精彩的 2022 北京冬奥会落下了帷幕，中国队以 9 枚金牌获得金牌榜第三名的历史最好成绩。
在闭幕式上三维立体的中国结效果也引起了众多的关注。
无数条红丝带从四面八方飞入鸟巢，将雪花火炬台装点成巨大的红色中国结。巨型中国结由数字 AR（增强现实）技术生成看起来就像真有一个巨大的实体中国结悬于上空。
大家都很好奇它是真的吗？现场观众能看到吗？它是怎么做到的？
现在我们就一起来看一下它背后的技术实现原理。
首先，离不开地面的高清屏幕。
本届冬奥会开闭幕式整个地面舞台系统施工面积约 21000 平方米，由 4 万多块屏幕组成了 10522 平米的超大地面显示屏。这块大显示屏承载了开幕式 60% 以上的演出创意，是目前世界最大的 LED 三维立体舞台。其实际分辨率达到 14880×7248，接近 4 个 8K，可以完美呈现裸眼 3D 效果。
其次，是使用到了数字 AR(增强现实) 技术。
AR(增强现实) 技术，我们很多同学应该都在手机上体验过了。特别是宝可梦的AR游戏。我还给我的女儿买过一个AR地球仪。手机摄像头对准地球仪，各种3D地标建筑就出现了，非常好玩。
图：基于图像识别的 AR 效果
但是冬奥会这个完全不同。我们没法要求现场观众每人都手持平板来看。
那要怎么实现呢？
- 首先是在彩排阶段拍摄没有观众的空场视频。摄像机会根据预先制作的方案效果设计规划的路径进行引导拍摄，拍摄路径要与鸟巢现场中雪花火炬的位置贴合，注意这时的路径要与开幕式现场直播的路径保持完全一致；
- 将拍摄的视频导入三维制作软件如 UE4 中计算反求摄像机的运动轨迹和方向等参数，赋予并驱动软件中的虚拟摄像机；
- 美术设计人员建模设计中国结三维模型，调整精度、材质、纹理、灯光设置等细节，反复评估渲染呈现效果，与人们期望的真实中国结实物一致，达到设计要求；
- 利用 2 中求得的虚拟摄像机运动参数对 3 中的中国结模型进行模拟拍摄，然后对画面进行逐帧渲染，获得具有真实感的效果。至此完成前期的准备工作。
- 最后是开幕式现场直播，将真实摄像机中拍摄的现场有观众的真实画面与前面准备好的虚拟数字中国结的画面实时合成在一起，通过场边的大屏幕播放出来，这样现场观众和电视机前的观众就都能看到最终的效果。
原理大致如此，说起来容易，但要落地实现会有大量的细节工作需要完成，感谢闭幕式幕后团队的工作让我们看到如此美轮美奂的现场效果。
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