科技冬奥：自由视角技术 让观赛如身临其境

陈宝权

在今年北京冬奥会上，“看什么”可以交给观众自己决定。这套技术的名字叫作“自由视角观赛”。

2021年4月，在国家体育馆冰球比赛的测试赛中，我们做了自由视点的测试。以这样一种技术向全球观众转播这个赛事的时候，观众可以自由地改变视点，只要拿一个手机，用手指在屏幕上轻轻地滑动，就可以随意地在这个场地“飞跃”，可以拉近了看，可以换一个不同的角度看，也可以把时间凝固，在某一个瞬间从不同的视角去观看。这样，观众就能有一个完全身临其境的观看体验。

由于受全球疫情影响，2022年的北京冬奥会不面向境外观众售票，所以我们作为东道主，不仅有责任让全世界观众“看得清”，更有责任让大家“看得真”。

为了保障世界各地的观众拿着手机就能沉浸在赛场中无死角观赛，我们要先把精彩的比赛拍摄下来。而拍摄赛事的方法与科幻电影中拍摄子弹飞行时间的方法类似。比如通过一个360度的慢镜头全方位展示侧身躲过子弹，这样的瞬间可以给观众带来非常震撼的体验。它拍摄的方式就是从多个角度同步拍摄一个画面，在后期制作的时候再切换镜头。

这种电影制作技术，实际上需要后期大量的计算制作，不仅成本非常高，而且制作的时间也相当长。一个10秒、20秒的画面，可能需要一个月甚至一年的时间来进行计算。

那么，如何让这样一个技术，从科幻电影的拍摄，也就是一个离线的长时间制作中，迁移到需要实时计算、实时传输的体育赛事转播中呢？这里面有很多挑战。

比如，需要大量的相机来拍摄。在一个舞台上，如果只有左边、右边两路信号来拍摄，那这两个视频信号之间的转换是非常跳跃的，根本无法形成画面变换之间丝般顺滑的播放效果。实现一个360度特别平滑的视觉效果，几十台摄像机也不够，可能得上千台摄像机来拍摄。工作人员通过计算1000多台摄像机拍摄的效果，发现2个机位之间插入30台摄像机机位视点，即可实现很好的赛事转播效果。这些视点我们管它叫作虚拟摄像机。最后传到用户的画面，实际上是由实际的摄像机和虚拟摄像机的画面整合得到的。

但这又带来一个问题：如此巨大的视频阵列，如此多的传输量，可能要调用大概1000台应急通讯车，才能把视频信号转播出去。怎么才能尽量减少应急通讯车的调用呢？我们可以把视频信号进行压缩，保留它最有价值的信息，再发送出去。另外，自由视点的信号最终要传送到个人手机上，需要拥有非常强的传输能力。而5G恰好就提供了这样的能力。北京、延庆赛区的17处冬奥场馆以及京张高铁、京礼高速沿线搭建了上百个5G基站，覆盖度高、便捷性强的5G信号网有力地保障了赛事自由视角直播画面的传输速度和效率。

（選自2022年1月7日《科普时报》，本刊有删改）28171642-F0D0-4E8C-A67F-3E3A31EF8979