一：剛剛過去的2008年北京奧運會，不僅是一屆首次由發展中國家舉辦的世界性體育盛會，也成為中國展示國家和民族綜合競爭力的歷史性舞臺。

　　為彰顯“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”理念，北京市兌現了自己的承諾，在2008年北京奧運會上實現了電動汽車的規模化應用，投入了*0輛純電動大客車，做到了奧林匹克公園核心區內的零排放。

　　而這*0輛純電動大客車在奧運會上的應用，與北京理工大學機械與車輛工程學院密不可分。這些電動車上幾乎所有關鍵技術都出自北京理工大學。

　　被譽為“造車教授”的北京理工大學副校長孫逢春教授以“一種電動車輛動力系統關鍵技術產品及其應用”的發明榮獲國家技術發明獎二等獎。他領導的電動汽車研究開發團隊研制開發了我國電動汽車的多項第一：第一輛電動大型豪華客車，第一輛電動公交客車，第一輛低地板電動客車……為實現“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”的理念，孫逢春和他的團隊為北京奧運會、為我國汽車工業的發展默默地貢獻著自己的力量。

　　奧運會結束后，這些大客車被作為北京專線旅游車，開始承擔新的任務。奧組委交給的任務完成了，以北京理工大學為主的項目團隊技術專家們并沒有滿足于此，他們要把這套電動汽車的新技術運用到生活中去，服務老百姓，并已經開始著手電動環衛車的研發。

　　新開發的電動環衛車有灑水車、垃圾清運車和掃路車三種車型，環衛車大部分在夜間和清晨工作，電動汽車低嗓音的特點尤其適合環衛工作，此外，電動環衛車也必須滿足能夠長期使用，適合走街串巷，車型美觀的要求。電動環衛車將率先在北京西城區和天安門地區使用。

　　“純電動客車關鍵技術及在公交系統中的應用”成果獲2008年度國家科技進步獎二等獎。研制的系列純電動公交客車自2001年起在北京應用，完成了世界大運會綠色服務車隊任務。目前，純電動客車在北京121公交線、金融街、長安街和天津、山東等地示范和推廣運用，純電動環衛車已在北京天安門和西城區使用，并逐漸推廣到全市。產生了重要的節能減排社會經濟效益和國內國際影響，200*年國際電動汽車協會授予北京市電動汽車推廣應用獎(全球*個獲獎城市之一)。

　　孫逢春因此獲得何梁何利科學與技術創新獎、GM中國科技成就獎和中國汽車工業優秀科技人才獎。在國內首次出版了《電動汽車——21世紀的重要交通工具》等著作；在該領域申報發明專利18項(授權2項)。

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　　二：讓開幕式“動”起來——全景式智能仿真編排系統

　　 非凡的光影效果為本屆奧運會開幕式的成功奠定了基礎,被廣泛應用于演出的LED在這里得到最大限度的利用,創歷屆之最.

　　開場的畫軸打開在一個巨大的LED屏幕上.屏幕長14*米,寬22米,是科技含量最高的一個巨大平臺,構成歷屆開幕式面積最大的一個舞臺,上面鋪了4.4萬顆LED.LED制造的光影效果和表演密切結合,幻化出各種圖案,將觀眾引入夢幻般的世界中.

　　演出核心的中心舞臺,是一個直徑20米的升降臺,藏在體育場中央的巨大“地坑”中,“地坑”頂端的蓋板可以平移.

　　卷軸和“地球”都從這個“地坑”升起.而“地球”是先壓縮在地下的,也就是說,球體結構必須是柔性的.而用升降臺升起球體之后,演員需要在球體的立面上表演,因此升起后又要具有很強的穩定性,才能保障演出的安全和效果.感謝高科技的鋁合金感光材料,讓“地球”能屈能伸.

　　“地球”的創意十分新穎,也是最能表現“同一個世界,同一個夢想”的亮點.“地球”上裝有*個軌道,*8名演員用鋼絲拉著,像失重般進行倒立行走及空翻等高難度動作.這項技術是國內首次使用,國外也不多見.

　　“活字印刷”的表演也是一大亮點.舞臺上凸顯的巨大“活字”并不是由機械操控的,而是由上千名演員表現的.技術人員在他們的“演出套”上設計了各種節點,提示里面的演員能找到坐標,找到隊形,提高了節目的準確性.

