令世界惊艳的杭州亚运会点火仪式运用了哪些3D技术？

纵观历届世界性大型运动会，开幕式的最大悬念都在点火仪式，而本次杭州亚运会的点火仪式真可以说是惊艳了世界。

2022年11月，杭州亚组委面向全球推出“亚运数字火炬手”活动，智能终端用户通过“智能亚运一站通”支付宝小程序进入“薪火相传”，点击“挥一挥，传火炬”，就可以成为杭州亚运会“数字火炬手”。

6月，随着亚运会火种在良渚古城遗址成功采集，采用区块链技术的线上火炬传递活动也自6月15日同步开启，推出了第一阶段“中亚—南亚线”，包括亚洲的13个国家；7月15日，推出第二阶段“西亚—东亚—东南亚线”，包含亚洲的31个国家和地区；8月15日，推出第三阶段“亚运在中国”线路。

本次活动共有来自全球130多个国家和地区的网友成为亚运数字火炬手。据统计，上亿名数字火炬手中，年龄最大的98岁，年龄最小的12岁。

后台通过实时数据手段，将上亿线上火炬手参与传递的火种，传送到数字空间，将通过数据转化成虚拟形象，在钱塘江上形成一个超大的“数字人”，逐步奔跑到大莲花，将火炬传递给现场的真人火炬手，共同点燃火炬塔。

点火仪式到底是采用何种技术手段呈现出来的呢？

本次开幕式打造出一场数字化高端演艺视效，靠的最重要的两样硬件设备：网幕、地屏。

网幕

网幕就是大家看到的吊在空中那块巨大“荧幕”，总长度185米、高20米，相当于9个IMAX荧幕那么大。每块网幕宽5.28米，重600公斤，最中间的部分由三组连接在一起。

这套网幕从材料到设计制作都是自主研发的，除了展示效果之外，还充分考虑到大莲花主体的承重能力、稳定性、透明度、透风性等，前期进行了2次安装测试。

运动员入场仪式的时候，网幕的造型要变化，所以每块网幕的下方是不固定的。在安装测试时发现风会把网幕吹得刮起来，像放风筝一样。于是，又调整了网幕的位置，错开体育场最大的二层透风豁口以保持稳定。

为了让数字火炬手看上去有力量地在奔跑，杭州亚组委还邀请了专业的田径运动员，进行多次动作捕捉效果测试。为了让这个由AR效果粒子组成的数字火炬手更有有故事和逻辑，主创团队们还将代表良渚文化的图腾等细节嵌入了数字人的肩膀、手臂、腿部。考虑到杭州是一座数字科技之城，在数字人服装的设计、线条的勾勒上更加凸显现代感。

项目团队融合人工智能、空间计算、三维渲染等技术，并依托国产自研的Web3D图形互动引擎Galacean，进行了3个月的研发优化，才让AR互动达到了影视级的细腻效果。

为了让线上火炬传递及点火仪式做到人人可参与，3年来，工程师们针对300多台不同年代及型号的手机，进行了超10万次测试，敲下了20多万行代码，并通过3D互动引擎、AI数字人、云服务、区块链等多种技术的结合，保障了使用8年前老旧手机的用户都可顺畅成为“数字火炬手”，参与火炬传递。

地屏在裸眼3D和AR虚拟现实的应用

和网幕相配合的，是地屏。将近24000块屏幕组成6000平方米的地屏，这也是目前全球最先进的P3（像素点是3毫米）地屏。

为了让处于地面的3毫米像素点的地屏和位于空中5.5厘米像素点的网幕形成更为整体的立体视觉效果，工作人员用了视频的处理器和服务器，使其在视觉上更为融合。

地屏距离体育场草皮还有75厘米空间，下面铺设了三台风机和若干信号基站，不仅要供电散热，还要考虑到排水等问题。

为了测试地屏不同小屏幕连接的稳定性，避免黑屏、画面抖动等情况的发生，80多位工作人员每天都要在地屏上疯狂踩，一旦发现不平整或者信号线被压住，就得立刻调整，如果这一块小屏幕有问题，就用吸盘吸上来维护；如果线路有问题，就要去地屏下面检修，在75厘米高度的空间里只能趴着。

裸眼3D应用的物理载体都是一面高清大屏，把平面的大屏做成有维度的深度空间，最关键的，是要根据道具和演员的配合，传达节目的内容。

以关注度很高的拱宸桥为例，实际上，就是在地屏投放一个拱宸桥的视频素材，通过3D技术，把拱宸桥立体地放在大莲花的舞美空间当中。再结合实际的船体、道具和演员的配合，达到浑然一体的效果。

和裸眼3D不同，AR虚拟现实说通俗点，就是通过电视屏幕看到的视觉内容，比现场看到上的画面更丰富，更精彩。

迎宾时的良渚玉鸟，夜空中盏盏代表着希望与美好祝愿的孔明灯，巨大的数字穹顶和热情翻滚的足篮排球，灿若银河的星空，以及从钱塘江上踏浪而来的数字火炬手和绚烂无比的数字烟花……整场开幕式里隐藏的AR彩蛋，每一个都会给你惊喜。

