“科技大腦”如何創(chuàng)造奇跡

袁瑛

國慶日的晚上，“飄動的五星紅旗”“巍峨的長城”“展翅的和平鴿”“中國夢”“新時代”等壯美場景精彩呈現(xiàn)，震撼人心。聯(lián)歡活動總導演張藝謀作出了“世界奇跡、精準不差”的高度評價。

為國慶活動創(chuàng)造諸多奇跡提供科技保證的，是有著“科技大腦”美譽的北京理工大學計算機學院數(shù)字表演與仿真團隊。

在國慶70周年慶典活動籌備、保障中，這支由計算機學院分黨委書記、教授丁剛毅帶領的團隊，承擔了游行、晚會、觀禮人員服務、電視轉(zhuǎn)播和集結疏散等工作的科技支撐。他們完成27個版本的仿真系統(tǒng)開發(fā)，實現(xiàn)了以秒級和厘米級精度對各項活動進行全要素、全方位、全流程仿真模擬，在“虛擬世界”為20萬人精準“排兵布陣”，打造了“數(shù)字世界”中的國慶盛典。

報國從來不是孤軍奮戰(zhàn)

在國慶群眾游行中，36個方陣、70組彩車和10萬余名群眾生動展演了波瀾壯闊的歷史畫卷。如此龐大復雜的慶典活動，成千上萬個創(chuàng)意如何有序組合？不同方陣的訓練效果如何評估？如何進行游行現(xiàn)場的組織、指揮？每個問題后面，都需要仿真團隊付出夜以繼日的創(chuàng)造性勞動。

“建設數(shù)字表演專業(yè)，就是為了這一刻報效黨和國家！我們必須拿出真本事，打贏這場硬仗！”丁剛毅的這句話，成為團隊120余人時刻牢記的戰(zhàn)斗號令。

面對挑戰(zhàn)，師生們心中始終踏實。他們每個人都知道，在他們的背后，有著北京理工大學黨委帶領全校給予的強大支持。在這里，報國從來都不是孤軍奮戰(zhàn)。

接到任務后，學校黨委發(fā)揮國防科研優(yōu)良傳統(tǒng)，以最高標準在第一時間組織專班，在管理、保密、教育等各方面都給予了最直接的支持和保障。學院黨委在專項任務組中成立了臨時黨支部，構筑了堅強有力的戰(zhàn)斗堡壘。結合“不忘初心、牢記使命”主題教育，學院黨委在團隊中加強使命擔當宣傳教育，以報國行動踐行習近平總書記“把論文寫在祖國大地上”的教誨。團隊18名教師、65名碩博研究生、46名優(yōu)秀本科技術志愿者按照任務分成5個戰(zhàn)斗小組，開始了為期近10個月的國慶專項工作。

在參與任務的277天里，“責任重于泰山，個人輕如鴻毛”讓黨員教師黃天羽感受至深。她所在的小組主要負責為國慶聯(lián)歡主題表演“流光溢彩”的演員規(guī)劃運動路線、實現(xiàn)光屏內(nèi)容呈現(xiàn)。對他們來說，“精精益求精”就是用數(shù)學模型規(guī)劃好每一個表演畫面中3290名演員的站位，通過計算機編程求解3290名演員在表演中的運動路線，把張藝謀導演的創(chuàng)意意圖準確地呈現(xiàn)出來。導演團隊令世界驚艷的創(chuàng)意，也給仿真團隊提出了前所未有的難題：每名演員手持光影屏，間距只有5厘米，需要仿真團隊解決高密度人群的表演行為規(guī)劃和調(diào)度，這在國際上史無前例。

“科技大腦”戰(zhàn)力超凡。最終，他們?yōu)槊棵輪T提供了一本“密碼手冊”，上面有每名演員在32分鐘3129個節(jié)拍下的所有運行軌跡和表演動作。每本手冊的數(shù)據(jù)都是獨一無二的。

“10月1日，在任務集結出發(fā)前的6小時，我見到了演員們交回的排練手冊。一本手冊有十幾厘米厚，3290本手冊，如同小山一樣。5支隊伍，129人，277天，我們圓滿完成了黨和國家交給我們的任務！”黃天羽自豪地說。

報國從來都是攻堅克難

強大的仿真技術，可以將原本不可能實現(xiàn)的創(chuàng)意出色地呈現(xiàn)出來。按照要求，團隊要針對國慶日當天廣場20萬人規(guī)模的大型活動，協(xié)助國慶慶祝活動各級指揮部實現(xiàn)一系列“硬任務”，包括環(huán)境、裝備、人群、事件等仿真設計與創(chuàng)意可視化、系統(tǒng)評估與方案生成、工程設計的仿真試驗評估、訓練、排練方案生成與創(chuàng)意修改、指控輔助與應急仿真、轉(zhuǎn)播仿真與集散仿真設計、觀禮人員服務管理、仿真支持服務等。

“要在短短幾個月時間內(nèi)完成國慶領導小組辦公室和3個指揮部下達的多項大規(guī)模仿真任務，時間緊、任務重、人員少、保密要求高，我們面臨的挑戰(zhàn)著實不小。”丁剛毅說。

在仿真系統(tǒng)里，除了天安門城樓、金水橋、華表、國旗桿、人民英雄紀念碑等元素是原先就有的，其他諸如“紅飄帶”、臨時觀禮臺、紅燈籠、彩車、音樂、視頻、解說詞，甚至游行群眾的服裝、道具等萬千創(chuàng)意和元素，都是在近一年的時間里慢慢累積的。很多創(chuàng)意、想法和修正是二十幾個工種在不同時間段提出的。截至國慶前一周，仿真模擬系統(tǒng)團隊在8個多月的時間里，共計完成了27個版本，制作了各類模型10萬余件。

“前方有3290名演員亟需排練手冊刻不容緩地進行緊張的排練，身邊有導演組時刻在耳邊催促仿真進度，每天平均也就睡兩三個小時。那是與時間賽跑的200多個日夜。”研究生徐元超說。

團隊骨干、博士生黨員薛彤在圓滿完成項目后，來到荷蘭國家科學研究院進行聯(lián)合培養(yǎng)博士學習，他在心得中寫道：“感謝祖國、北理工、實驗室對我的支持。身在異鄉(xiāng)的我對‘我和我的祖國，一刻也不能分割’有了更深刻的感受;放眼世界，我對交叉學科未來的發(fā)展有了更新的認知，更理解了丁老師的自信與堅持。都說20多歲的年齡創(chuàng)造力最強，愿在這最好的時光，與最優(yōu)秀的團隊一起，做最酷的事情?！?/p>

（責任編輯：閆正宇）