　　 數千身著白衣的武者將一套套太極拳打的行云流水、柔中帶剛；眉眼秀氣的女子身著旗袍垂首走過，含蓄中流露著文明古國千年的雍容氣度；2008個長衣武士擊缶傳歌、快速排列變化的字模、瑰麗多姿的地球和翱翔太空的宇航員，閃光的星星人和幾千張兒童笑臉一系列中國燦爛文明與輝煌時代的標志元素在人們的歡呼聲中接連亮相。2008年8月8日晚8點，第2*屆奧林匹克運動會在北京順利拉開序幕。近2萬人默契而有序的表演讓國內外專家和媒體稱贊有加——大到整體，小到局部，北京2008年奧運會開幕式表演“美麗的奧林匹亞”從各個角度都堪稱匠心獨運、美輪美奐、壯麗宏大。

　　 除了導演、演員、以及工作人員的通力配合之外，一個在藝術背后默默付出的科技團體也為此次奧運會開幕式大型表演立下了汗馬功勞，他們就是北京理工大學軟件學院“數字表演與仿真技術”的研發團隊。其團隊成員研發的“大型廣場文藝表演計算機三維智能仿真編排系統”在本次奧運文藝表演的創意、排練、演出，都發揮了重要作用。

　　 “這次表演從導演創新手段和表演內容上都是一次革命性的創新，除運用大量的數字化的背景外，全面系統地采用數字表演和仿真技術，為節目的創意、編排和呈現做出了開創性的貢獻。這種現代化手段不僅是彌補了過去手段的一些不足，更重要的是中國1*億人口、*0年改革開放成果、古老文明、現代和諧發展等等核心內容都得以完美體現。”項目負責人、北京理工大學軟件學院副院長丁剛毅介紹說。

　　圖1B 仿真系統編排擊缶演員倒計時

　　圖2 “文字”表演

　　圖2A 仿真系統字模設計

　　圖* “星光”表演

　　 科技與藝術的激情碰撞 仿真模擬系統推動奧運

　　 從200*年*月至200*年*月，北京理工大學軟件學院“數字表演仿真技術”的研發團隊的“計算機三維智能仿真編排系統”就已在很多大型演出活動中應用過，但針對2008奧運開閉幕演出的具體導演需求，原型系統功能的覆蓋率只有*0%。

　　 “首先，我們要完成奧運會任務。”研發團隊李紅松老師談到研發這套系統的起因時表示，能夠為北京奧運會做出應盡的力量和貢獻，心里感到很欣慰。

　　 在人們的常識中，科技與藝術似乎是很難搭界的兩門學科，因此，科技思維和藝術思維的分歧使科技研發人員與導演組的交流障礙成為最大的問題。“交叉學科，把原以為本來根本不可能合在一起的東西現在交叉起來，比如科學和藝術。這中間肯定有一個痛苦的過程。”李紅松在談到與導演交流時說，“痛苦的事情就是導演們的變化太多。他們的腦子思維很快，隨時可能產生新的想法，而他們的任何一個想法，對我們來說都是一個巨大的工作量。不過經過慢慢摸索，我們發現一些規則，如果這個工作根據某個規則來做是符合他藝術感覺的，他是不會大改動的。”

　　 導演組對仿真系統的接受也是一個漸變的過程。“剛開始，模擬出來一套方案，所有的導演都認為不可行，甚至看了我們的三維展示以后，還覺得我們的數據不準確。這時候，只好現場組織足夠的人員去擺，最后發現現場的情況和我們演示的完全一樣的，才完全信任我們。”科學的嚴謹性和可重復性讓團隊成員引以為傲。

　　 “起初，我們的定位是用計算機展示導演們的創意，后來發展到用計算機來驗證他們的想法，最后我們都慢慢地知道他們的哪些想法可行，哪些想法不可行。我們用計算機給他提供數據，然后他再改進方案。”隨著科技與藝術的水乳交融日趨深入和諧，模擬仿真系統由最初的被動改進，變成了后來的主動驗證，也為北京奧運開幕式的最終完成提供了數據上的保障。

　　 “艱難困苦，玉汝于成。”十個月的痛苦胎動孕育了今日奧運會開幕式的輝煌。“現在系統功能的覆蓋率基本上已經達到了80%。現在，利用我們這個系統，不只能畫圖，還能讓人動起來，看效果好不好。如果不好，立刻換。在導演的創意空間提高的同時，二者在沒有排練之前不浪費人力，節約了創意成本。”李鵬老師對于本團隊研發的軟件很有信心。

　　 作者： 12*.*4.1*1.* 2008-8-11 22:4* 　 回復此發言

　　12 回復：這次奧運會北理工做的貢獻好多呀！！

　　 “比較成功的事情就是去年解決的一個問題：確定人數。以前沒有人能夠明確地說明一個方案需要多少人，人與人之間的間距是多少，現在用軟件一排，這些就可以確定下來。以前導演們經常為到底需要多少人而爭執，現在這個軟件就可以解決這個矛盾了。”

