炫彩春晚“背后”的秘密
头条
在春晚数字特效面前，王菲被震住了，演员们也兴奋了……
央视一号演播大厅，春晚第一次彩排现场。随着《传奇》空灵的伴奏声起，歌后王菲从舞台中心缓缓升上来，她身后的LED大屏幕上出现了深蓝色的巨大星球，灯光将舞台渲染得十分夺目，渐渐地，星球渐变成立体效果，降落在一号演播大厅，这也是头一回将视频的内容与演员表演结合起来的彩排表演，巨大的星球让所有人都震撼了，现场响起了热烈的掌声。一直在唱歌的王菲含笑看着观众--她也没明白大家的掌声为何如此热烈。这时，只听到背后屏幕在发出响声，背景屏幕在一瞬间变成一棵立体的参天大树，导演喊“停”的声音响起！王菲回头一看，一向很有风度的她当场呈捂嘴弯腰状，她被炫丽壮观的背景震惊了！。
几乎没人知道，在这场视觉盛宴的背后，不仅有一流的舞美设计师、创作艺术家，更离不开一群仿真技术专家和光电工程师。
让春晚开场舞变得3D化
2010年2月13日晚8点，虎年春晚正式开场，央视一号演播大厅人声鼎沸。
开场歌舞《虎跃龙腾报春来》的音乐响起，演播大厅巨大的LED屏幕上显示出2010四个红黄色交替的立体数字时，全场响起了热烈的掌声和欢呼声。在接下来四个半小时的晚会中，巨大的LED屏幕随着不同的节目而变换着不同的立体场景，美轮美奂的三维动画和多媒体背景使得晚会的视觉效果让人耳目一新。这个全新概念的舞美设计摒弃了实景，舞台效果全部都是用虚拟动画和灯光的配合来完成的。演员的现场表演也与多媒体背景浑然一体。
“a02A、a02B、a02C……”在后台导播室看着大屏幕上画面的准确切换时，丁刚毅的脸上露出一丝笑意。继2008年奥运会开幕式和2009年国庆大阅兵以后，他带领的北京理工大学工程仿真设计与计算实验室团队，又一次在重要舞台上亮相。
从近几年春晚大屏幕的“一面墙”，到今年春晚的“三面墙”，是春晚舞美总设计师陈岩的创意。而将这个创意变成现场震憾效果的，则有数字仿真技术的一份功劳。
这个LED大舞台宽16米、高10米，加上背景和侧幕，LED的面积近1500平方米，500根2米长的立体视频柱被吊在舞台上空，就连舞台的幕布也换成50根可伸缩的柱形装置，既当大幕，又可通过投影和变化展示不同布景。柱子幕布是春晚舞台最大的亮点。柱子的升降可以勾勒出任何形状的曲线，大到宇宙小到邮票，变幻无穷。
舞台前上方呈现45度的坡形设计，使得舞台前后有立体的呼应效果，而台上的演员则感觉是在立体画面中。
为了实现舞台灯光意境，陈岩将所有节目的舞台背景都变成三维动画，从地板到幕布，希望能够形成一个全方位的舞台效果。这时候问题出现了，春晚的视频制作负责人刘新和柳刚已经拿出了所有的视频内容，而LED大舞台也已经铺设完毕，可是该如何将视频内容分割成一小块一小块的视频内容组合成一个大的立体图像成了问题。
“以前的舞美效果实现是视频配上灯光再配上演员的表演来一起实现，这次春晚是在没有任何其他因素的情况下，光舞台设计技术就已经实现了60%-70%的效果。”据团队成员李老师介绍，尽管今年舞台美术设计比往年要复杂得多，舞美人员的工作量并没有增加，但与去年相比却是一个很大的飞跃，“如果没有我们的软件切分和数据提取，这样的舞台设计是很难实现的。要在500多个柱子上分别做不同的视频，这是一件很可怕的事情，其工作量的复杂程度也不是人工能够完成的。”
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数字表演技术是一个非常新奇的概念。在国外，这个概念曾经被称为虚拟艺术。
