冬奧開幕，LED大屏顯示成最靚的仔

    萬眾矚目的北京冬奧開幕式，給大家留下的最經(jīng)典回味是什么呢？這個問題的答案，自然少不了所有“閃閃發(fā)光”的元素：地屏、大雪花、五環(huán)、和平鴿、冰天瀑……而這些閃耀著未來之光的視覺新科技背后，都是“LED”技術(shù)的功勞。

    大雪花，LED顯示創(chuàng)新控制技術(shù)

    前所未有的“雪花”形態(tài)主火炬臺，整體是一個間距LED照明和顯示的“特種屏”體。也是冬奧科技最浪漫的創(chuàng)意設(shè)計之一。

    據(jù)悉，本次開幕式主火炬臺直徑達(dá)14.89米，由96塊小雪花形態(tài)和6塊橄欖枝形態(tài)的LED雙面屏創(chuàng)意組成，采用雙面鏤空設(shè)計，嵌有55萬余顆LED燈珠。這55萬顆燈珠，不僅保證大雪花雙面“閃亮”，更是能夠?qū)崿F(xiàn)“視覺”變化顯示：例如，主火炬插入大雪花中心基座的時候，巨型雪花屏由中心向四周輻射閃耀出波浪般層層遞進(jìn)的光芒。

    這一“亮度波浪”的顯示控制，不僅要做到快速變換，更需要在96塊小雪花之間完美同步，并與背后的大屏顯示畫面步調(diào)一致。即如何控制好這一大雪花顯示的“同步性”、“即時性”是最大的難題�！�—組成大雪花的96塊小雪花，此前是要獨立應(yīng)用的，是要在整個表演場地中“飛舞”的。這就決定了不能采用傳統(tǒng)的有線控制技術(shù)，而必須采用無線信號技術(shù)。

    這方面，京東方采用LoRa（遠(yuǎn)距離無線電）低延遲控制系統(tǒng)搭配同步播放時間校正技術(shù)，自主研發(fā)的同/異步兼容信發(fā)系統(tǒng)，異步集控能系統(tǒng)，保證在極短時間內(nèi)將大規(guī)模視頻內(nèi)容快速下發(fā)，實現(xiàn)大雪花雙面屏幕毫秒級響應(yīng)；此外“主路+環(huán)路”備份的高冗余控制系統(tǒng)確保了火炬臺播控系統(tǒng)的超高可靠性。

    在超大顯示屏中應(yīng)用異步分發(fā)和控制體制，實現(xiàn)高同步效果，這是大雪花LED顯示技術(shù)背后的真功夫�！毙袠I(yè)人士表示，這一創(chuàng)新，可能會拓寬LED顯示在創(chuàng)意光影效果中的“可能”應(yīng)用范疇，促進(jìn)LED顯示特種場景的市場發(fā)展。

    30K大屏，最強的“地板”

    冬奧開幕式，面積達(dá)10393平方米的地屏顯示系統(tǒng)，可能是目前人類最大的地面顯示產(chǎn)品。從清晰度指標(biāo)看，其更是達(dá)到了29900x15096超高分辨率，即近30K的超分辨率，而不是簡單的8K超高清而已。這勢必帶來一系列嶄新的控制問題！

    例如，從目前畫質(zhì)處理技術(shù)角度看，行業(yè)內(nèi)的成品IC只能適應(yīng)8K級別的分辨率處理。對于30K的大屏幕系統(tǒng)，必然需要一套復(fù)雜的多級分布信號傳輸與處理系統(tǒng)。類似的問題，在4K電視出現(xiàn)的早期和8K彩電上也曾有過：即沒有合適的高分辨率IC，只能采用多顆芯片和處理電路協(xié)同工作的模式解決問題——直到目前，市場上銷售的8K液晶電視，也還有一部分信號處理方案是4顆4K IC。

    但是，與電視機(jī)產(chǎn)品“總面積有限”的場景不同，鳥巢的地面何其巨大。10393平方米的地屏系統(tǒng)，保證“畫質(zhì)同步”是多處理器協(xié)同工作的最大難點。同時，與市面上大多數(shù)8K內(nèi)容是30HZ的標(biāo)準(zhǔn)不同，此次開幕式的數(shù)字影像內(nèi)容在制作標(biāo)準(zhǔn)上，達(dá)到16K分辨率和每秒50幀的高標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步提升了地屏系統(tǒng)的同步信號處理門檻�？梢哉f此次冬奧會，鳥巢地屏系統(tǒng)，在超大屏幕、超高清高質(zhì)量信號處理與融合拼接顯示上，刷新了行業(yè)技術(shù)難度的上限，也驗證了民族大屏信號處理系統(tǒng)的“頂尖”實力。

    當(dāng)然，作為特種的顯示系統(tǒng)，鳥巢地屏的難度不僅在于信號處理上，也在于“LED屏”自身。首先，這塊屏幕上是要有數(shù)百、上千人跳舞的，滑旱冰的；極限單點沖擊力可能高達(dá)數(shù)百斤。這就對屏幕自身的物理可靠性、機(jī)械強度提出了前所未有的要求。其次，在室外冬季環(huán)境下，LED地屏系統(tǒng)要能適應(yīng)低溫的環(huán)境、自身工作發(fā)熱、演員表演汗珠低落等多種可能，需要在多個維度保持密封性能力，并適應(yīng)更苛刻的溫度變化條件。

