探访国庆群众游行的“科技大脑”:仿真模拟系统三维还原
2019-10-01 12:50 来源:北京日报客户端


在今天上午的国庆群众游行中,36个方阵、70组彩车和10万余名群众描绘了一幅波澜壮阔的历史画卷。如此庞大复杂的庆典活动,成千上万个创意如何有序组合?不同方阵的训练效果如何评估?游行现场的组织、指挥又是如何进行的? 记者带着这些问题采访了北京理工大学计算机学院党委书记丁刚毅教授。

“仿真模拟系统是此次国庆群众游行的‘科技大脑’”,丁刚毅作为仿真模拟系统团队的负责人,带领62名北京理工大学的师生,对这次盛大无比的国庆群众游行,以秒级和厘米级的精度,进行了全要素、全方位、全流程的三维还原。

大型活动海量需求的解决方案

丁刚毅说,10月1日上午在长安街和天安门广场上所呈现的一切都并非一日之功,除了城楼、金水桥、华表、国旗杆、纪念碑等元素是原先就有的,其他诸如“红飘带”、临时观礼台、红灯笼、彩车、音乐、视频、解说词,甚至游行群众的服装、道具等万千创意和元素,是在将近一年的时间里慢慢累积的。

这些创意和元素是如何做到有序和谐、互不干扰呢?就像“红飘带”的位置、临时观礼台高度,肯定不能在长安街或者天安门广场上一遍又一遍地试验。

丁刚毅说,仿真模拟系统是一个集成系统,它可以将不同部门的需求和想法在电脑中三维建模,将各类政治立意和艺术创意展示出来。“就是把一个大事件,在空间上厘米级、时间上秒级的精度模拟出来,哪个创意是合适的,那个创意是需要修改的,一目了然。”

“有一个困难是很多创意、想法和修正是二十几个工种在不同时间段提出的,好在仿真模拟系统具有可修改、更新快的特点。”截至国庆前一周,仿真模拟系统团队在8个多月的时间里,共计完成了27个版本,制作了各类模型10万余件。

实时为每个方阵训练效果打分

北京理工大学的仿真模拟技术已有十余年的发展,也经过了北京2008奥运会、国庆60周年、九三阅兵等重大活动的考验,因此,仿真模拟系统的作用并不局限于辅助创意策划。

在群众游行的各种方案成型的阶段,如何评估训练效果就显得尤为重要。然而,多达十余万人的群众游行方阵,如何精准地看出他们的训练效果呢?

丁刚毅说,仿真模拟系统不仅可以对环境因素进行精细建模,还可以对人群队形和行进行为进行建模,“比如群众游行的第一个国旗方阵一步是75厘米,第三个致敬方阵是一步60厘米,仿真模拟系统事先把这些要素录入,训练时再实时捕捉每个方阵的行进速度、队形状态和通过时间等表现,给每个方阵打分,这样就能直观看到每个方阵的训练效果,以及需要调整的地方。”

除了辅助训练和效果评估,群众游行的十万余参与者以及现场观众如何集结和疏散,仿真模拟系统也能通过建模来发现问题,优化集结疏散方案。

“这几次彩排我都在现场,因为仿真模拟系统还有一个辅助现场活动辅助指挥的功能。”丁刚毅说,根据现场采集的数据,仿真模拟系统能够迅速判断前一个方阵快了多少秒,还是慢了多少秒,并能给出下一个方阵需要调整的时间。

模拟每个人的不同动作

仿真模拟系统到底“真”到何种程度呢?丁刚毅为记者做了展示。记者在画面中看到,随着鼠标的转动,系统可以在天安门城楼、观礼台、地面和空中等任何角度看游行。

丁刚毅说,“像电影、电视的摄像机都是固定死的,是主观视角,而仿真模拟系统则是客观视角,全场都是机位,因此,电视直播可以在我们系统中找到最佳的机位。”

用鼠标放大画面,记者观察到,系统中,每个方阵的细节都能看清,例如情景一方阵的自行车,连一根根车辐条十分清晰,不仅道具、服装一比一还原细节,方阵里每个人的动作都不同。

“今年群众游行是按照‘自由、生动、欢愉、活泼’八字方针进行的,因此,我们根据每个方阵的特点为其设置了自由度,然后再给方阵里的每个人设计了相应的动作和站位。”丁刚毅说,“虽然每个人的位置动作都不一样,但这是通过算法可以批量自动生成,这也是这次仿真模拟系统的特色之一。”

“8个多月的工作时间里,我和团队24小时连轴转的时间超过了两个月。”虽然辛苦,但丁刚毅表示,“我们团队有幸参与到这次国家大事中去,一切付出都是值得的。”


作者:

张宇

摄影:

张宇

监制:

霍雷、张鹏

编辑:

黄品超