最初虚拟艺术的发展是在英国，10多年前开始兴起的。一批欧洲艺术家利用计算机技术来控制舞台表现，达到艺术效果后，就真正把表演与计算机艺术结合了起来。
从纯技术的角度来看，数字表演主要存在下面几种形式。首先是大屏幕的效果，包括字幕、投影、摄像等；其次是展示方式的效果，包括多媒体空间，游戏；还有就是最新的层次，那就是在舞台上真正打造出虚拟现实的艺术环境。
一个简单的例子，舞台上最常见的舞台灯，就能够实现可编程的网络化控制，真正达到了数字化表演道具的程度。英国歌剧《卡门》的舞台上安装了超过1000个网络化智能舞台灯。
早在上世纪90年代初期，数字化网络灯光控制系统就已在欧美问世，并很快向全球推广， 这种网络连接形式可以随时将多台电脑灯光控制台连成一个局域网，网络系统内部各灯光控制台都是一个站点，均可独立操作也可以根据需要任意设定主操作台和备份台及无线遥控控制形式等。
除了传统舞台表现，数字表演技术的另一个重要领域则是在电影制作上面。这里可以提供《阿凡达》的相关数据。这部电影的制造团队达到2000人，其中数字技术人员占到了接近一半。而实际演员只有30多人。整个电影的完成，几乎是靠4万个CPU为基础的数字技术体系完成的。
可以这么说，这部3D影片称为数字表演技术在电影领域的第一炮，是一个标志性的作品。
背景也给节目带来灵感
舞台与多媒体的全方位利用，也让晚会节目的表现能力大大增强。让人记忆深刻的舞蹈《荷塘莲语》，这个舞蹈中，没有灯光，舞蹈演员们穿着荧光的衣服载歌载舞，背后的大屏幕上就会变幻着让人心醉的荷塘美景，金色的莲花在深蓝色的水中绽放，仿佛眨眼间将观众带到了詹姆斯·卡梅隆缔造出的“潘多拉星球”。
每秒25帧的图片，大屏幕能够在4秒内演绎四季，多媒体舞台的全方位利用，使得节目的表现能力大大增强，甚至有春晚的节目来配合舞台设计。比如舞蹈《追梦》，这个融合了舞蹈、武打特技等于一体的综合表演，同时在不断变幻的背景下，运用了电影的蒙太奇效果，使节目呈现出武打大片式的视觉效果。这正是背景给舞蹈设计者带来的灵感
让丁刚毅十分自豪的是，他们开发的数字仿真系统，完成了国外一流舞美设计无法在三个月内完成的事情，并且从演出的行当走到了舞美的最前沿。“在奥运会演练期间，我们还只是导演的助手，辅助导演的工作，而到了国庆阅兵的时候，我们就上升为导演的决策部门，对于导演的要求，我们可以直接告诉他是否能够实现，而我们的软件也成熟到一定程度，如果说奥运期间我们还只是起辅助作用的话，那么国庆阅兵我们从创意阶段就开始参与了，这是质的飞跃，而春晚已经延伸到舞美阶段了。”
据丁刚毅介绍，数字仿真系统用科学的计算方式建立了全息时间空间的动态三维仿真模型，用并行、多核的快速计算方式来实现创意素材数据的重组和全息输入预处理。“2010年春晚舞台由500多个活动元素构成，在表演时间内进行了20多次运动变化，也是头一回在时间和空间构成上形成了全息的概念。而数字仿真系统实现了表演的行为建模，并依据运动模型生成仿真数据，并且为舞台提供了数据保证。”
“经历了奥运会和国庆阅兵，目前有80%的内容实现都是在我们的掌控之中，这块真是我们的强项。”据团队中的李老师介绍，经过这样几个来回，我们的软件在舞台和广场演出方面已经相对成熟，接下来我们要做的就是希望能够将软件的功能介入到舞台的灯光、音响、焰火等部门中，与这些东西也紧密结合起来，“我们在学校里抱着计算机是绝对不可能做出来的，一定要与一些有标志性的活动结合起来。”
他们这样为春晚进行数字“美容”
在接下春晚的特效任务以后，由丁刚毅带领李毅、黄天羽、李立杰组成一个团队，加上10多名学生，开始了紧张的准备工作。
