不久前，在举世瞩目的平昌冬奥会上，中国队以1金、6银、2铜，屈居奖牌榜第16位。然而，就在平昌冬奥会即将落幕之际，一段科技与文化交织的“北京8分钟”却惊艳了全球。
短短8分钟，来自中国的表演团队综合运用了轮滑演员、地面投影、动态视频和玩偶等表演元素。世界最大又最轻的熊猫人，24名轮滑演员足下生成的“中国结”，薄至微米的“冰屏”上的流光溢彩完美地诠释了2022年北京冬奥会“人文奥运”与“科技奥运”的精神。
“一组跟上”“你这个动作不到位重来”这是人们通常看到的排练现场，编导的调配不但要靠吼，有时甚至还要亲身演示。
然而，有科技力量加入的排练现场却是“温文尔雅”的。演员人手一本训练手册，根据手册上要求演员出现的时间、位置，先完成单人训练，再合成小组，最后形成集体表演。别小看这本手册，它极大地提高了工作效率，也使得演职人员井然有序，为编导的排练工作提供了有效的技术支撑。
而要说起这本手册的生成，还得回到北理工团队接到这项任务之初，即2017年4月底。“一开始我们觉得现有技术可以驾驭，但随着核心创意团队不断做加法，给出的每个要求都让我们感到紧张。尤其是编导对人与影像的配合要求高，怎样排练成为一道难题。”团队核心成员、教师说。
为此，基于以往的经验，北理工团队专门研发了一套训练彩排与数字验证系统。“在软件上，每名演员都变成了一个小点，他们移动的位置成为了坐标。”团队核心成员、教师梁栋向《中国科学报》记者展示了数据图。几分几秒演员应到哪一位置，一目了然。“这相当于给每人定制了一本训练手册。”
待演员熟练之后，就开始强调“整齐”，北理工团队给带队演员带上定位系统，其他演员跟着他，找齐相对位置。“在系统中随时可以看到与标准的差距，细到毫秒，迅速帮助解决问题。”梁栋解释。
练习到一定熟练程度后，北理工团队为此开发的文艺表演与预演系统就该派上用场了。他们将演员、灯光、投影等真实的场地数据输入系统，还原现场环境。不仅还原出平昌冬奥会33个机位，还根据总导演张艺谋的要求，添加了一个任意漫游机位，可以从任何角度看到场馆的拍摄效果，使得转播效果提前得以判断。
乍一听，上文中提到的这些技术并不玄乎，似乎借助动画、VR就可以生成创意视频，但当中的差别重大虚拟技术忽略了诸多现实因素，如影像中人可以碰撞、迅速回转，而仿真技术则要将人所能企及的能力考虑进去，最后生成创意与能力相结合的行程数据。
“我们弥补的是导演创意到现场实施的鸿沟，这在国内属于首创。”团队核心成员、副教授黄天羽进一步解释，“传统用动画、VR生成的方式，修改成本高、效率低；仿真技术修改便捷、成本低，今天更改明天可直接排练”。此外，由于即时采集真实数据，团队还可以进驻现场服务，“只要仿真能做到现场就能实现”。
同时，这项技术可用于室内舞台表演的评估，了解观众感受、改进创意。比如，通过可穿戴设备收集观众的心电反应，如果反应平常，可及时提醒导演提高精彩度。
这也难怪2008年北京奥运会开闭幕式副总导演陈维亚当时将仿真技术形容为“把刀耕火种进化到快速的、现代化排演”。
事实上，这支来自北京理工大学数字表演与仿真技术实验室的队伍，常年为国家级重大活动服务。为实现2008年北京奥运会开幕式文艺表演中“文字”篇章的效果，团队核心成员、副教授张龙飞在排练基地一待半年，通过仿真技术研究字模的升降，最后形成7个升降档位，在演出效果与演员的极限值中找到了平衡。
如今，无论是奥运会、阅兵、春节晚会，北理工团队已成为数字表演不可或缺的角色。“北理工的优势在于军工，人们有所不知，军工技术的进步与舞台数字化技术的进步是同步的。”北理工软件学院院长、数字表演与仿真技术实验室主任丁刚毅说。
在本次冬奥会上，他们还尝试运用VR技术来改造“熊猫眼”，演员在大熊猫道具内部能无差别观测到外部环境。
“虽然还是针对个人要求，但必须告诉演员，他在群体中的角色。”梁栋说，这一经验汲取自团体操，一个人动作不到位影响的是整体，如果在摄像头、大屏幕上直播纰漏，懒散者就会自行纠正。“当然，如果第一天就把龙（8分钟龙的造型）给他，非专业演员可能愣在当场。”
对于非职业演员的心理把握，编导与北理工团队进行了更周全的考虑。团队派去的硕士生、博士生与来自北京体育大学的老师和演员们充分交流，打成了一片，充分了解专业演员、运动员各自的特点，并据此做了相应的排练系统。
值得一提的是，北理工团队为“北京8分钟”表演开发了赴平昌倒计时小工具，这个小工具还设置了“每日之星”功能，每天排练时系统通过数据研判，提取前一天表现最佳的演员进行展示，深受大家好评。
在这个充满寒意、人甚至设备都贴上暖宝宝的冬天，训练场上机器人空转、黑屏等故障偶有发生，为了确保万无一失，所有人都绷着一根弦。这根弦直到“北京8分钟”正式播出才解除警报。
硕士生焦迪告诉记者，自己最大的收获不是收到了来自奥组委、实验室、高精尖中心的三份津贴，而是通过项目提高了协调能力，掌握了实战经验；艺术设计专业出身、转入“数字表演”交叉学科的博士生吴玉峰很高兴，因为他用艺术生的审美眼光，在系统中尽可能真实地还原了“冰屏”周围的光效等效果。
“我们最大的优势在于理解艺术家和工程师各自的想法，同时兼顾了演员心理。这是隐形的实力，但作用重大。”丁刚毅说。