    總之，就是極限性的考驗！”行業(yè)專家指出，這塊鳥巢地屏無論在哪個技術(shù)維度上，都是LED顯示產(chǎn)業(yè)的“珠峰之巔”，代表著全球產(chǎn)業(yè)界的最高水準(zhǔn)。

    LED滲透力無窮，閃耀每一個瞬間

    在冬奧開幕上，除了雪花屏、地屏，以及冰瀑布這些顯而易見的LED應(yīng)用之外，那個巨大的五環(huán)、小朋友手中的和平鴿，以及各個場館直播大屏等都是“LED”技術(shù)的出色應(yīng)用。

    例如，長19米、高8.75米，厚度僅有35厘米的冰晶五環(huán)，由北京良辰光啟數(shù)字技術(shù)有限公司來擔(dān)任設(shè)計、制作、調(diào)試、保障工作，而處于其中非常重要一環(huán)的“冰透”效果則由雷曼光電及子公司康碩展提供產(chǎn)品支持。

    五環(huán)的本體是360度環(huán)形全顯示無死角的LED異構(gòu)屏！”這是一種特殊的拼接應(yīng)用。即由正反面兩個曲面屏幕對扣拼接而成。顯示單元的“背后電氣系統(tǒng)”都被封閉在顯示面的內(nèi)部，構(gòu)成一個“渾然一體”的全顯示面體。這一應(yīng)用在產(chǎn)品設(shè)計、加工制作、測試和信號控制方面都需要有前所未有的突破，代表了LED異構(gòu)顯示應(yīng)用的新境界。

    LED技術(shù)在冬奧可謂無處不在！”不僅是顯示，更包括大量的環(huán)保照明，都是LED科技創(chuàng)新的結(jié)果。在業(yè)內(nèi)人士看來，恰是LED技術(shù)的突飛猛進(jìn)，讓冬奧能夠“錦上添花”。

    實時AI渲染，賦能視聽新價值

    北京冬奧會，除了LED自身的產(chǎn)品應(yīng)用創(chuàng)新之外，開幕式上，行業(yè)人士還關(guān)注到一個特別的點：即實時渲染互動創(chuàng)新。

    開幕式上，數(shù)百個小朋友舉著和平鴿模型在舞臺上自由跑動，腳下踩出一片片雪花；四隊旱冰滑行隊伍，在地屏上也掀起一串串雪花飛舞的景象……這些變化是如何實現(xiàn)，和精準(zhǔn)的配合人物動作的呢？傳統(tǒng)的方式是制作好背景顯示視頻，表演人員嚴(yán)格按照既定路線和時間點“卡位”前進(jìn)。

    這種傳統(tǒng)方式不是不行，但是在鳥巢地屏萬平米舞臺上的表演，場地空間決定了人員訓(xùn)練所能達(dá)到的精度有限，或者需要大量的提前排練。且這種機(jī)械的畫面和人員表演配合，也會失去演出的“靈動性”。這次冬奧開幕演出，則采用了嶄新的方案：即不是表演人員和藝術(shù)家們跟隨地屏畫面移動，而是地屏畫面跟隨表演者變化——AI實時識別和渲染交互技術(shù)。

    據(jù)悉，冬奧開幕式的實時捕捉和交互系統(tǒng)，能夠捕捉演員實時位置、姿態(tài)、預(yù)判運動方向，并渲染出相應(yīng)的美術(shù)效果，在實時的呈現(xiàn)在演出人員的腳下。這套系統(tǒng)的難點在于機(jī)器視覺實現(xiàn)的“實時的大量人物捕捉”、“高速的，低延遲渲染計算和內(nèi)容向屏幕的實時分發(fā)”。

    對此，英特爾為冬奧開幕表演提供了3DAT三位運動員追蹤技術(shù)，以及針對開幕式場景定制開發(fā)的“基于AI的大型演出實時特效系統(tǒng)”兩大技術(shù)。這些技術(shù)均運行在搭載第三代志強可擴(kuò)展處理器的服務(wù)器上，檢測延遲僅10ms，輸出延遲僅46ms，可以保證畫面的渲染輸出和演員的位置動作同步進(jìn)行。

    AI實時視頻特效”為“交互視聽”應(yīng)用提供了一個嶄新的方向和可行性，也是元宇宙和MR應(yīng)用技術(shù)的重要組成方面之一——行業(yè)專家認(rèn)為，冬奧開幕演出，這一技術(shù)的成功可以為眾多文旅、展演、教育、訓(xùn)練等行業(yè)提供一個啟發(fā)點，拓寬交互視聽產(chǎn)業(yè)的升級空間。

    整體上，冬奧不僅是“運動盛宴”，也是“視覺”盛宴，是各種視覺技術(shù)的一場頂級大爆發(fā)，更為眾多未來性創(chuàng)新視覺應(yīng)用提供了范例。這其中LED技術(shù)承擔(dān)的重任格外醒目，也代表了LED顯示技術(shù)快速進(jìn)步與發(fā)展的行業(yè)趨勢。相信冬奧開幕式上，LED視聽技術(shù)這個最靚的仔，未來創(chuàng)新空間只會更“超乎想象”。