根据春晚视频团队提供的图片，丁刚毅的团队根据屏幕角度进行切分，再还原到舞台屏幕上去，团队的成员们花费了两周的时间开发出软件的仿真切分功能，将视频照片的台形数据分析、提取，再提交给舞台机械控制部门。
随着春晚前期准备的时间临近，李立杰老师带领的开发团队一天工作18个小时以上，“那时候吃饭的时间都乱了，工作到昏天黑地。”黄天羽笑言，两周开发一个软件不是8小时工作制，而是18小时甚至20小时工作制，“不吃不睡的开发软件，实现需要的软件功能才赶上春晚的进度。”
等软件功能出来以后，丁刚毅的团队整天和春晚的舞美及视频设计人员泡在一起琢磨着如何切割视频，最大的问题就是台形的识别。
舞台上500多根柱子上都有很多小的LED屏幕，而每个LED小屏幕根据不同的节目都有自己小的台形，如何让电脑能够识别台形，根据台形的变化来转换场景是重中之重。为此，丁刚毅的团队想了很多种方案。
比如每个台形要动450下，那么工作人员就要手工调节数据，然后一个一个输入，但这个方案的可行性比较弱很快就被否定了。团队成员开始想找到一个规范，在数字仿真软件上来实现这个比较快捷的方式。于是，大家开始解决视频制作软件的兼容性问题，然后开发自己软件的快捷按钮。
由于视频公司是发包给不同的制作公司去完成各个节目的视频制作，而各个公司采用的软件又各不相同，玛雅、3DMAX等等，导致各个视频源文件格式也不兼容，如何让数字仿真软件能够识别各个不同的视频软件接口呢？
据黄天羽介绍，那时候他们小组的成员就开始研究各个不同的软件接口，进行兼容性的研究，最终实现不论是哪种软件做出的视频只要拖到数字仿真软件里，就可以直接转换成一个又一个的数字。
解决了这个问题，丁刚毅团队也就顺利地拿出了整场春晚节目的台形设计。接下来就是一次又一次小的调整。在前两次彩排时，导演都还没有完全对外公布最终的效果，“几乎每预演一次就要修改很多地方，有些小细节我们就在现场修改，有些大的改动，我们会通宵加班。”据黄天羽介绍，最后临近大年三十团队里的学生们才先回家，而四人老师小组则一直坚守到最后。
对话丁刚毅：表演智能时代到来
电脑报：春晚已经结束，元宵节晚会的舞台设计制作，你们是否也有参与？
丁刚毅：是的，前几天我们已经完成了元宵节晚会舞台的LED视频分切，这项工作实际上就是2010年春节晚会工作的延续，在技术上没有太多可说的事情，只是在实现上我们也更加成熟。
电脑报：对于我们的软件技术成功的商用和应用，你有什么感受？你如何看待仿真技术的未来？
丁刚毅：实际上，我们现在用的是军用仿真技术，通过它来做电影、电视节目都有很强的指导意义。我想，智能创意产业中，比如电影、电视和文创类节目都会涉及到仿真技术，因为目前的社会已经到了智能化的程度了。经历了奥运会开幕仪式、国庆大阅兵和2010年春节晚会这三次演练，其实对于我们来说也是有一定机缘巧合的关系，这三件事儿在某种意义上来说都是顶级的，因为有顶级的艺术家参与在内。
除了在军事领域，还有民用的一些领域，比如一些公共应急管理、交通、医疗等重大活动，仿真技术能够把人群与环境交互起来，其中产生的作用是非常强大的。数字表演技术的应用领域也十分广泛，只要是和人群有关的，社会管理的方方面面都可以做到。
电脑报：你提出了智能数字表演的概念，这个对于常规的表演行业来说意味着什么？如何看待它未来的应用？
