奥运会开幕式上的高科技

开幕式刘欢莎拉布莱曼演唱《我和你》

万众期待的北京奥运会开幕式终于揭开了神秘的面纱，凌空而起的星空“奥运五环”、刘欢与莎拉·布莱曼高高站在“地球”上高歌《你和我》、场中巨大的画卷讲述着中国四大发明的壮丽故事、体操王子李宁以空中漫步的方式点燃奥运主火炬……在这一幕一幕精彩的背后，其实也蕴含着令人叹为观止的高科技。

画卷

北京奥运会开幕式总导演张艺谋在开幕式后回忆道：“长卷打开的问题，是我们一直放不下的一个想法，在这三年中，我们有过无数想法，我们想选择中国的一个特有的表现手法。恰巧我们三个人都非常喜欢中国画，这个是通过地面的大屏幕，一点点分段放映，然后演员和它进行咬合，这样才有了一个完美的组合。”

正是这个惊艳绝伦的“画卷”贯穿了整个奥运开幕式，并毫无疑问地成为了全场的焦点。观众所看到的“画卷”其实是通过地面上庞大的LED屏幕“播放”出来的。根据承包北京奥运会开幕式影像制作的水晶石公司介绍，由于“鸟巢”现场的屏幕十分巨大——场地中央的LED地面屏幕有145.5米长，“鸟巢”顶部碗边环幕更接近500米长，所以大多影像都制作成了4K及7K的分辨率（普通数字电影为2K），数据处理量非常大，在曙光公司的技术支持下，水晶石调用了超过460个双CPU四核的刀片服务器进行数据处理，总计达50T的数据量（1T=1024G），最终制作出10余场次、总时长超过60分钟的数字影像。

而把这些数字影像在巨幕上完美地展现出来也一件复杂的事情。北京奥运会开幕式灯光总设计沙晓岚介绍，场内使用了140余台大功率数码投影设备，使活动影像、视频影像可灵活地出现在表演区、大型道具和体育场结构沿口立面，营造了灯光的“多维”效果。其中，鸟巢结构的沿口立面自然形成了一个高14米、周长500米的空中环幕，63台大型数码投影机3机重叠，组成了21组互相连接的画面。21组画面的边缘自然融接，毫无痕迹，可谓天衣无缝。

并且，开幕式使用了大量目前世界上最先进的灯具设备，配备了各种智能灯具近3000台，是历届奥运会数量最多、规模最大的一次。

画卷

上面所有这些设备都需要有一个管理、控制的中央平台。北京奥运开幕式后的几个小时，微软公司嵌入式视窗产品部项目经理施卫娟在她的个人博客上写道：“奥运开幕式叹为观止”，并透露开幕式上眼花缭乱的光影效果是由120台HESAxon MediaServers服务器控制产生的。“所有的灯光效果以及放映机移动控制都由AxonMedia Servers 实时处理并通过三台Wholehog 3灯光控制台操纵完成”。这批为北京奥运会特别装配的AxonMedia Servers具有很强大的配置：处理器是IntelCore 2Quad四核处理器，主板是华硕的P5WDHDeluxe，显卡也是华硕的ATIHD2900XT，硬盘是希捷的Barracuda 7200.10320GB，还装配了Windows XP Embedded嵌入式操作系统。

圣火火炬

张艺谋事后表示：“整个开幕式过程中最担心的，当然是点火了。李宁拿着火炬上升的时候，因为气压和风，有那么几秒钟好像觉得要灭了，当时把我们吓坏了。我当时脑袋‘嗡’的一下就大了，我想，这灭了问题就大了。好在跟排练一样，它没有灭，只是暂时的一个视觉误差现象。”点燃主火炬的一刻，也是万众期待的一刻。

据承担奥运主火炬点传火装置的研制、生产、安装任务的晋东公司介绍，火炬点传火装置主要由点传火线路和传火通道两部分组成，分别用祥云系列、圣火1号等多种特种药剂组合而成，点传火装置总长80米，采用了先进的变速燃烧技术和双通道可靠性技术，其3个不同的燃烧速度分别为1米/秒、10米/秒、30米/秒，燃烧总时长为15秒，且具有防风、防水、无烟、耐高温等特性。