　　 當然，編排軟件也不能解決所有問題，比如燈光效果。“軟件只是幫助他們完成60-*0%的工作量。我們只是把這60-*0%的工作流程做成一個系統，讓他們從以前的手工方法中解放出來，提高效率。”李紅松說，“其它的事，就要靠導演和演員的配合了。”

　　圖*A 人體鳥巢

　　圖*B 系統設計的人體鳥巢

　　圖4 “自然”表演

　　 保密工作一絲不茍 團隊力量凝結碩果

　　 由于奧運期間國家要求所有相關新型研發科技產品都要嚴格保密，北京理工大學“數字表演仿真系統”研發團隊遵照國家要求，放棄了在賽前進行技術宣傳的機會，而是選擇躲在幕后埋頭苦干，默默付出，將一場完美的奧運會開幕式展現給世人。

　　 “一是大家集中辦公；二是細致檢查。大家u盤上存的東西都定期刪掉。每一個星期都固定檢查一次。三是保衛處采取一些限行措施。”黃天羽老師在談到檢查措施時非常謹慎。

　　 “奧運之前的工作是分開進行的，包括服務和開發兩個部分，各占一半。”張龍飛老師介紹說，在團隊中，只有一部人核心人員兩者都做，有一部分只做開發，開發的就是寫軟件，三維的引擎，從服務里面抽取出來的算法，不接觸奧運會這些內容，只做工具。同時，開幕式的上篇和下篇的設計人員分成兩個房間進行研發，殘奧會也是如此。

　　 同時，他還重點介紹了一下參與此次研發活動的學生隊伍。“學生們都很配合，有一點補貼，但是不多。研究生參加這個項目，因為他們的課程不是很多，而且可以為做論文積累材料；本科生要么有能力有興趣，要么就是要保研的繼續會留在學院里的，大家在心態上沒有太大壓力。”不過，本科生參與研發的門檻還是很高的，都“是從那些很優秀的人選中挑出來的。”參加這次奧運開閉幕式仿真編排的學生有近40人，包括0*、06、0*研等。

　　 從去年8月份開始，熬夜到兩三點鐘對于研發團隊的老師們就成了家常便飯，關于那一段時間的艱辛勞累，團隊中每一位成員都深有感觸。“凌晨樓門鎖了，都需要叫醒樓管，請他們開門。但是我們從來都沒有耽誤白天學生們的正常上課。”一位老師表示。但是，時間上的緊張還不是唯一的困難，“目前國家還沒有為我們撥過一分錢的款項。”可見，資金上的困難也是研發壓力之一。

　　 “在自籌經費有限的情況下，大家都毫無怨言地送數據，取數據。沒有經費支持，學校支持經費自籌。我們繼續在爭取。看到學科背景了，我們有信心了。”丁剛毅說到此處，有一些激動，因為，作為一個科技研發人員，他的背后，是來自一個團結集體的有力支撐。

　　 即使暫時沒有國家的經濟支持，也要協助政府，通過激發整個團隊的力量，兢兢業業，踏踏實實地研發出來新的科技產品來積極配合奧運盛事，這就是北京理工大學傳承了半個多世紀的校訓——“團結、勤奮、求實、創新”，也是北理人的精神！

　　圖4A 仿真系統太極表演

　　 圖* 《夢想》表演

　　圖*A 仿真系統“同一夢想”設計

　　圖6 運功員入場儀式設計

　　 從新學科到新產業 新技術要以人為本

　　 “200*年10月份，校研究生院組織我們成功申報了北京重點交叉學科，目前是北京市唯一的‘數字表演仿真技術’學科。主要是把信息科學技術學院王涌天老師的光電設計成果和設計藝術學院、人文學院、計算機技術學院這幾個學院的相關內容進行總結，整理成材料，在今年1月8號上報。目前，北京市教委已經批準，該學科已經成了北京市重點學科。”丁剛毅在談到新學科的成功申報很高興，畢竟，這件事實際對在以工科為主的理工大學從事文化創意產業、變成產業基地、爭取成為創意人才培養基地起到了極大的推動作用。

　　 李紅松介紹，在國內，每年大大小小的廣場文藝表演數量很多，而且投資巨大，曾經有人做過調研，每年全國600多場。每個省、公司等都會舉辦這種大型活動，而一些國家級導演平常也就是在各個地方指導表演。因此，產業前景非常廣闊。“這種技術如果用好的話，可以直接在投標的時候展示創意直接用。倫敦奧運會也許說不定會用。”對于該學科的前景，老師們信心十足。

