2022北京冬奥会惊艳全球！请为背后的中国科技力量撰稿

北京冬奥会开幕式上“冰雪五环”

导读：举世瞩目的北京第二十四届冬季奥林匹克运动会开幕式4日晚在国家体育场隆重举行。“双奥之城”北京又一次奉上了一次空前的视听盛宴。晶莹剔透的冰雪五环、浪漫唯美的雪花火炬台、璀璨夺目的数字光影……这些久久无法让人忘怀的唯美画面，不仅得益于中国人的巧思妙想，还得益于中国科技企业的鼎力支持。

这场冰雪盛会的开幕式惊艳全球！人们如此赞叹：开幕式的每一帧都很美。开幕式用大气唯美的画面，灵动巧妙的创意，惊艳了全世界，展现出一幅人文与科技水乳 交融的美好中国画卷。

一、五环升起背后有“航天人”的心血和巧思

冰蓝色的水墨从天而降，凝结成冰，近3层楼高的冰立方拔地而起。绚丽的激光打在冰立方上，冰球运动员与影像冰球击打互动，在音乐烘托下冰立方渐渐碎裂，“雕刻”出晶莹剔透的五环，五环于碎冰中徐徐升起，宛如夜空中璀璨的恒星。

奥运五环“破冰而出”是北京2022年冬奥会开幕式上让人惊艳的一幕，是艺术与科技的完美融合。开幕式上升起的奥运五环长达19米、高8.75米，重达3吨，厚度却仅有35厘米，如此反差被技术人员称为“薄如纸”。五环依靠鸟巢上空的威亚系统，稳稳升起悬挂半空，最后又缓缓沉入舞台之下，下落时摆动幅度不超过7.5厘米，升降精度控制在毫米级。“说得夸张一点，这个操作的难度就像用两条线把一张白纸，全程平稳地提起来、放下去。”

1、400吨冰立方如何升上地面

要揭秘奥运五环“破冰而出”过程，就不得不提藏于地下的主舞台机械结构。在那里，数十套电机与刚性链条、滑轮带动着大型升降台等活动设备，实现舞台的平移、升降、翻转。

主舞台机械结构实景

据航天冬奥专项工程地面舞台项目总设计师、中国航天科技集团一院15所冬奥项目总师何冠杰介绍，地面舞台系统是北京冬奥会开闭幕式的核心设备之一，整个舞台是一个无缝衔接的LED显示屏，面积超过1万平方米。开幕式LED舞台面积创世界之最，防水、防雪、防冻等特性的加持，让难度系数成倍放大，工程量是北京2008年奥运会LED舞台的10倍。

“巨大的舞台之下，是重约5000吨、近6层楼高钢结构焊成的钢铁骨骼，它在观众看不到的地下耸立支撑。”地面舞台保障负责人赵劲彪说：“如此规模的钢结构舞台要足够稳定，需要一组横梁像手臂一样在侧面‘扶’住，但鸟巢建筑结构特殊，不允许搭建横梁。”

“我们就向地下扎根。”舞台施工负责人赵翔带队计划施工进度、逐平方米测量标高、逐块屏幕测试稳定性。钢结构表面五六十摄氏度，他们一焊就是几个小时，抵着钢结构的臂膀烫出水泡也浑然不觉，硬是将这座世界最大的舞台精度误差控制在毫米级。

晶莹剔透的冰立方缓缓升起，梦幻般的光泽美得让人窒息。冰立方升降装置保障负责人肖亮，没有陶醉在这片浪漫里，他保持着设计施工中惯有的冷静，目光像能透视一般，细细考量内部结构运行轨迹。

为了实现“冰山”效果，肖亮带队历时数月设计迭代，第一轮实物试验结果出来后，连亲自参与施工的外协人员都不敢相信自己的眼睛，耗电315千瓦每小时的电机，拖着400吨的冰立方，走完10米行程，实际传动效率与理论计算值仅相差0.01。

2021年7月，航天科技集团五院508所接到了一项任务：利用航天器回收着陆试验场构建模拟主火炬的试验环境，运用成熟的航天器试验验证技术，为北京冬奥会保障工作提供助力。

为了保证主火炬的有效起吊高度和承载需求，他们选用航天器回收着陆试验场内高40米、长25米、宽15米的冲击试验塔架作为试验主装置，并对机械结构和电力系统进行适应性改造，以满足主火炬及其吊挂机构的安装要求和试验要求。这个试验塔架平时主要用于航天器回收着陆系统的着陆冲击试验、绳带冲击试验、弹伞开伞试验等，具有高强度、高可靠、操作便捷等特点。

