科技冬奧：自由視角技術 讓觀賽如身臨其境

陳寶權

在今年北京冬奧會上，“看什么”可以交給觀眾自己決定。這套技術的名字叫作“自由視角觀賽”。

2021年4月，在國家體育館冰球比賽的測試賽中，我們做了自由視點的測試。以這樣一種技術向全球觀眾轉播這個賽事的時候，觀眾可以自由地改變視點，只要拿一個手機，用手指在屏幕上輕輕地滑動，就可以隨意地在這個場地“飛躍”，可以拉近了看，可以換一個不同的角度看，也可以把時間凝固，在某一個瞬間從不同的視角去觀看。這樣，觀眾就能有一個完全身臨其境的觀看體驗。

由于受全球疫情影響，2022年的北京冬奧會不面向境外觀眾售票，所以我們作為東道主，不僅有責任讓全世界觀眾“看得清”，更有責任讓大家“看得真”。

為了保障世界各地的觀眾拿著手機就能沉浸在賽場中無死角觀賽，我們要先把精彩的比賽拍攝下來。而拍攝賽事的方法與科幻電影中拍攝子彈飛行時間的方法類似。比如通過一個360度的慢鏡頭全方位展示側身躲過子彈，這樣的瞬間可以給觀眾帶來非常震撼的體驗。它拍攝的方式就是從多個角度同步拍攝一個畫面，在后期制作的時候再切換鏡頭。

這種電影制作技術，實際上需要后期大量的計算制作，不僅成本非常高，而且制作的時間也相當長。一個10秒、20秒的畫面，可能需要一個月甚至一年的時間來進行計算。

那么，如何讓這樣一個技術，從科幻電影的拍攝，也就是一個離線的長時間制作中，遷移到需要實時計算、實時傳輸的體育賽事轉播中呢？這里面有很多挑戰。

比如，需要大量的相機來拍攝。在一個舞臺上，如果只有左邊、右邊兩路信號來拍攝，那這兩個視頻信號之間的轉換是非常跳躍的，根本無法形成畫面變換之間絲般順滑的播放效果。實現一個360度特別平滑的視覺效果，幾十臺攝像機也不夠，可能得上千臺攝像機來拍攝。工作人員通過計算1000多臺攝像機拍攝的效果，發現2個機位之間插入30臺攝像機機位視點，即可實現很好的賽事轉播效果。這些視點我們管它叫作虛擬攝像機。最后傳到用戶的畫面，實際上是由實際的攝像機和虛擬攝像機的畫面整合得到的。

但這又帶來一個問題：如此巨大的視頻陣列，如此多的傳輸量，可能要調用大概1000臺應急通訊車，才能把視頻信號轉播出去。怎么才能盡量減少應急通訊車的調用呢？我們可以把視頻信號進行壓縮，保留它最有價值的信息，再發送出去。另外，自由視點的信號最終要傳送到個人手機上，需要擁有非常強的傳輸能力。而5G恰好就提供了這樣的能力。北京、延慶賽區的17處冬奧場館以及京張高鐵、京禮高速沿線搭建了上百個5G基站，覆蓋度高、便捷性強的5G信號網有力地保障了賽事自由視角直播畫面的傳輸速度和效率。

（選自2022年1月7日《科普時報》，本刊有刪改）28171642-F0D0-4E8C-A67F-3E3A31EF8979