【校報】科技,，讓藝術(shù)之鴿飛得更遠(yuǎn)
發(fā)布日期：2008-09-23 閱讀次數(shù)：
——記北京理工大學(xué)奧運開閉幕式智能仿真編排組
〖第735期 綜合新聞〗
2008年8月8日,。深沉的夜幕下，一只巨大的銀白色和平鴿慢慢地浮現(xiàn)在鳥巢體育場中心舞臺,。觀眾的聲聲贊嘆中,，它優(yōu)雅地舒展開雙翼,，緩緩舞動，在璀璨的銀河中,，開始了傳遞希望和夢想的和平之旅,。隨著為期16天的第29屆奧運會如期開幕，“北京理工大學(xué)奧運開幕式智能仿真編排組”這個名字也聚焦了人們的目光——正是他們,，為這份創(chuàng)意插上了科技的翅膀,。
作為為此次奧運開閉幕式表演提供主要技術(shù)支持的我校軟件學(xué)院數(shù)字表演與仿真技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊的負(fù)責(zé)人丁剛毅教授終于可以舒展緊鎖已久的眉頭，他肯定地說：“這次表演從導(dǎo)演表演內(nèi)容和手段上都是一次革命性的創(chuàng)新,，除運用大量的數(shù)字化的背景外,，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)做出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)”,。
精益求精 實現(xiàn)二維系統(tǒng)智能化
“這套系統(tǒng)最主要的功能有兩個方面：一是智能化的二維編排,，它提供了一個創(chuàng)作平臺，既實現(xiàn)導(dǎo)演的創(chuàng)意,，又提供聯(lián)想和人機(jī)交互,；二是實時的三維視景實現(xiàn)，它提供了全方位的三維展示,，既預(yù)見了未來的效果,，又驗證了方案的可行性?！庇嬎銠C(jī)學(xué)院李鳳霞教授介紹說,，“在張藝謀導(dǎo)演組最終決定啟用‘北京理工大學(xué)奧運開閉幕式智能仿真編排系統(tǒng)’以后,，這套系統(tǒng)才從原來的局限功能逐步補(bǔ)充,、完善、修改,，最后達(dá)到令導(dǎo)演組滿意的一套虛擬仿真系統(tǒng),。”為此,，團(tuán)隊付出了極大努力,，做了精益求精的工作。
“智能編排的關(guān)鍵問題是路徑規(guī)劃,、群組動作和多粒度點位分布”,，在談到關(guān)鍵技術(shù)點的時候， 李鳳霞教授介紹說,，“任何一個隊形變換,，都要涉及時間、空間,、人數(shù),、路徑等多種約束。例如看似簡單的‘和平鴿’造型,，演員們在規(guī)定的時間內(nèi)要從一個站位跑到另一個站位,，要求同時到達(dá)，并且選擇合適的路徑使之不互相碰撞,，最后還要能夠體現(xiàn)變幻的美感,，而不給人‘亂’的感覺。由于涉及路徑的最優(yōu)選擇問題,，加之所構(gòu)造的鴿子圖案是不規(guī)則動態(tài)圖形,，如何在諸多約束條件下找到合適的粒度作點位填充,？如何使鴿子展示最美的動態(tài)效果且方案適宜于演員排練，這些都需要合理的算法支持”,。談到這里,，李鳳霞教授深有感觸地說，“項目組的多位年輕博士們帶領(lǐng)著幾十名研究生夜以繼日,，攻克了一個個難題,。在去年冬天最忙的日子里，黃天羽老師的父親突然患了腦中風(fēng),，家就在承德的她實在抽不出時間回去,，但毫無怨言。兩年多中,，團(tuán)隊中的所有人都沒有節(jié)假日,，就是這種奮斗精神加上堅實的技術(shù)基礎(chǔ)，才能以最快的速度響應(yīng)導(dǎo)演的需求,，使這套系統(tǒng)多種的智能編排功能得以實現(xiàn),。”
集中攻關(guān) 實現(xiàn)三維系統(tǒng)實時化
“將智能編排結(jié)果以全景的形式實時仿真展示,，這是一個技術(shù)難題,，這一點，團(tuán)隊負(fù)責(zé)人丁院長,、李紅松他們比我更清楚,。”李鳳霞教授說,，“場面宏大是張藝謀總導(dǎo)演的特點,，而通常的PC機(jī)是無法支持象北京奧運開幕式這么巨大數(shù)據(jù)量的實時繪制的。例如倒計時,、擊岳,、太極八卦、人體鳥巢等場面都是用數(shù)千個人,、道具,、服裝組成的大場面。而一個人體的基本可視三維模型數(shù)據(jù)至少需要3千到4千字節(jié)的存儲量,，連同服裝道具及場景,，PC機(jī)所能支持的也就幾百人，這是無法按需求實現(xiàn)仿真效果的,?！?