丁刚毅：我们现在在提文化创意产业基于“零”开发的概念，即零成本。奥运会、国庆阅兵等广场活动应用的高端问题已经解决了，接下来还要解决很多小规模的问题，比如省级运动会、地区级的节目汇演，这样的活动每年国内有上千场，如果安排不合理，资源消耗很大，也是一种浪费。如何将奥运、国庆这样顶级活动的经验技术化、产品化、上升到服务化是我们目前正在考虑的问题，也是这个技术今后的应用方向。数字化表演有两种趋势，一个是大舞台技术，也就是三维的技术，第二个是网络移动平台，比如手机终端，未来可以是三维、交互的内容，把大型演出和手机直接挂钩，形成分布与集中式结合的交互展示方式。
电脑报：其实在我们来看，科技与艺术的融合还是会有一些障碍的。你怎么解决这个问题？
丁刚毅：双方在一起工作、学习，会有一个磨合的过程。尽管科学与艺术是很难搭界的两大门类，但是我们经过奥运会和国庆阅兵已经和导演、舞美们形成了一套很好的沟通机制，我们都能够听懂对方的语言，我们的学生非常愿意和导演一起工作，因为导演有什么想法，我们会立即在电脑上呈现；导演们也会得到更多的灵感，搞得双方都很兴奋，都很有成就感。实践证明，软件服务和文化创意完全可能高度融合。
电脑报：谈到数字表演也让我想到3D数字电影领域，你如何看待国内数字3D领域的人才培养现状？
丁刚毅：前两天我参加了一个有关3D人才培养的研讨会，大家也在讨论《阿凡达》现象，《阿凡达》的导演卡梅隆是世界上独一无二的，他也是历史上的标杆。首先，卡梅隆站在从黑白电影到彩色电影再到3D电影的过程，第二方面，卡梅隆不仅是美国军方受尊重的技术顾问，同时也是一个狂热的电影爱好者，这几个条件缺一不可，所以造就了他的成功。
《阿凡达》的3D技术并不新鲜，其实就是将美国军方现有技术展示给我们看。但是《阿凡达》的创意是非常好的。卡梅隆缔造了一个理想的星球，还为他们创造了语言，这些看起来很虚幻的东西，追根溯源都可以找到原因。但是我们现有的教育体制很难造就出这样的人才，这也很值得我们去反思。
我自己感受比较深的有几点，第一是一定要重视文化创意产业在军民领域技术的结合。第二就是国家要加强扶持交叉学科的力度。第三就是要充分尊重智能创意产业，未来的智能创意会把社会的物联网、互联网等核心创意需求与各种游戏需求、节目创意、舞台创意等高度结合在一起。这是需要高度智能的系统，也是一种新形态、富有前瞻性的趋势。
电脑报：你这么说是否意味着希望在3D数字电影这一块也融入到数字仿真学科中去？
丁刚毅：我们正在被3D这个东西诱惑着，也在想着如何去做，但是靠去买设备目前还不太可能。索尼的电影级别三维摄像设备一台就要1000万元，即使是电视级别的也至少200万元。
电脑报：能否分享一下下一步你们的计划？
丁刚毅：首先是我希望在十二五期间，以现有的工作经验以及取得的成果，进行一些梳理，整理成一个有机体，并且还要建立一个高一点档次的平台，希望能够得到国家的大力支持；第二个想法就是继续沿着我们现在的项目操作手法去做一些电影、晚会等作品，培养造就出一批出类拔萃的人才和作品。《阿凡达》的导演卡梅隆给我们最大的启示就是，最好的东西就是作品，将更多更好的技术融入作品中去。
第三就是人才的培养。目前来看，我们所接的一些高端的任务能够给学生提供的机会并不是很多。高端演出项目只能带几个学生去做。接下来，我们也会接一些晚会项目，比如四川省运动会的开幕式，这样可以增加系里学生的实践能力。
电脑报：我们是否会参与世博会的一些舞台设计？
丁刚毅：世博会和奥运会不太一样，它没有太多大型的晚会或者表演，但是在中国馆开馆日当天会有一个小一些的舞台，我们也在和东方歌舞团商量，看是否能够在舞台上加入一些数字表演的东西，甚至是视频与人的互动等人机交互的高端表演。