丁剛毅：用仿真技術為國慶盛典打造“科技大腦”
發布日期：2019-10-17 供稿：《科技日報》 攝影：計算機學院
編輯：吳楠 審核：藺偉 閱讀次數：
10月1日，當最后一個群眾游行方陣通過天安門廣場，北京理工大學計算機學院教授、數字表演與仿真技術北京市重點實驗室主任丁剛毅懸了一年的心，終于落了地。
坐在廣場東側觀禮臺指揮部，53歲的丁剛毅無暇觀看慶典，他緊盯著電腦，上面同步上演著由他帶領團隊“編排”的三維數字版“群眾游行”。現場方陣行進速度，和虛擬仿真版本一致與否，是他要向一線指揮實時反饋的。
自去年11月起，歷時近一年，丁剛毅帶領120人團隊，發揮北理工在數字表演和仿真領域的國內領先技術優勢，研發出一套仿真系統，以秒級和厘米級的精度，對群眾游行、聯歡晚會等活動進行了全要素、全方位、全流程的三維還原，該系統在策劃、訓練及現場指揮方面都給予了數據支持。
精度校準到厘米級的天安門廣場
“這套仿真系統好比游行隊伍、聯歡活動的‘指揮棒’，它能把游行、晚會涉及的要素，如廣場建筑、人員服裝，甚至廣場上的鴿子，模擬出來。有了這個系統，現場指揮人員就能掌握某方陣該何時通過、行進速度如何調配、演員怎么走位等等。”丁剛毅說。
因為聯歡活動總導演張藝謀的表揚，這支身居幕后的團隊，最近走到了臺前。“其實，我們做的只是輔助，慶典幕后還有很多默默無聞的科技工作者。能參與此次活動，我們深感榮幸。”丁剛毅說。
“老仿真”不敢有絲毫放松
國慶長假最后一天，丁剛毅如常早8點到校，指導學生對仿真系統進行復盤。“慶典結束后，我們沒有時間休假，國慶指揮中心馬上要組織總結，結合10月1日的現場情況，我必須對仿真系統再進行一次修正。”全年幾乎無休，對他來說，已是尋常。
這次修正，是仿真系統的第28次大調，國慶前夕，丁剛毅團隊共計完成了27個修訂版本，制作了各類模型10萬余件。
丁剛毅介紹道，這些模型包括游行人員、彩車、觀禮群眾等，除城樓、金水橋、華表等元素是原先儲備的，其他諸如臨時觀禮臺、音樂、解說詞等元素，是在近一年的時間里慢慢累積出來的。
原有儲備源自10年前。這已不是丁剛毅首次率隊參與國慶慶典，這套仿真技術在北京奧運會、慶祝新中國成立60周年群眾游行等大型活動，都曾派上用場，長期以來北理工就有服務國家重大戰略需求的辦學傳統。而丁剛毅自1993年畢業留校任教至今，也已研究了20余年仿真，2007年開始將應用研究領域從軍事轉向表演。
但已有的積累，并未讓這位“老國慶”“老仿真”松口氣。“10年過去了，技術迭代了，需要也更多了，我們不敢有絲毫松懈，得讓大家切實感到仿真技術的效用，而不是看上去很‘高科技’。”丁剛毅說。
仿真系統里的各類人群模型
其中一個技術亮點，就是對游行人員的動作進行厘米級仿真。“游行群眾，有的是整齊地走著，有的是跑著、跳著，有的甚至在騎車，他們的行進速度不一樣，這會影響方陣通過廣場的時間以及方陣的排布。”丁剛毅說，為把這種差異體現出來，團隊根據不同的動作幅度，設計了4種自由度，每種自由度對行進狀態、人員間隔都進行了細致的設定。
“像這種技術亮點，在這套仿真系統中還有很多。其實，大部分的技術迭代工作，都不是別人要求的，而是他自己的要求。”數字表演與仿真技術北京市重點實驗室副主任、仿真團隊核心成員李鵬說。
常惹團隊成員“眾怒”
丁剛毅教授與張藝謀導演合影
在技術問題上，很多時候，團隊成員都覺得“可以了，沒必要再摳了”，但丁剛毅不管，為此李鵬沒少跟他吵。
二人吵得最兇的一次，是關于游行人員的手部動作。當時任務進度很緊，上級等著審核最新修訂版本，而且團隊中多人已連軸轉了數日，大家都想趕快提交。“但丁老師偏揪著人員揮手幅度不放，他覺得揮手幅度大了，也會影響行進速度，延長整個游行完成時間。為此，他要求技術人員重新設計算法，但其實后期驗收時，基本沒人會注意這一點。”李鵬回憶道。
“做這些不為別的，就為自己心里踏實。”丁剛毅說，“不這么干真不成，承擔這項任務，責任重大，容不得半點馬虎。”采訪中，“任務重大”是他反復說的話。
這種“惹眾怒”的事，丁剛毅還干了很多：解說詞就錯了一個字，他讓助手重新糾音、錄制；明明設計100個動作就可以，他卻讓大家做出300多個備選……
但團隊上下，沒人真生過這位“倔老師”的氣。“團隊里，丁老師年齡最大，但他付出最多。參加聯合演練，一般夜里兩三點出發，他常早早準備就緒。”李鵬說，這一年里，丁剛毅保持著“早8晚12”的作息，每天實驗室的燈基本都是他關的。
被子、冰箱、牙刷……除辦公用品外，丁剛毅的辦公室多了幾分家的味道。雖然他的家就在校內，但最忙的那兩個月他就住在辦公室，有時一干就是通宵。
“接下來，團隊要參與明年央視春晚的制作，未來希望仿真技術能有更廣闊的應用空間。”丁剛毅說。