而奥运开幕式火炬项目副总指挥、燃气集团调度中心主任许彤则道出了更多幕后故事：北京奥运主会场主火炬的火焰高8米，宽4米。火炬造型呈螺旋上升状，决定其形状、色彩的特点在于火炬燃烧器，它由数百个燃烧孔排成排、编成组，对火焰燃烧实施分段控制与调节，并形成1.6米高度差的立体造型，这和以往火炬的燃烧器呈平面盘状有很大差异，既集中了火力，使火焰形状完整连贯，又增强了观赏性。

据了解，点燃的火炬经受住了六组消防高压水枪制造出的“人工降雨”环境的考验，保证了火炬在每小时降水80毫米的暴雨天气下仍然正常燃烧，并在燃烧系统内加装了专门的防风装置，具备抗相当于10级风力的能力。主火炬同时采取了一系列防雷技术，可防雷击，且能“熄火无噪音”。

而李宁手中“好像要灭”的“祥云”火炬其实也是非常安全可靠的。据设计“祥云”火炬内部燃烧系统的中国航天科工集团介绍，他们通过增加稳压装置、主燃室和预燃室双保险等方式，解决了“祥云”火炬在大风、大雨情况下不断燃烧等一系列难题：火炬在燃料气体、稳压装置和燃料罐的支持下，可以持续燃烧20分钟，火焰高度可达25至30厘米，并能在每小时65公里的强风和每小时50毫米降水量的大雨情况下保持燃烧。

“活字印刷”

“活字印刷”的表演也是一大亮点。舞台上凸现的巨大“活字”并不是由机械操控的，而是由上千名演员表现的。技术人员在他们的“演出套”上设计了各种节点，提示里面的演员能找到坐标，找到队形，提高了节目的准确性。

这是首次在大型文化活动中使用技术监控系统。所有演员都靠识别码来控制，把所有的流程都通过计算机控制。同时又实施了先进的通讯系统，为１．８万个演员配备了耳麦。 
 

烟花脚印

不可不提的是焰火表演。象征奥运会一步步走向北京的２９个大脚印，从“鸟巢”内壁飞泻而下的“星星瀑布”……北京奥运会焰火技术上获得了不少突破。

焰火实施方案采用的是“膛压发射”专利技术。这项技术能够通过控制膛内压力和发射高度，同时发射几十发弹丸，在同一高度起爆，还可调整形成不同造型。其平面造型如“大脚印”、“笑脸”等十分成功，是本次焰火发射的主力军。

由于焰火表演发射点分布在许多地方，如何保证时间上的紧密配合？这就要用到科技部立项支持的空气发射技术。该项技术利用高压空气和芯片焰火弹，在芯片设定的时间起爆，使理论上的时间误差仅有几毫秒。

由科技部立项支持的还有一项焰火项目“微烟烟花”。专家们通过对焰火的配方进行调整，改变了传统使用的原料，大大减少了焰火燃放后的烟尘污染。北京奥运会开幕式上尽管将燃放４万余发焰火，但所造成的烟尘污染却为近几届奥运会开幕式最少的一届。

幻灯投影技术

“飞鸟”、“鲸鱼”从哪里来？以前开幕式上使用幻灯投影技术，而本次则使用万相多媒体装备。在“鸟巢”顶部营造出上千平方米的“碗边”屏幕，显现出“鲸鱼”自在游动的清晰画面，很好地表达了人与自然和谐相处。ＮＢＡ的篮球场上经常使用此装备，但一般只用８台左右。这次开幕式使用了１２０台。

北京奥运会开幕式上还有许多创新的技术方案。例如，３０００多组演出用灯是空前的，比雅典奥运会多２／３，但费用却仅相当于雅典的２／３。使用的光纤传输系统品质好、更保险。

于建平说，技术上的关键问题是要求百分之百的可靠性。这么多技术设备，要求环环相扣，任何故障都必须及时解决，难度极大。而他们直到今年６月才进入到鸟巢内安装、调试设备，全部磨合时间只有两个月，每个人都在“超负荷运转”。