揭開奧運背后的科技謎團畫卷用145米LCD

2008年8月8日晚上8點，中國人的百年奧運夢終于夢圓。全球觀眾在領略過2008北京奧運會開幕式的宏大與壯觀、絢麗與唯美后，都不得不驚嘆，2008北京奧運會的確是一次高科技的盛宴。

事實上，無論是開幕式，還是往后十幾天的比賽中，北京奧運會處處都蘊含高科技。借著奧運會這個匯聚全球眼球的盛事，中國人也好好地展示了一把中國的高科技，參與奧運會的每一個人也都能切身感受到科技奧運的快感。

科技奧運無處不在

事實上，北京奧運會開幕式只是一個開始，在隨后十多天的奧運會比賽中，各種各樣的高科技手段將貫穿整個2008奧運會，下面跟隨我們的腳步一同感受北京奧運會的高科技吧。

 

開幕式文藝表演：多彩的畫卷述說歷史

高清轉播連毛孔都清晰可見

地點：所有奧運場館隨著65輛高清轉播車開進奧運會的各個場館，北京奧運會成為奧運歷史上首次采用全部高清信號轉播的奧運會，全部28個比賽項目的電視轉播都將采用高清信號進行。這些高清轉播車造價高達5000萬人民幣，全球僅有140輛，這次奧運會就將使用65輛，達到總數的近50%。在中央電視臺的轉播間中，兩個巨大的屏幕顯示著完全一樣的圖像，但是只要看上一眼，就會發現，右邊顯示器中的人像要逼真許多，在特寫鏡頭中，連人的毛孔都能清晰可辨——這就是奧運高清數字信號的出色表現。

奧運會期間，中央電視臺有7個頻道報道奧運會，其中5個是公共廣播頻道，此外還有2個是付費頻道。而其中的高清頻道將在其中大顯身手，專門轉播那些最能體現高清畫質特征的項目，例如游泳、田徑、體操等。中國電視電聲研究所高清工程師安永成說，高清數字節目信號的信息容量是普通標清信號的5倍，能夠把電視里的人物和景象顯示的非常逼真。

地源熱泵夏涼冬暖

地點：乒乓球館

昨天，奧運賽場迎來了中國人最熟悉的賽事——乒乓球比賽。由于乒乓球輕而小巧，場館內空調的微風都會直接影響到運動員的表現，可是如果一旦沒有涼氣，在炎熱的夏季，運動員和觀眾都將無法忍受。“這個被稱為地源熱泵的技術完美地解決了這個問題。”清華同方設計人員介紹說。熱泵的原理實際上就是把房間里面的熱量傳導出去，儲藏在一個“能量庫”里，到了冬天要采暖的時候，再把“能量庫”里儲存的熱量注回屋里，如此循環往復。

此次在北京兵乓球館，設計者參考了周圍地理環境后，通過一系列的測評發現最適宜做“能量庫”的是地源的能量，于是最終他們選用了地源熱泵。設計人員介紹說，地源熱泵系統是一個節能環保型的技術，如果用在酒店、醫院，或者其他設施里面，它的運行費用會比常規的系統的運行費用節約30%以上，“而像奧運會比賽這么集中的，高密度的使用，它的節能率還要更高一些。”

“鳥巢”照明晚上如同白晝

地點：國家體育場

北京奧運會田徑決賽將在夜間進行，這對國家體育場也就是“鳥巢”的燈光照明強度有很高的要求。一般的體育場，場地四周立起四根大柱子，上面裝有幾排照明燈。通常情況看到運動員有好幾個影子。還有的場地在頂棚上鑲嵌了一排照明燈。

“鳥巢”里除了頂棚上零散地鑲著照明燈以外，四處都有照明燈分布，有的燈還是用繩索懸在半空。據相關人士介紹，“國家體育場內共裝有663盞照明燈，位置分散，角度不同，這些燈能把夜間的‘鳥巢’內部照得像白晝一樣。”

珍藏版“祥云”也精彩

售價：2900元

當圣火在全球傳遞時，那個承載火種、刻著云紋和浮雕等中國元素的火炬不可避免地成為世人關注的焦點，很多人因此夢想擁有這樣一把頗具紀念意義的火炬。不過，真火炬僅僅制造了26440支，數量畢竟有限，普通民眾很難觸及；好在除了真火炬以外，還有20萬支紀念版奧運火炬“火舞祥云”將作為奧運特許商品面向全球公眾銷售。