试验验证过程中，为了更真实的模拟主火炬在鸟巢内的应用环境，降低自然风及光线影响，508所项目团队结合半个多世纪的航天器降落伞研制经验，选用具有特殊性能的航天器用特纺柔性材料，制成总面积约3000平方米的三面防护网，分别悬挂、固定于试验塔架的西、北、东三个方向。由于柔性材料本身刚度不够，受风力影响，防护网可能随风摆动而影响试验，项目团队别具匠心，利用降落伞设计技术，在防护网周围增加了径向带和纬向带设计，并选用伸缩量小的绳带作为系留绳，保证了防护网即使在大风条件下依然保持稳定的张力和可靠性。

另据了解，主火炬的燃料为氢气，氢气瓶的安全存储也是试验过程中的重要环节。为此508所充分利用试验场内具有防爆功能的航天器推进剂加注间，增设强排风系统，定时排风，每日由专人负责检查，保证氢气瓶的存储和使用过程安全可控。

从试验准备到试验实施，历时半年之久，508所的试验队员们秉承航天精神，从酷暑到严寒，始终坚守在第一线，在保障全年航天科研型号任务圆满成功的同时，助力冬奥会主火炬的完美“飞扬”，为北京冬奥绘上中国航天的一笔浓墨。

二、冬奥幕后科技力量—京东方

京东方也是这场既恢弘又浪漫的开幕式强大的“幕后力量”之一。从令全球观众赞叹不已的主火炬台、全球最大的8K超高清地面显示系统，再到整个赛事期间随处可见的8K超高清显示大屏、志愿者数字胸牌，京东方的显示技术和物联网科技，在全球瞩目的平台上集中释放。

全球最大8K超高清地面显示系统，打造流光溢彩的梦幻数字舞台

小草复苏，幻化成一朵巨大的蒲公英，小男孩轻轻一吹，蒲公英从地上飞散开来；一点水墨滴落，幻化成“黄河之水天上来”的奔腾气象，从鸟巢“碗口”倾泻而下，铺满全场；轮滑运动员随着音乐飞驰，脚下的轮滑在地面显示屏上拉出“更快（Faster）、更高（Higher）、更强（Stronger）、更团结（Together）”的格言……

这些美轮美奂的景象，在开幕式上屡屡上演，惊艳的视觉效果震撼了全世界。“我们这次做了全球最大的一个光影屏，相当于15个IMAX电影屏。”开幕式视效总监王志鸥在接受媒体采访时自豪地说。

这样巨大的光影屏，实际上是一个繁杂的数字创新工程，需要具备科技美学和技术手段来完成它。笔者了解到，这样一个包括超高清显示、大数据处理、低延迟传输同步、安全可靠等诸多要求的大型地面显示系统，同样来自于京东方。

这个显示系统非常“大”。据了解，整体显示系统整体面积超过1万平方米，由4万块LED屏组成，地面线缆总长超过20千米。8K超高清则是这一大面积显示系统的突出亮点。京东方采用了多个8K 级分辨率的画面融合技术，通过超大规模的光学校正算法，能够对于显示画面进行逐个像素点级的光学校正，最终达到100000:1超高对比度、3840Hz超高刷新率，以及29900x15096超高分辨率。

同时，这一显示系统还展现出了超高的同步性和流畅性。依托京东方自主研发的超大规模显示模组控制与同步系统，信源至显示端整体链路信号传输延迟小于2帧，达到了目视及拍摄无延迟的效果。与此同时，系统具备GenLock物理同步时钟机制技术，播放端信号之间可实现逐帧同步传输，避免了跳帧、卡顿、闪烁、抖动等延时问题，最大程度还原视觉素材创意效果。

可靠性方面，京东方则在软硬件两方面都做足了功课。硬件方面，能经受5000次以上的高强度踩踏，可承受零下30摄氏度的极端低温；软件方面，在供电、信号、驱动、显示组件上都设计了独立的AB两路双套系统，确保万无一失。

作为显示面板龙头企业，显示系统虽然一直都是京东方的强项，但创造出全球最大8K超高清地面显示系统，打造出流光溢彩的梦幻数字舞台，这样的超强前沿技术集成能力和创新落地能力还是会让人赞叹，京东方由此也向世界完美展现出了中国科技翘楚的风采。

与2008年北京夏季奥运会不同的是，本次冬奥会开幕式重点在于“向全世界讲出中国故事”。 总导演张艺谋表示：“这次不再像过去那样，说我们有很多家底，向世界介绍自己。这次我们大声地说出“我们”，就是全世界人类。开幕式不再只为我去表演，而是为了你去表演，为了大家去表演，文化自信就是表现在这一方面。”

从2008到2022，14年过去，本次冬奥开幕式成为展示中国文化自信的最精彩的舞台！惊艳的艺术效果背后，离不开现代科技的支撑。甚至可以说，技术已经不仅仅作为艺术的辅助手段，而早已融入成为艺术的一部分。

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