何集結(jié)和疏散，仿真模擬系統(tǒng)也能通過(guò)建模來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，優(yōu)化集結(jié)疏散方案。
“這幾次彩排我都在現(xiàn)場(chǎng)，因?yàn)榉抡婺M系統(tǒng)還有一個(gè)輔助現(xiàn)場(chǎng)指揮的功能。”丁剛毅說(shuō)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)，仿真模擬系統(tǒng)能夠迅速判斷前一個(gè)方陣是快了多少秒，還是慢了多少秒，并能給出下一個(gè)方陣需要調(diào)整的時(shí)間。仿真模擬系統(tǒng)到底“真”到何種程度呢？丁剛毅為記者做了展示，記者在畫面中看到，隨著鼠標(biāo)的轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)可以在天安門城樓、觀禮臺(tái)、地面和空中等任何角度看游行。系統(tǒng)中，每個(gè)方陣的細(xì)節(jié)都能看清，例如情景一方陣的自行車，一根根車輻條都十分清晰，不僅道具、服裝一比一還原細(xì)節(jié)，方陣?yán)锩總€(gè)人的動(dòng)作都不同。
“今年群眾游行是按照‘自由、生動(dòng)、歡愉、活潑’八字方針進(jìn)行的，因此，我們根據(jù)每個(gè)方陣的特點(diǎn)為其設(shè)置了自由度，然后再給方陣?yán)锏拿總€(gè)人設(shè)計(jì)了相應(yīng)的動(dòng)作和站位。”丁剛毅說(shuō)，“雖然每個(gè)人的位置、動(dòng)作都不一樣，但這通過(guò)算法可以批量自動(dòng)生成，這也是仿真模擬系統(tǒng)的特色之一。”
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