據悉，奧運火炬“祥云”由聯想與航天科工集團共同設計，中山華帝負責生產，珍藏版“火舞祥云”也由華帝生產，采用同奧運火炬一樣的工藝，外形上擁有比例縮小但相同的云紋、浮雕等立體效果，內部也采用同奧運火炬一樣的機芯結構，此外還配備了一把北京奧運火炬鑰匙。“火舞祥云”主體特制長度為29厘米，寓意第29屆奧運會。“火舞祥云”套裝共分5個部分：火炬主體、人造水晶底座、真實奧運火炬鑰匙、火炬傳遞標志擺件、火炬手套及擦拭布。

太陽能、水冷空調現身奧運場館

地點：奧運場館

作為本屆奧運會的唯一白電贊助商，海爾為奧運村和37個奧運競賽場館提供了共6萬件產品，這也使得北京奧運會成為奧運史上綠色家電運用最多的一屆。除了各種綠色環保家電，最耀眼的還屬海爾的中央空調系統，據悉，海爾中央空調入駐了23個奧運場館，為運動健兒與觀眾創造舒適的比賽與欣賞環境。

此次海爾中央空調不少類型的產品被運用到奧運場館中，其中有為奧運網球中心、青島奧運帆船基地以及奧運村配備的太陽能空調系統，有為首都體育館、北京工人體育場等5大奧運場館配套的水冷螺桿中央空調。由于奧運場館對配套設施一向高標準嚴要求，企業如能中標奧運項目無疑是對其品質和實力的認可。

WiFi無線熱點全覆蓋

地點：全部奧運會場館

隨著互聯網的發展，人們對網絡化日益接受，奧運會也會越來越網絡化，無論是傳輸設備、視頻監控，都離不開對寬帶的應用。據了解，目前奧運會的25個正式比賽場館和8個臨時比賽場館都已全面覆蓋了無線熱點，WiFi技術將成為本屆奧運會的一大亮點。

在8月8日北京奧運會開幕式上，當站在15個攝影機位上的攝影記者按下快門的一瞬間，照片就已傳至坐在媒體看臺或者主新聞中心的圖片編輯的電腦系統中，他們可能創下了自己職業生涯的最快發圖紀錄。這是怎樣實現的呢？

這里不得不提中國移動開發的即拍即傳業務。攝影記者通過使用能夠接入中國移動WiFi無線網絡的數碼相機或微型電腦等終端，將所拍攝的照片以最快速度通過無線網絡傳送到圖片服務器接收端。

TD手機的奧運之旅

地點：奧運場館重點區域及北京市主干道售價：1800元到3800元不等看奧運比賽的觀眾可能會留意到電視廣告中反復出現的這樣幾個字母：TD-SCDMA，配合彰顯中國傳統文化的畫面，TD這項中國自主研發的3G網絡標準在奧運時刻將被更多的國人記住。

試商用4月有余后，在奧運工作人員、志愿者和社會化友好用戶手中，TD手機開始了它期待已久的奧運之旅。而在奧運場館的重點區域，TD手機的3G功能得到演繹，視頻電話、手機電視等帶給奧運工作人員和志愿者新鮮的體驗。“在這里信號比外面穩定，我們試過打視頻電話非常流暢。”來自廣東的奧運志愿者小林告訴記者。

開幕式的神秘面紗

萬眾期待的北京奧運會開幕式終于揭開了神秘的面紗，凌空而起的星空“奧運五環”、劉歡與莎拉·布萊曼高高站在“地球”上高歌《你和我》、場中巨大的畫卷講述著中國四大發明的壯麗故事、體操王子李寧以空中漫步的方式點燃奧運主火炬……在這一幕一幕精彩的背后，其實也蘊含著令人嘆為觀止的高科技。

光影完美結合的“畫卷”之謎

北京奧運會開幕式總導演張藝謀在開幕式后回憶道：“長卷打開的問題，是我們一直放不下的一個想法，在這三年中，我們有過無數想法，我們想選擇中國的一個特有的表現手法。恰巧我們三個人都非常喜歡中國畫，這個是通過地面的大屏幕，一點點分段放映，然后演員和它進行咬合，這樣才有了一個完美的組合。”

