科技与你 共赴一场“冰雪奇迹”

文／本刊记者 史 诗

明年的春节档多了一个选择，2022北京冬奥会。假使无法到现场，不管是摊在沙发，蜷在被窝，还是置身家里的任何角落，你都将在一个个“黑科技”的带领下，刷新你的观赛体验，身临其境般感受整个冬奥。

2021年12月24日，在“科技助力冬奥”科学传播沙龙上，与会专家从石墨烯保暖技术的应用，自由视点沉浸式视频观赛，5G＋云转播等多角度，介绍了一批助力北京冬奥会的科技应用项目。

视角自由 身临其境感受激烈赛事

想象一下，窝在家中沙发，也能沉浸式感受冬奥赛场的魅力，明年春节档的氛围已经拉满。为了带给观众更强的观赛临场感，8K高清视频、全景视频、自由视角视频已经安排上了。

作为国家科技部重点研发计划“科技冬奥”重点专项，“冰雪运动交互式多维度观赛体验技术与系统”从端到端自由视角视频、VR冬奥赛事孪生推演与视听语言创意设计软件、8K VR编码和传输、超短焦VR眼镜等4个维度进行部署，赛场周围的摄像机实时摄像，保证观众可以从不同角度和位置观赏冰雪运动比赛；还构建了冬奥场馆的三维数字孪生环境，实现动态对象个性化部署，多相机真实感模拟，多相机快速拼接，创意VR内容生成。

冬奥视觉观赛项目组成员、北京大学张行功告诉记者，为给观众更好的沉浸式观赛体验，他们还研发了VR头盔、VR眼镜等设备。

“云”上看比赛，你就是自己的导播

得益于5G和云技术的快速发展，重资产的转播模式着实不流行了。一台小型摄像机，或一部带云台的手机，就可轻松实现视频直播。

北京国际云转播科技有限公司产品及解决方案部总监曹岱宗介绍，基于5G信号和云转播5G背包的传输能力，将传统的重资产采编播设备云化，采用远程制作，多种云导播接入方式，信号采集和制作的部署更为敏捷，观众也能观看到广电级高品质的音视频素材。

“2021年，‘相约北京’测试赛，我们在4个场馆共架设29个机位，提供赛事转播16场、1560分钟的比赛，服务9场远程无人混合采访，7场远程新闻发布会。”曹岱宗说，参赛运动员和记者完全分隔开，通过摄像头传声筒显示屏来实现实时交流。整场测试赛，云转播一共开启了14个导播台，云端共收录视频600小时、1200G素材。

值得一提的是，基于云架构的“多版制作”和“双云主备支持”竟可以打破“导播让你看啥你看啥”被动式观赏局面，每个人都是自己的“导播”，自主决定看什么。一方面，“多版制作”能够使多个导播平台同时进行制作，提供不同的导切方式以及千人千面的视频制作服务；另一面，“双云主备支持”能够对抗云网的天然不安全性。这样一来，当你沉迷花样滑冰运动员的优美动作时，也不用担心画面随时被切换。

石墨烯“加盟”冰雪运动也温暖

即使置身“料峭寒风”，还能在一片暖意中比赛观赛，运动员和观众们马上就可以在北京冬奥会享受这种极致体验了。

作为“赛道环境营造及观赛环境保障技术研究”的重要成果之一，针对北京冬奥会的低温环境，北京石墨烯技术研究院与北京创新爱尚家科技联合研发了低温环境石墨烯智能发热产品及热力保障应用技术，确保人员、室外场馆座椅、现场专业设备的保暖需求，突破石墨烯柔性织物加热材料的低温启动和运行、快速电热转换等关键技术，实现了石墨烯柔性织物加热技术低温应用。

为什么石墨烯能够在冬奥会中起到作用呢？这还要从它的特性说起。石墨烯是“碳材料家族”中的一员，是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最好的一种新型纳米材料，被称为“黑金”和“新材料之王”。而石墨烯发热服就是基于单层石墨烯材料的导热性和电子迁移率高且变化小的特征，在通电后将电能高效转化为热能，从而提供保暖功能。

与室内场馆不同，室外竞赛场地的环境更加极端。“在零下二十几度的室外场馆，发热座椅套能有效提高座椅舒适感，雪上工作人员使用的发热围巾、手套、袜子等可实现38℃-52℃温度调节，满足他们的保暖需求。”北京创新爱尚家科技董事长陈利军对记者表示，这些石墨烯加热服饰已经在2021年冬奥测试赛期间延庆赛区、张家口赛区实现应用。看来，这即将是一次很“哇塞”的冬奥会。

院企合作 研发石墨烯产品

自2010年获得诺贝尔奖后，石墨烯就成为了一种炙手可热的新材料，在世界各国掀起研究热潮。美国、欧盟、英国等都在石墨烯领域砸下巨额研究经费，我国也在石墨烯领域频频布局，是名副其实的石墨烯技术大国。但是，因为我国在独创性新材料和新原理器件研发方面经验欠缺，创新链孤岛现象明显，创新链和产业链缺乏联动能力，导致我国石墨烯技术如同其他技术开发一样，缺少顶层设计、缺少协同能力、缺少持续发展内发动力。

为了扭转上述情况，2017年，北京石墨烯技术研究院成立。它是由中国航发集团公司、中国中车、中国航天和北京市政府发挥央地联动优势，共同出资发起设立的专门从事石墨烯创新技术研究及产业孵化的新型创新主体，是国家级高新技术企业。其成立以来即以搭建产学研用融一体化平台为目标，以“创新驱动，需求牵引，协同发展”为发展理念，推动石墨烯关键共性技术突破及商业化。为冬奥会提供石墨烯保暖服饰的北京创新爱尚家科技有限公司（以下简称“爱家”）就是由研究院扶持与合作的企业之一。

创业公司的短板就在基础研究实力，而这恰恰是石墨烯技术研究院的长项。北京石墨烯技术研究院院长王旭东介绍，自2019年北京石墨烯技术研究院企业科学技术协会正式成立后，研究院充分践行科协“科技工作者之家”的职能，在产业内投资和孵化了包括爱家科技在内的多家企业，为他们提供资源，解决他们的难题，推动技术扩散和产业横向发展。

“研究院与中国商飞北研中心、北京市计量检测科学研究院、京城机电、等多家大型研发机构建立联合实验室，搭建石墨烯行业计量检测平台，共同构建石墨烯计量检测与标准化服务体系。此外，我们将以前无意识做的科普工作变得有组织、有目的、有规划，实现理论化和常态化，积极参与公益性科普活动，出版科普读物，主动开展石墨烯科普宣传和引领工作等。”王旭东说。