“為了解決這個問題，在丁剛毅教授的組織協(xié)調(diào)和具體策劃下,，團(tuán)隊先后經(jīng)歷了軟件平臺技術(shù),、硬件加速技術(shù),、分布協(xié)同技術(shù)等等?！闭f到這里,，李鳳霞很欣慰，“這個團(tuán)隊還真不簡單,，丁院長北大理科出身,，加上北理的工科背景，又有多年軟件平臺經(jīng)驗,；李紅松老師在康奈爾大學(xué)儲備7年的計算機(jī)圖形學(xué)研究經(jīng)歷,，張龍飛老師發(fā)揮了網(wǎng)絡(luò)研究方向博士的優(yōu)勢，李立杰則把自己在圖形實時繪制,、硬件加速等方向上的研究特長發(fā)揮得淋漓盡致,。經(jīng)過了長達(dá)幾個月的集體技術(shù)攻關(guān)，最后由三個方面來解決三維系統(tǒng)的實時化問題：第一是采用基于GPU的實例化技術(shù)進(jìn)行加速繪制,，第二是采用多核CPU解決計算問題,，第三是采用分布式處理技術(shù)進(jìn)行分屏顯示。其結(jié)果是完全滿足開幕式仿真要求,?！?
新生力量 誓將理工精神薪火相傳
除了技術(shù)，更重要的還有精神,。李鳳霞特意強(qiáng)調(diào)說，“李鵬老師是軟件學(xué)院的新成員,，他內(nèi)外聯(lián)絡(luò),，組織實施，僅外場地的數(shù)據(jù)采集就去了十幾次,?！?
令人感動的是，奧運開閉幕式智能仿真編排組中,，好多參與進(jìn)來的學(xué)生和老師一樣,，“不知道該放假了，第二天大年三十了,，也沒有人說該回去了,。”兢兢業(yè)業(yè),、獻(xiàn)身科研的精神,，潛移默化中，悄悄地在學(xué)生們的心中扎下了根,。碰到一些難題時,，碩士博士都聚在一起研討,，“沒有人抱怨，都愿意為奧運盡一份力,?！苯衲甏T士畢業(yè)時談感想，同學(xué)們說“雖然很辛苦,，但是大家最難忘的就是在中心教學(xué)樓,、在軟件學(xué)院攻關(guān)的那些日子?！?nbsp;
“學(xué)生們都很配合,，有一點補(bǔ)貼，但是不多,。研究生參加這個項目,，因為他們的課程不是很多，而且可以為做論文積累材料,；本科生要么有能力有興趣,，要么就是要保研的會繼續(xù)留在學(xué)院里的，大家在心態(tài)上沒有太大壓力,?！辈贿^，本科生參與研發(fā)的門檻還是很高的,，都“是從那些很優(yōu)秀的人選中挑出來的,。”丁剛毅教授介紹說,。參加這次奧運開閉幕式仿真編排的學(xué)生先后有近40人,，包括05、06,、07研等,。
秉承著傳承了60多年的校風(fēng)——“團(tuán)結(jié)、勤奮,、求實,、創(chuàng)新”，中青年團(tuán)隊在前輩的影響下,，邁著堅實的步伐,，一步步地用科技成就夢想。
實現(xiàn)創(chuàng)意 開多領(lǐng)域模擬技術(shù)先河
“2007年10月份,，校研究生院組織我們成功申報了北京重點交叉學(xué)科,，目前是北京市唯一的‘?dāng)?shù)字表演與仿真技術(shù)’學(xué)科，而且該學(xué)科已經(jīng)成了北京市重點學(xué)科?！倍傄阍谡劦叫聦W(xué)科的成功申報時很高興,，這實際對在以工科為主的理工大學(xué)從事文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)、變成產(chǎn)業(yè)基地,、爭取成為創(chuàng)意人才培養(yǎng)基地起到了極大的推動作用,。
采訪時，當(dāng)我們問到這套系統(tǒng)將來的前景如何時,，還在寧夏開會的李鳳霞老師滿懷信心地說：“除了原來提到的在軍事,、文化產(chǎn)業(yè)創(chuàng)意方面的應(yīng)用外，還有許多更廣泛的需求,。例如這次會上聽了我們的介紹,，很多領(lǐng)域?qū)＜艺J(rèn)為這套系統(tǒng)在鐵路調(diào)度、城市交通,、甚至是通訊,、物流、反恐等方面都有很好的應(yīng)用前景,?！?
開幕式后，學(xué)校接待了數(shù)十家國內(nèi)媒體的采訪,，包括計算機(jī),、數(shù)字藝術(shù)的專業(yè)媒體，也有許多影視行業(yè)的專家們,。在充分肯定為奧運貢獻(xiàn)的同時,，都對“數(shù)字表演與仿真技術(shù)”這個伴隨著北京奧運會成長起來的交叉學(xué)科寄予了厚望，希望學(xué)校在國家文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展中做出更大的貢獻(xiàn),。
700多個日日夜夜的努力,，只為世界的一句驚嘆?？萍寂c藝術(shù)，看起來互不搭界的兩種學(xué)科,，在北理人的巧手繪制下,，巧妙地融合成了奧運會開幕式上壯闊綺麗的悠長畫卷。五千年山河從容展開的一瞬,，藝術(shù),，已經(jīng)在科技提供的動態(tài)想象中，舞動雙翼,，滿懷希望地飛得更遠(yuǎn),。
（校報學(xué)生記者 莊一多 ）
