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伴隨著冬奧賽事的落幕，北京2022年冬奧會(huì)畫(huà)下圓滿的句號(hào)，中國(guó)冰雪健兒以突破性的優(yōu)異成績(jī)?cè)僖淮蝿?chuàng)造歷史。

如果說(shuō)筆者對(duì)這屆冬奧會(huì)的印象，那么科技奧運(yùn)當(dāng)之無(wú)愧，不管是開(kāi)閉幕式還是賽場(chǎng)比賽，科技無(wú)處不在，綻放在每一個(gè)角落。智慧與科技的廣泛應(yīng)用成為本屆盛會(huì)的一大亮點(diǎn)。

作為奧運(yùn)會(huì)全球TOP合作伙伴，英特爾將一系列科技應(yīng)用于冬奧會(huì)的文化呈現(xiàn)、體育訓(xùn)練的方法革新、賽事場(chǎng)館的搭建運(yùn)營(yíng)、比賽實(shí)況的直播轉(zhuǎn)播等等方面，為體育賽事打造創(chuàng)新解決方案，創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)精彩瞬間。

讓技術(shù)看得見(jiàn) 英特爾3DAT的神奇秀

相信每一個(gè)人對(duì)于北京2022年冬奧會(huì)的開(kāi)幕式印象深刻，尤其在《致敬人民》和《雪花》節(jié)目中，演員與國(guó)家體育場(chǎng)的地面大屏系統(tǒng)的默契協(xié)同，讓觀眾真切感知到科技為藝術(shù)帶來(lái)的驚喜。

這背后是基于運(yùn)行在第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器上的3DAT三維運(yùn)動(dòng)員追蹤技術(shù)，以及針對(duì)開(kāi)幕式場(chǎng)景定制開(kāi)發(fā)的“基于AI的大型演出實(shí)時(shí)特效系統(tǒng)”，使得演員不需精準(zhǔn)排練就能呈現(xiàn)完美的藝術(shù)效果。

英特爾3DAT三維運(yùn)動(dòng)員追蹤技術(shù)是一套復(fù)雜的系統(tǒng)，它由攝像機(jī)信息采集、數(shù)據(jù)分析、藝術(shù)效果渲染三大子系統(tǒng)構(gòu)成，其核心算法是基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)、AI的實(shí)時(shí)人體檢測(cè)和位置追蹤技術(shù)。

在實(shí)時(shí)性上，英特爾依靠的是來(lái)自邊緣計(jì)算系統(tǒng)的強(qiáng)大算力。攝像機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)光纖傳輸?shù)接⑻貭栐趪?guó)家體育場(chǎng)內(nèi)搭載的第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器的邊緣計(jì)算系統(tǒng)。第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器，支持8通道DDR4，64條PCI EXPRESS 4.0通道，全面增強(qiáng)I/O吞吐量，為實(shí)時(shí)、大量、精準(zhǔn)度要求高的圖形、影像處理和3D建模、數(shù)據(jù)分析，提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)在傳輸效率上，基于英特爾OpenVINO視覺(jué)工具套件進(jìn)行開(kāi)發(fā)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、流暢、實(shí)時(shí)的視頻數(shù)據(jù)讀取、預(yù)處理。從圖像采集識(shí)別、檢測(cè)和處理，只需要幾十毫秒的時(shí)間，真正做到了實(shí)時(shí)傳輸。

在北京冬奧會(huì)花樣滑冰表演滑上，一場(chǎng)科技與藝術(shù)相融的“光影演出”精彩上演。這場(chǎng)光影演出不僅僅是英特爾與清華美院的跨界合作，更是普通人與3DAT的藝術(shù)共創(chuàng)。

英特爾聯(lián)合合作伙伴收集來(lái)自普羅大眾的花滑運(yùn)動(dòng)素材，并通過(guò)英特爾3DAT技術(shù)將這些素材生成花滑運(yùn)動(dòng)的姿態(tài)、動(dòng)作等數(shù)據(jù)模型。而這些數(shù)據(jù)模型經(jīng)過(guò)了花樣滑冰表演滑節(jié)目中藝術(shù)化的處理，展示了所有中國(guó)人對(duì)冰雪運(yùn)動(dòng)的熱愛(ài)和自己的冰雪故事。

3DAT與光影演出的藝術(shù)碰撞從AI技術(shù)本源出發(fā)，可分為數(shù)據(jù)收集、模型構(gòu)建、三維姿態(tài)輸出三部分。在數(shù)據(jù)收集階段，運(yùn)行在第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器上的3DAT技術(shù)就展現(xiàn)了大范圍的特點(diǎn)，依賴于先進(jìn)的AI算法，只需要兩部拍攝設(shè)備就能準(zhǔn)確地捕捉1800㎡花滑場(chǎng)地里運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作細(xì)節(jié)，這讓3DAT設(shè)備的部署變得非常容易。

