丁剛毅:用仿真技術為國慶盛典打造“科技大腦”


  10月1日,當最后一個群眾游行方陣通過天安門廣場,北京理工大學計算機學院教授、數字表演與仿真技術北京市重點實驗室主任丁剛毅懸了一年的心,終于落了地。

  坐在廣場東側觀禮臺指揮部,53歲的丁剛毅無暇觀看慶典,他緊盯著電腦,上面同步上演著由他帶領團隊“編排”的三維數字版“群眾游行”。現場方陣行進速度,和虛擬仿真版本一致與否,是他要向一線指揮實時反饋的。

  自去年11月起,歷時近一年,丁剛毅帶領120人團隊,發揮北理工在數字表演和仿真領域的國內領先技術優勢,研發出一套仿真系統,以秒級和厘米級的精度,對群眾游行、聯歡晚會等活動進行了全要素、全方位、全流程的三維還原,該系統在策劃、訓練及現場指揮方面都給予了數據支持。

精度校準到厘米級的天安門廣場

  “這套仿真系統好比游行隊伍、聯歡活動的‘指揮棒’,它能把游行、晚會涉及的要素,如廣場建筑、人員服裝,甚至廣場上的鴿子,模擬出來。有了這個系統,現場指揮人員就能掌握某方陣該何時通過、行進速度如何調配、演員怎么走位等等。”丁剛毅說。

  因為聯歡活動總導演張藝謀的表揚,這支身居幕后的團隊,最近走到了臺前。“其實,我們做的只是輔助,慶典幕后還有很多默默無聞的科技工作者。能參與此次活動,我們深感榮幸。”丁剛毅說。

“老仿真”不敢有絲毫放松

  國慶長假最后一天,丁剛毅如常早8點到校,指導學生對仿真系統進行復盤。“慶典結束后,我們沒有時間休假,國慶指揮中心馬上要組織總結,結合10月1日的現場情況,我必須對仿真系統再進行一次修正。”全年幾乎無休,對他來說,已是尋常。

  這次修正,是仿真系統的第28次大調,國慶前夕,丁剛毅團隊共計完成了27個修訂版本,制作了各類模型10萬余件。

  丁剛毅介紹道,這些模型包括游行人員、彩車、觀禮群眾等,除城樓、金水橋、華表等元素是原先儲備的,其他諸如臨時觀禮臺、音樂、解說詞等元素,是在近一年的時間里慢慢累積出來的。

  原有儲備源自10年前。這已不是丁剛毅首次率隊參與國慶慶典,這套仿真技術在北京奧運會、慶祝新中國成立60周年群眾游行等大型活動,都曾派上用場,長期以來北理工就有服務國家重大戰略需求的辦學傳統。而丁剛毅自1993年畢業留校任教至今,也已研究了20余年仿真,2007年開始將應用研究領域從軍事轉向表演。

  但已有的積累,并未讓這位“老國慶”“老仿真”松口氣。“10年過去了,技術迭代了,需要也更多了,我們不敢有絲毫松懈,得讓大家切實感到仿真技術的效用,而不是看上去很‘高科技’。”丁剛毅說。

仿真系統里的各類人群模型

  其中一個技術亮點,就是對游行人員的動作進行厘米級仿真。“游行群眾,有的是整齊地走著,有的是跑著、跳著,有的甚至在騎車,他們的行進速度不一樣,這會影響方陣通過廣場的時間以及方陣的排布。”丁剛毅說,為把這種差異體現出來,團隊根據不同的動作幅度,設計了4種自由度,每種自由度對行進狀態、人員間隔都進行了細致的設定。

  “像這種技術亮點,在這套仿真系統中還有很多。其實,大部分的技術迭代工作,都不是別人要求的,而是他自己的要求。”數字表演與仿真技術北京市重點實驗室副主任、仿真團隊核心成員李鵬說。

常惹團隊成員“眾怒”

丁剛毅教授與張藝謀導演合影

  在技術問題上,很多時候,團隊成員都覺得“可以了,沒必要再摳了”,但丁剛毅不管,為此李鵬沒少跟他吵。

  二人吵得最兇的一次,是關于游行人員的手部動作。當時任務進度很緊,上級等著審核最新修訂版本,而且團隊中多人已連軸轉了數日,大家都想趕快提交。“但丁老師偏揪著人員揮手幅度不放,他覺得揮手幅度大了,也會影響行進速度,延長整個游行完成時間。為此,他要求技術人員重新設計算法,但其實后期驗收時,基本沒人會注意這一點。”李鵬回憶道。

  “做這些不為別的,就為自己心里踏實。”丁剛毅說,“不這么干真不成,承擔這項任務,責任重大,容不得半點馬虎。”采訪中,“任務重大”是他反復說的話。

  這種“惹眾怒”的事,丁剛毅還干了很多:解說詞就錯了一個字,他讓助手重新糾音、錄制;明明設計100個動作就可以,他卻讓大家做出300多個備選……

  但團隊上下,沒人真生過這位“倔老師”的氣。“團隊里,丁老師年齡最大,但他付出最多。參加聯合演練,一般夜里兩三點出發,他常早早準備就緒。”李鵬說,這一年里,丁剛毅保持著“早8晚12”的作息,每天實驗室的燈基本都是他關的。

  被子、冰箱、牙刷……除辦公用品外,丁剛毅的辦公室多了幾分家的味道。雖然他的家就在校內,但最忙的那兩個月他就住在辦公室,有時一干就是通宵。

  “接下來,團隊要參與明年央視春晚的制作,未來希望仿真技術能有更廣闊的應用空間。”丁剛毅說。

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