2月8日，谷爱凌在北京首钢滑雪大跳台比赛当日，位于裁判塔的转播机位，完美记录了她的冬奥“首秀”和夺冠瞬间。通过对比可以看到，最终转播实时呈现效果，与转播导演团队设计好的效果输出语言画面高度一致。

转播团队是依靠一个名为VSS的“数字孪生”场馆仿真系统，完成的这样的仿真模拟工作。他们足不出户就完成了转播机位及导播效果的设计。该系统由北京电影学院未来影像高精尖创新中心联合视伴科技、英特尔等机构打造。

所谓数字孪生，也称数字双胞胎，顾名思义，是根据现实世界再创了一个1：1的数字模型，人们可以在其中预演真实世界。北京冬奥会的12个竞赛场馆和4个非竞赛场馆，都搭建了这样的场馆仿真系统。

VSS系统工程师团队在MMC主媒体中心使用系统进行筹备支持工作。

从谷爱凌飞跃的大跳台到奥组委对场馆内设置的远程勘查，甚至冬奥会运动员的模拟训练，无一不用到了这个系统。而这也是世界上首次通过“数字孪生”来进行奥运赛事的筹备规划与运行设计。

北京电影学院未来影像高精尖创新中心虚拟制作实验室主任王春水在接受南方日报记者采访时说，通过视频展示、系统线上虚拟踏勘等方式，该系统为冬奥及冬残奥会的筹备，提供了技术及设计验证支持。他透露，2022年杭州亚运会、2024年巴黎奥运会也有望使用该系统。

王春水接受南方+记者采访。

逼真的线上“彩排”

对于奥运赛事转播商OBS来说，为了让观众在电视机前看到冬奥会赛事的最佳角度，他们往往需要在平面图纸上先行设计转播机位及转播方案，然后进场馆、爬雪山进行查勘，拿相机模拟拍摄切播。

然而今年，受疫情影响，许多在国外的团队难以及时到场，而且如王春水所说，“现场考察的过程相当烦琐，且耗费巨大人力物力”。

而借助场馆仿真系统内的转播方案涉及预演技术工具，转播团队在三维空间内搭建完全仿真的场景外观，且在系统内可以方便地添加众多转播机型和设计机位。它能将各种方案的真实转播效果进行逼真的线上“彩排”。

系统预演画面。

在北京电影学院未来影像高精尖创新中心的实验室，南方+记者戴上VR眼镜体验，根据导航系统，可以在3D数字孪生场馆内走来走去，甚至“飞”到天上，俯瞰整个比赛场地。

而在电脑屏幕的系统画面上，虚拟摄像机的焦距、视角以及覆盖范围，也在画面中清晰明了地显示出来。王春水说，包括后勤保障，比如信号线、电源线的布置，系统都可以考虑到，“最大程度地以数字化形式还原内容制作团队的工作流程”。

“假如给你一台专业的摄像机，让你在观众席上拍，你可能拍不出很好的效果。”王春水说，因为所有的转播机位摆放位置、视角，都是精心设计的，按他的话来说属于“电影化的思维”。

一场完美的转播，需要捕捉好运动员的身影，更需要考虑形象景观的设计展现。谷爱凌在首钢冬奥“首秀”的这样空中翻滚的镜头引发广泛传播。画面中涵盖的冬奥LOGO摆放位置就大有学问。

谷爱凌第一跳现场比赛画面。

王春水说，冬奥LOGO究竟贴在冷却塔的哪个位置，使其在转播时可以刚好与运动员同框，且比例合适，也是靠前期做仿真模拟时，灵活切换多种不同方案设计的。

冷却塔上形象景观系统预演画面。

从“平面图纸”到“三维空间”

场馆仿真系统在北京冬奥会的功用，显然不止转播仿真模拟这一点。

从2017年开始，受北京冬奥组委领导的执导和委托，北京电影学院科研团队在前期研究基础上对大型赛事运行规划工作引入数字孪生概念进行验证，并结合自身研发优势，对场馆仿真系统研发的关键核心技术进行攻关。在冬奥场馆还未建造或改建完成之时，借助图纸，冬奥场馆的数字孪生模型就已经在搭建了。

王春水说，借助三维建模技术，系统会根据场馆建设进展进行定期的更新。基于该系统，奥组委可以通过该系统随时对场馆内的设置提出修改意见，减少实地勘察的时间成本与疫情防控风险。

王春水介绍，比如国家速滑馆建成哪些部分，系统会标记出来，国际奥委会的技术官员会经常对冬奥场馆进行检查，有了这个系统，就能很直观地了解到场馆建设情况，是否符合技术保准，“以往的话他们都是要派人来实地考察的。”