更為重要的是數(shù)據(jù)的采集不需要目標(biāo)人群穿戴任何傳感器，這讓我們大量收集老百姓和花滑選手的數(shù)據(jù)信息成為了可能。英特爾把這些海量花滑運(yùn)動(dòng)的視頻圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)3DAT技術(shù)生成三維人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，AI模型通過(guò)學(xué)習(xí)這些三維數(shù)據(jù)可以獲得人體運(yùn)動(dòng)的先驗(yàn)常識(shí)。英特爾設(shè)計(jì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具備從粗到精漸進(jìn)式的學(xué)習(xí)能力，先學(xué)習(xí)人體的宏觀特征，然后是局部動(dòng)作細(xì)節(jié)的學(xué)習(xí)。另外模型具備很強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，通過(guò)嵌入人體運(yùn)動(dòng)先驗(yàn)常識(shí)，AI模型能夠穩(wěn)定預(yù)測(cè)輸出正確的三維姿態(tài)，保證節(jié)目效果。

除了在演出中的創(chuàng)新應(yīng)用，英特爾3DAT三維運(yùn)動(dòng)員追蹤技術(shù)也被應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)員的日�？茖W(xué)訓(xùn)練。

英特爾3DAT早已應(yīng)用在中國(guó)速度滑冰隊(duì)、越野滑雪隊(duì)、鋼架雪車隊(duì)的運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練中，用科技手段助力這些項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員不斷突破。

3DAT把先進(jìn)的人工智能和計(jì)算機(jī)視覺(jué)運(yùn)動(dòng)追蹤能力從實(shí)驗(yàn)室?guī)У搅梭w育競(jìng)技。這一解決方案利用攝像機(jī)拍攝運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行訓(xùn)練的過(guò)程，而運(yùn)動(dòng)員不必佩戴傳感器等影響運(yùn)動(dòng)效果的裝備，系統(tǒng)將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到云端，在內(nèi)置英特爾深度學(xué)習(xí)加速技術(shù)的第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器上進(jìn)行分析，直接通過(guò)人工智能計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法，從視頻源中，提取運(yùn)動(dòng)員的關(guān)鍵骨骼點(diǎn)信息、身體關(guān)鍵部位的姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)軌跡和位置信息等，并進(jìn)行三維重建。在三維模型重建的同時(shí)生成生物力學(xué)數(shù)據(jù)，輸出精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)分析。這些數(shù)據(jù)及分析可以幫助教練員制定科學(xué)正確的訓(xùn)練方法，為運(yùn)動(dòng)員的日常訓(xùn)練提供切實(shí)有用的技術(shù)支持。

打破時(shí)空的極致冬奧“元宇宙”體驗(yàn)

如果說(shuō)去年哪個(gè)詞最火，元宇宙（Metaverse）肯定是首選。元宇宙（Metaverse）是利用科技手段進(jìn)行鏈接與創(chuàng)造的，與現(xiàn)實(shí)世界映射與交互的虛擬世界，具備新型社會(huì)體系的數(shù)字生活空間。元宇宙本質(zhì)上是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的虛擬化、數(shù)字化過(guò)程，需要對(duì)內(nèi)容生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、用戶體驗(yàn)以及實(shí)體世界內(nèi)容等進(jìn)行大量改造。

在本屆冬奧會(huì)上，英特爾聯(lián)手合作伙伴打造的運(yùn)行在第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器上的VSS數(shù)字孿生場(chǎng)館模擬仿真服務(wù)，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等相關(guān)前沿技術(shù)，將北京冬奧會(huì)的12個(gè)競(jìng)賽場(chǎng)館、3個(gè)奧運(yùn)村、主媒體中心進(jìn)行數(shù)字化、動(dòng)態(tài)化、三維化，提供場(chǎng)館內(nèi)、外及活動(dòng)元素的精準(zhǔn)仿真，用孿生的虛擬三維世界輔助現(xiàn)實(shí)世界的運(yùn)行，讓工作人員可以在虛擬世界中如同身臨其境地高效協(xié)同辦公。

英特爾VSS數(shù)字孿生場(chǎng)館模擬仿真服務(wù)讓運(yùn)營(yíng)者們無(wú)需親臨現(xiàn)場(chǎng)，在多終端就可以操作系統(tǒng)，各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)營(yíng)者們可以在同一個(gè)三維世界中，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)館空間規(guī)劃、運(yùn)行設(shè)計(jì)及細(xì)節(jié)管理。