AR虚拟现实，是虚拟的，但又有现实的感官。虚虚实实，让人难以分辨。“比如把星空搬进体育场，让演员在星河中起舞，这肯定是虚拟的，但从视觉上感觉和现实融为一体了，这就是AR的完美呈现。

在第一篇章的末尾，出现的漫天孔明灯，也是细节满满。每个孔明灯的底部，都有燃烧着的火焰，火焰随风晃动时的光影效果映射在灯的每个立面，好似一盏真实的孔明灯。

包括数字烟花的颜色、爆破时的声响和燃放后的烟雾的形状轮廓等，都是通过反复观察模拟调整得出的最佳效果。

开幕式演出的AR技术运用到了很多种三维制作系统，像动捕系统、动画系统，动力学系统，常见的3DsMax、Houdini、AE、Maya、等多重软件交融并用，最后还要汇总到实时渲染的虚幻引擎UE系统等等复杂流程。渲云作为一家专业的云渲染服务解决方案供应商，目前已经能够支持各种主流的软件插件，包括3ds Max、Sketchup、Maya、C4D、UE、AE等，海量节点资源按需调用，一机多帧渲染可以成倍提升速度，内网提交保证数据安全，云盘备份避免资产丢失，多级子账号管理方便企业管理。

同时主创团队还开发并投入了大量的粒子和流体的效果，比如数字人踩在江面上出现的浪花、星云瀑布等效果。

火炬塔是怎么动的？

不同于以往固定不动的火炬装置，杭州亚运会开幕式上的火炬塔是会动的。火炬塔由19朵浪花组成，被点燃后，19朵浪花，像手臂一样缓缓地往上伸展。

根据前期的设想，为了呈现钱塘潮水的状态，要在每朵浪花上加上灯带。不过，最终还选择了既环保又美观的方案，就是使用镜面不锈钢波纹板。在光的照射下，能呈现出比镜面反射更细腻、更温柔的画面，波光粼粼，如钱塘潮水一般。

火炬塔由19根弯曲的火炬柱子组成，代表杭州第19届亚运会，最高的一根能伸展到19.6米。

要让一个钢结构材料，像浪花一样灵活伸展，十分困难，最终决定将火炬塔的“骨骼”和“皮肤”分开，也就是使用机械系统和装饰系统分离两套系统，来解决这个难题。

为此，主创团队做了两个调整。

将机械结构的数量调整为装饰结构数量的一半，又把装饰结构改成动态的浮动结构。这样一来，既减轻了火炬塔的重量，又能保证火炬塔连续的动态效果。这在视觉上呈现出了连贯的圆弧到直线的变化。

点火后，火炬塔通过旋转滚珠丝杆触动电机转动，实现了从浪花到潮头的转变。为了确保浪花能伸展，在火炬塔里安装了两个电机。如果一个电机坏了，另外一个电机也能工作。如果两个电机都坏了，也能通过手动实现。

如何做到又轻又稳？

火炬塔主体驱动机构，就像是它的骨架，为了让骨骼能灵活地活动，用上了精密滚珠丝杆，优点就在于能够有效消除运动过程中的径向位移晃动和偏转力。

19根火炬柱子之间的间隔非常小，只有5公分，如果稍微有点偏差，火炬之间就会发生碰触。

“轻、稳、准”，是火炬塔装置的基本要求。既要有力量感、又要轻巧灵活，既要有能抵抗台风的稳定性，又要有达到毫米级运动的准确性。

杭州亚运会开幕式的火炬塔，并非安装在地面上，而是在原来的观众席上。这就对火炬塔的重量提出了新的要求，因为观众席的最大承重是观众席载荷300公斤/平方米，太重的话，显然不行。

所以就有了我们看到的，底部粗壮，越往上，越细小的火炬塔了。

每根火炬柱相当于一条机械臂，每一条机械臂，都有多个伸缩关节组成，由高精度滚珠丝杆等精密零部件连接，以实现自由展开和闭合。

使用滚珠丝杆连接的最大的特点，就是关节之间没有间隙，做到纹丝不动，才能保证火炬塔整体的“稳”。

火炬用什么东西来燃烧？

这是第一次在火炬中使用绿色环保的液体燃料，叫甲醇。但是如果遇到大风大雨天气怎么办？

“大莲花”是没有屋顶的，亚运火种要一直燃烧到闭幕式，火炬塔恰好安装在大莲花没有遮挡的地方。开幕式前，经过多轮测试，燃料在点燃前，都做了气化，这样可以提高燃料的燃烧效率。而且，燃料是从火炬塔里的高压喷头喷出来的，喷头有自己的“保护伞”，风雨都进不去。

退一万步讲，如果真的被风吹灭了，喷头旁边还有4个点火器呢，火炬一旦熄灭，也会马上被点燃。这个反应，已经实现了毫秒级。也就是说，这个瞬间的速度，在肉眼上，是根本不会看到火种被熄灭的。

经过各方不懈的努力，最终将这场视觉盛宴呈现在我们眼前！看到这些先进的技术手段，不得不感慨中国今日的强大与进步，让我们一起期待运动员们的精彩表现吧！

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