　　 同時，北京理工大學“數字表演與仿真技術”研發組還預計進行一些人性化設計。“word, excel這些軟件大家辦公都會用到，我們這個軟件將來可以完善到像word, excel這些軟件那樣，讓搞藝術創意的人方便使用，展示自己的創意。”不論科學技術發展到怎樣艱深的領域，能否“適應市場要求，為人服務”才是最終的指標。

　　 具體到人文藝術方面，該軟件可以衍生出新媒體以及相關的新生的交叉性的領域。除了藝術，還有比如城市管理、模擬訓練等等。以人為本，以人為主要的研究對象。而以后的發展趨勢，是社會人群的仿真、國家行政管理、基礎設施建設、醫院、安全事故的預防等方面，而目前的協助編排只是最基礎的表現形式。

　　 此外，在弘揚和繼承傳統文化，譬如，京劇劇種的保存上，也可以將京劇表演的典型動作做成視圖軟件，進行保存。從而取代了傳統的錄音、錄像、動畫等高成本影音形式。

　　 同時，在體育界，該軟件也有很強的應用前景。“把運動員的動作進行分析，比如體操運動，做成一個數據庫，訓練員在選練時候，從數據庫中挑取動作，然后看會組成什么樣的動作，得分比值會發生什么樣的變化。”黃天羽老師說。

　　 該學科團隊通過開展對數字技術、仿真技術和表演藝術交叉融合的研究，以及高層次文化創意產業人才的培養，能夠進一步提高北京市文化產業競爭力，可更好地為國家特別是北京市的經濟建設、社會發展、科技進步服務。

　　 學科團隊所研制開發的人群智能仿真系統在成功服務奧運會后，還可在200*年、2010年多項重大廣場活動，以及文藝演出、虛擬訓練、實戰演習、人群疏散方案評估等領域中得到繼續應用和推廣。

　　 暑假期間，北京理工大學“數字表演仿真技術”研發組還在為后面的演出繼續服務。因此，開發在繼續，攻關在繼續，奉獻在繼續#8226;#8226;#8226;

　　三、絢麗的奧運煙火在北理工成長

　　本報記者 李 櫻 《 人民日報海外版 》（ 2008年*月2*日 第 04 版）

　　　　“奧運五環”、“笑臉”、“腳印”等不規則動態圖形焰火將出現在8月8日的“鳥巢”上空，這背后有著北京理工大學師生一年多來在科研方面的支持。而這只是他們承擔的奧運科研*大類14個項目中的一個。隨著北京奧運會的臨近，越來越多高校服務科技奧運的成果將陸續揭開神秘的面紗。

　　　　“我們研究的無煙/微煙焰火、延時增效焰火、防潮防水焰火等科研成果已經被北京奧運會開閉幕式采用。”北京理工大學該項目負責人驕傲地說，同時他還透露，學校還承擔了開幕式點火創意的相關技術課題研究，“不過，目前這還得保密。”

　　北京理工大學爆炸科學與技術實驗室負責人趙家玉,是本屆奧運會主火炬點火團隊的主要成員.從200*年起,他作為項目負責人,參加了國家科技支撐計劃奧運科技專項課題“北京奧運會開閉幕式焰火關鍵技術研究”,目前已申請了10多項專利.

　　趙家玉說,以往奧運會也有奧運標志被應用到焰火的燃放中,但基本上都是在地面固定好煙管,裝好焰火彈,同時點火,以便在天空中制造出奧運五環效果.“我們通過科技攻關,掌握了動態空中焰火組圖技術,讓五環動起來了.”

　　據介紹,用于“奧運五環”的特效煙火彈分三層,最外層為黯然點火藥,也就是說,煙火彈從發射到升至100米高空時,遠距離觀賞者是看不到的.煙火彈上升到100米高空后,第二層點火藥開始燃燒,這層火藥燃燒速度非常快,觀眾會在這一刻突然看到煙火彈,震撼效果強烈.隨著煙火彈快速上升,第三層高亮度銀白色火藥開始燃燒,焰火圖形變大變亮,一個直徑*0米的巨大的環形圖案最終形成.

　　奧運會開幕式上的“笑臉”也屬于不規則動態焰火.趙家玉說,“笑臉”發射器類似人臉圖形:外環有*2根發射管,形成臉部輪廓;內環上部有兩個發射管,就像眼睛,下部是8個發射管,類似微笑時的嘴巴.42個發射管同時發射,在距地面180米的高空呈現出最大長度80米的“笑臉”,全程*秒鐘.

　　趙家玉說,“笑臉”分紅白兩種顏色,但眼睛部位的藥劑分不同顏色,顏色的變換,讓觀眾看起來就像在眨眼微笑.