無(wú)論是前期的3D建模，還是將三維世界推送到PC、PAD等終端，再到多端協(xié)同工作，英特爾強(qiáng)大的計(jì)算力、軟件及AI能力都起到了至關(guān)重要的作用�；�于第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器，強(qiáng)大的性能確保了3D建模、渲染的效率，同時(shí)全面優(yōu)化多樣工作負(fù)載，不僅實(shí)現(xiàn)了便捷的遠(yuǎn)程協(xié)作，而且讓整個(gè)系統(tǒng)的管理更為便捷。英特爾OneAPI及基于至強(qiáng)的AI開(kāi)發(fā)套件，大大提升了3D重構(gòu)的速度。英特爾Media SDK視頻壓縮與編解碼技術(shù)，確保信號(hào)推流到終端時(shí)，在不同終端上的顯示都精準(zhǔn)、一致。

轉(zhuǎn)播，是所有大型國(guó)際賽事的重中之重。在觀眾收看體驗(yàn)方面，英特爾用于廣播行業(yè)的8K 360度VR技術(shù)平臺(tái)是以第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展平臺(tái)為基礎(chǔ)的創(chuàng)新，通過(guò)與相關(guān)轉(zhuǎn)播商合作，為觀眾提供更清晰更實(shí)時(shí)更沉浸的遠(yuǎn)程觀賽體驗(yàn)。由于現(xiàn)場(chǎng)多臺(tái)VR錄像設(shè)備的部署，觀眾可以通過(guò)VR頭顯、手機(jī)和PC等各種尺寸的屏幕觀看冬奧比賽，自由選擇不同的視角進(jìn)行觀賽，獲得360度高清全景觀賽畫(huà)面。獨(dú)特的沉浸式體驗(yàn)和強(qiáng)烈的現(xiàn)場(chǎng)感，使觀眾可以如身臨其境般感受現(xiàn)場(chǎng)的氣氛。它將觀眾迅速帶入賽事場(chǎng)景，與運(yùn)動(dòng)員在一起，更極致地分享體育精神與勝利時(shí)刻。

8K直播必須依靠高性能的視頻編碼。英特爾SVT（Scalable Video Technology）可擴(kuò)展視頻軟件技術(shù)，其三維度優(yōu)化，尤其是在時(shí)域（前后幀的依賴關(guān)系）、空域（畫(huà)面中的不同部分）和編碼流程上可實(shí)現(xiàn)了并行化，可以將視頻編碼任務(wù)靈活的分配到第三代英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器上，并且對(duì)AVX-512高級(jí)矢量擴(kuò)展指令集做了專門(mén)的優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)延遲和視覺(jué)質(zhì)量的最佳平衡。通過(guò)SVT的高效處理和編碼，在不改變畫(huà)質(zhì)的情況下，8K視頻碼率可以顯著性降低，有效緩解網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬壓力，滿足通過(guò)5G或IPTV實(shí)時(shí)收看的條件。

根據(jù)360全景視頻特點(diǎn)，特定時(shí)刻的用戶視角通常只占據(jù)全部圖像中一小部分區(qū)域，如果對(duì)全景圖像進(jìn)行8K的傳輸和解碼，會(huì)造成了極大的網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算資源的浪費(fèi)。英特爾開(kāi)放視覺(jué)云的OVC360技術(shù)采用“tiled”瓦片化的視頻處理方式，也就是將圖像切分成若干“瓦片”進(jìn)行傳輸，只當(dāng)客戶端旋轉(zhuǎn)視角時(shí)，可以自主從云端獲取對(duì)應(yīng)視角的視頻內(nèi)容進(jìn)行渲染，傳輸觀眾看到的部分。這樣既減輕了對(duì)觀眾設(shè)備的要求，又可將傳輸8K 360度直播所需的帶寬大大降低，避免延時(shí)/卡頓，確保視頻的流暢及高質(zhì)量播放，實(shí)現(xiàn)2K的設(shè)備8K的體驗(yàn)。

除了上面提到的創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用，英特爾還在北京冬奧會(huì)（冬殘奧會(huì)）運(yùn)動(dòng)員娛樂(lè)中心基于5G＋邊緣計(jì)算技術(shù)（MEC）解決方案，打造了獨(dú)具創(chuàng)新科技的沉浸式體驗(yàn)內(nèi)容。

在通勤方面，英特爾子公司Mobileye在超過(guò)500輛為運(yùn)動(dòng)員、技術(shù)官員、媒體等提供的公交大巴上搭載了Mobileye 8以及專為城市大型車輛設(shè)計(jì)的Shield＋4。這些能夠?qū)崟r(shí)發(fā)出警告的人工智能安全系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，扮演輔助駕駛角色，持續(xù)掃描前方路面，一旦行人或騎車人進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)發(fā)出視覺(jué)和聲音警報(bào)，提醒司機(jī)采取行動(dòng)。

結(jié)語(yǔ)

是體育盛事，更是科技盛宴。

數(shù)字技術(shù)是未來(lái)全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大勢(shì)，其正在為體育產(chǎn)業(yè)帶來(lái)無(wú)限可能性。