北理工師生慶典前進行了全要素、全方位、全流程的三維仿真模擬 國慶群眾游行用上“科技大腦”
發布日期： 2019-10-09 供稿：北京市人民政府網
編輯：吳楠 審核：王征 閱讀次數：原文標題：北理工師生慶典前進行了全要素、全方位、全流程的三維仿真模擬 國慶群眾游行用上“科技大腦”
原文鏈接：http://www.beijing.gov.cn/ywdt/zwzt/70zn/yw/t1602317.htm
在國慶群眾游行中，36個方陣、70組彩車和10萬余名群眾描繪了一幅波瀾壯闊的歷史畫卷。如此龐大復雜的慶典活動，成千上萬個創意如何有序組合？不同方陣的訓練效果如何評估？游行現場的組織、指揮又是如何進行的？“仿真模擬系統是此次國慶群眾游行的‘科技大腦’”，北京理工大學計算機學院黨委書記丁剛毅教授作為仿真模擬系統團隊的負責人，帶領62名北京理工大學的師生，對這次盛大無比的國慶群眾游行，以秒級和厘米級的精度，進行了全要素、全方位、全流程的三維還原。
丁剛毅說，天安門廣場上所呈現的一切都并非一日之功，除了城樓、金水橋、華表、國旗桿、紀念碑等元素是原先就有的，其他諸如“紅飄帶”、臨時觀禮臺、紅燈籠、彩車、音樂、視頻、解說詞，甚至游行群眾的服裝、道具等萬千創意和元素，是在將近一年的時間里慢慢累積的。
這些創意和元素是如何做到有序和諧、互不干擾呢？丁剛毅說，仿真模擬系統是一個集成系統，它可以將不同部門的需求和想法在電腦中三維建模，將各類創意展示出來。“就是把一個大事件，在空間上以厘米級、時間上以秒級的精度模擬出來，哪個創意是合適的，哪個創意是需要修改的，一目了然。”
很多創意、想法和修正是二十幾個工種在不同時間段提出的，好在仿真模擬系統具有可修改、更新快的特點。截至國慶前一周，仿真模擬系統團隊在8個多月的時間里，共計完成了27個版本，制作了各類模型10萬余件。
在群眾游行的各種方案成型的階段，如何評估訓練效果就顯得尤為重要。然而，多達十余萬人的群眾游行方陣，如何精準地看出他們的訓練效果呢？丁剛毅說，仿真模擬系統不僅可以對環境因素進行精細建模，還可以對人群隊形和行進行為進行建模，“比如群眾游行的第一個國旗方陣一步是75厘米，第三個致敬方陣是一步60厘米，仿真模擬系統事先把這些要素錄入，訓練時再實時捕捉每個方陣的行進速度、隊形狀態和通過時間等表現，給每個方陣打分，這樣就能直觀看到每個方陣的訓練效果，以及需要調整的地方。”
除了輔助訓練和效果評估，群眾游行的十萬余參與者以及現場觀眾如何集結和疏散，仿真模擬系統也能通過建模來發現問題，優化集結疏散方案。
“這幾次彩排我都在現場，因為仿真模擬系統還有一個輔助現場指揮的功能。”丁剛毅說，根據現場采集的數據，仿真模擬系統能夠迅速判斷前一個方陣是快了多少秒，還是慢了多少秒，并能給出下一個方陣需要調整的時間。仿真模擬系統到底“真”到何種程度呢？丁剛毅為記者做了展示，記者在畫面中看到，隨著鼠標的轉動，系統可以在天安門城樓、觀禮臺、地面和空中等任何角度看游行。系統中，每個方陣的細節都能看清，例如情景一方陣的自行車，一根根車輻條都十分清晰，不僅道具、服裝一比一還原細節，方陣里每個人的動作都不同。
“今年群眾游行是按照‘自由、生動、歡愉、活潑’八字方針進行的，因此，我們根據每個方陣的特點為其設置了自由度，然后再給方陣里的每個人設計了相應的動作和站位。”丁剛毅說，“雖然每個人的位置、動作都不一樣，但這通過算法可以批量自動生成，這也是仿真模擬系統的特色之一。”
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