20日，北京冬奥会将闭幕。赛事期间，多项高技术显示手段及多种智慧呈现，使参与者的观感更绚丽、更智慧、更便捷，科技部重点研发计划“雪上场馆智慧呈现与先进显示技术研发和应用示范”的具体应用(以下简称“雪上智慧专项”)，为其中之一。
“相关成果成功研发并部署了张家口赛区‘三场一村’。”项目负责人、上海大学副研究员夏新星说，具体为智慧大脑——IBMS系统、大尺度场景AR导航系统、桌面悬浮光场三维显示系统以及全色激光投影显示系统。
IBMS系统：“三场一村”智慧大脑
张家口赛区“三场一村”参与人员数量庞大，如何保障赛事安全顺利进行?
雪上智慧专项定制开发了一个智慧大脑，即雪上场馆智能建筑集成管理平台系统(IBMS)。“将所有前端系统接入物联网平台，为赛区构建起一个全息模拟、动态监控、实时诊断的数字孪生场馆园区。多层次、多角度地呈现馆内基本环境、设施设备、人员以及异常事件等场馆态势。”夏新星说。
IBMS使“三场一村”成为一个“智慧冬奥园区”，实现孪生场景中建筑、楼层、物体、道路等业务信息的查看，及公共数据含设备及管网等数据的可视化呈现。
作为安防第一道防线，IBMS所集成的视频监控系统，可及时发现不安全因素和协助处置突发事件，在低于零下20摄氏度的低温环境中，也能为冬奥会营造一个安全的赛事环境。
AR导航：助运动员“玩转”张家口冬奥村
每位在张家口比赛的运动员，都发现有一个智能便捷的AR导航系统。
相较传统导航方式，AR导航将路线标识与真实场景融为一体，拥有更加沉浸、直观的视觉体验。打开摄像头识别周边实景，即可轻松锁定自己的位置，输入目的地后，跟随地面上的AR虚拟箭头，即可直达目的地。
“这个专属APP，是雪上智慧专项中的‘大尺度场景AR导航系统’，实现了大尺度场景下厘米级三维地图构建，解决了动态复杂场景下实现精准定位跟踪等难题。”夏新星说，专属APP对古杨树场馆群地图全覆盖，提供AR导航、AR营销、AR互动娱乐、AR信息发布，让每位运动员或观众都有专属的“虚拟导航员”和“解说员”。
AR智慧导航主要面临周边区域覆盖面积大、数据采集时间短及冬奥村内建筑群风格统一，使图像精准识别难等挑战。“凭借SenseMARS(火星混合现实平台)的强大能力，项目创新地通过GPS与视觉融合的数据关联方法和参数分块优化方法，在短时间内，快速地支持了张家口冬奥村厘米级的高精度三维地图构建。”夏新星说。
更惊奇的是，运动员不用下载专属APP，仅借助web浏览器即可轻松体验，同时广泛支持搭载iOS、Android及鸿蒙操作系统的移动终端。
桌面悬浮光场，不用3D眼镜可看三维场景
国家跳台滑雪中心观众暖棚，有一个神奇的展示设置。进入暖棚，在一个桌子上，不用3D眼镜，用裸眼竟然看到一个悬浮在桌面上的虚拟三维场景，展示的是冬奥场馆及冰雪运动场景。
原来，这是雪上智慧专项研发的“桌面悬浮光场三维显示系统”，解决了三维显示数据量过大，实时高精度渲染困难，设备复杂不易维护等难题。
除国家跳台滑雪中心观众暖棚，项目共研制了两套样机，另一套在北京冬奥村北京小屋，为冬奥会运动员及观众提供全景式奥运三维展示方式，提升观赛科技感。
“这套系统令观众有更强的参与感和真实感，最重要的是摆脱了3D眼镜，能更自然地、从不同角度、环绕观看悬浮三维场景。”夏新星说。
“雪如意”地面，有一块超大“雪屏幕”
冬奥赛事期间，在张家口赛区的国家跳台滑雪中心，观看赛事的观众都会发现，在“雪如意”尽头的中间雪面上，有一片极具高科技含量、面积达一千平方米的“雪屏幕”。赛事间隙，中国风土人情等精彩影像在雪屏幕上不断播放，令观众不断感叹“科技冬奥”的魅力。
这是雪上智慧专项研发“大功率全色激光投影显示系统”，“雪屏幕”采用了两台10万流明超高亮度高清激光投影机。
“与一般的投影相比，全色激光投影色域更广，亮度更高，还有健康护眼和能耗低等优点。”中国科学技术大学教授、安徽省光电子科学与技术重点实验室副主任许立新说，“大规模复杂表面全色激光投影显示技术研究”克服了融合显示等技术难题，是我国先进显示技术的最新成果，具有完全自主知识产权，具备国际先进水平。
(责任编辑：韩梦晨)