视伴科技解决方案架构师张洋介绍，它并不是单纯的一个模拟仿真技术，而是融合了云计算、大数据、人工智能、VR等多种技术的综合体。

VSS系统对室外大规模场景的高精度仿真建模。

基于该系统，运动员们可以设身处地地了解比赛场地，而且无需前往现场就能选择心仪的房间。对于冬奥会运动员们来说，对赛场的熟悉程度越高，比赛水平发挥也会越好。

对于场馆运行团队而言，在工作中也能对奥运赛事中可能出现的情况进行多维度的推演，比如进驻冬奥村后的住房模拟分配工作等。包括细致到运动员在完成颁奖典礼仪式后，到哪个区域接受媒体采访更方便合理，也可以借助系统进行设计方案效果模拟。

王春水总结道，过去，人们都是在“一张平面图”上对冬奥赛事进行规划，现在，则是在“一个三维空间”上规划，以此促进了24小时多人远程无纸化互动。

“拥抱未来的技术”

在传统的场馆建设和运行规划中，工作人员经常会花费大量的时间进行实地勘探、方案设计论证与现场复核，一旦设计有变，就可能反复修改甚至拆除重建。

以首钢大跳台冷却塔上的冬奥LOGO的安装为例，由于冷却塔距离大跳台有一定的距离，再加上透视关系，冬奥LOGO的安装与调整工作量都远超其他形象景观元素。

冷却塔形象景观真实效果。

“这时候我们的系统介入了，转播团队在系统内可以进行形象景观摆放与调整，结合系统内的运动员及转播设备仿真能力，快速验证方案。”王春水说。

一届成功的体育赛事，离不开台前的运动员，也离不开无数幕后工作者的付出——基础设施建设、整体管理运营等后台工作，是一届冬奥会成功与否的关键。

正是因为有了这套场馆仿真系统，在长达两年多的疫情防控期间，全球各地的设计团队才能够做到远程完成冬奥赛场电视转播准备工作的虚拟场馆勘察，参与相关场馆的建设规划。

VSS系统支持转播方案设计及方案预演。

“既有效防范了疫情风险，又大大地提升工作效率、节约了赛事组织成本。”王春水说。

1月19日，北京冬奥组委发布公告称，冬奥会“场馆仿真系统”名列奥运经济遗产分册中“科技冬奥”板块第三类首位。奥林匹克广播服务公司（OBS）主席雅尼斯称其为“拥抱未来的技术”。

一位奥组委的工作人员曾开玩笑道，“这个场馆仿真系统，就已经‘赢’了一块金牌了。”

不只是北京冬奥会，据透露，2022年杭州亚运会、2024年巴黎奥运会也有望使用该系统。

北京电影学院曾将“数字孪生”的概念引入影视制作行业。包括《鼠胆英雄》在内的多部商业影片及《平昌冬奥会闭幕式“北京8分钟”文艺表演》虚拟预演工作都应用到了此项技术。

张洋提到，在大型赛事、演出之外，场馆仿真系统在安保、校园消防预演等场景中都能发挥独特的作用。以安保为例，可以协助相应部门进行分区规划，添加安保相关道具等，“像摄像头是有盲区的，在系统内将工作前置化，模拟出来摄像头覆盖范围，就降低了拆除风险与成本”。

VSS系统支持分区、流线功能进行运行设计。

观点：科技让中国故事“更硬核”

让王春水感触颇深的是，北京冬奥会不一般的科技自信。

8K超高清地面显示系统、雪花主火炬台设计、志愿者身上的数字胸牌……在中国科技的加持下，本次冬奥会开幕式美轮美奂，科技元素成为诠释中国文化的良好载体。

“不仅是冬奥会开幕式运用了大量科技元素，大到赛事筹备、场馆建设，小到运动员的‘战衣’、冰刀，无一不充满着科技感。”王春水提到，观众在观赛时可能只感觉到运动员的速度变快了，实际上这背后可能也与运动员‘战衣’兼具了更轻薄却又不降低保暖特性，并且阻力更小有关。

王春水说，渗透在北京冬奥会方方面面的科技元素，向全世界证明了中国的科技创新实力，诠释了绿色办奥理念，更契合了“一起向未来”的冬奥主题。在他看来，中国科技不仅让中国故事更硬核，也彰显出中国强大的文化自信。

【采写】刘长欣 王诗堃

【视频拍摄/剪辑】王诗堃

受访者供图（除署名外）