正是這個驚艷絕倫的“畫卷”貫穿了整個奧運開幕式，并毫無疑問地成為了全場的焦點。觀眾所看到的“畫卷”其實是通過地面上龐大的LED屏幕“播放”出來的。根據承包北京奧運會開幕式影像制作的水晶石公司介紹，由于“鳥巢”現場的屏幕十分巨大——場地中央的LED地面屏幕有145.5米長，“鳥巢”頂部碗邊環幕更接近500米長，所以大多影像都制作成了4K及7K的分辨率（普通數字電影為2K），數據處理量非常大，在曙光公司的技術支持下，水晶石調用了超過460個雙CPU四核的刀片服務器進行數據處理，總計達50T的數據量（1T=1024G），最終制作出10余場次、總時長超過60分鐘的數字影像。

而把這些數字影像在巨幕上完美地展現出來也一件復雜的事情。北京奧運會開幕式燈光總設計沙曉嵐介紹，場內使用了140余臺大功率數碼投影設備，使活動影像、視頻影像可靈活地出現在表演區、大型道具和體育場結構沿口立面，營造了燈光的“多維”效果。其中，鳥巢結構的沿口立面自然形成了一個高14米、周長500米的空中環幕，63臺大型數碼投影機3機重疊，組成了21組互相連接的畫面。21組畫面的邊緣自然融接，毫無痕跡，可謂天衣無縫。

并且，開幕式使用了大量目前世界上最先進的燈具設備，配備了各種智能燈具近3000臺，是歷屆奧運會數量最多、規模最大的一次。

上面所有這些設備都需要有一個管理、控制的中央平臺。北京奧運開幕式后的幾個小時，微軟公司嵌入式視窗產品部項目經理施衛娟在她的個人博客上寫道：“奧運開幕式嘆為觀止”，并透露開幕式上眼花繚亂的光影效果是由120臺HESAxon MediaServers服務器控制產生的。“所有的燈光效果以及放映機移動控制都由AxonMedia Servers 實時處理并通過三臺Wholehog 3燈光控制臺操縱完成”。這批為北京奧運會特別裝配的AxonMedia Servers具有很強大的配置：處理器是IntelCore 2Quad四核處理器，主板是華碩的P5WDHDeluxe，顯卡也是華碩的ATIHD2900XT，硬盤是希捷的Barracuda 7200.10320GB，還裝配了Windows XP Embedded嵌入式操作系統。

圣火不滅之謎

張藝謀事后表示：“整個開幕式過程中最擔心的，當然是點火了。李寧拿著火炬上升的時候，因為氣壓和風，有那么幾秒鐘好像覺得要滅了，當時把我們嚇壞了。我當時腦袋‘嗡’的一下就大了，我想，這滅了問題就大了。好在跟排練一樣，它沒有滅，只是暫時的一個視覺誤差現象。”點燃主火炬的一刻，也是萬眾期待的一刻。

據承擔奧運主火炬點傳火裝置的研制、生產、安裝任務的晉東公司介紹，火炬點傳火裝置主要由點傳火線路和傳火通道兩部分組成，分別用祥云系列、圣火1號等多種特種藥劑組合而成，點傳火裝置總長80米，采用了先進的變速燃燒技術和雙通道可靠性技術，其3個不同的燃燒速度分別為1米/秒、10米/秒、30米/秒，燃燒總時長為15秒，且具有防風、防水、無煙、耐高溫等特性。

而奧運開幕式火炬項目副總指揮、燃氣集團調度中心主任許彤則道出了更多幕后故事：北京奧運主會場主火炬的火焰高8米，寬4米。火炬造型呈螺旋上升狀，決定其形狀、色彩的特點在于火炬燃燒器，它由數百個燃燒孔排成排、編成組，對火焰燃燒實施分段控制與調節，并形成1.6米高度差的立體造型，這和以往火炬的燃燒器呈平面盤狀有很大差異，既集中了火力，使火焰形狀完整連貫，又增強了觀賞性。

據了解，點燃的火炬經受住了六組消防高壓水槍制造出的“人工降雨”環境的考驗，保證了火炬在每小時降水80毫米的暴雨天氣下仍然正常燃燒，并在燃燒系統內加裝了專門的防風裝置，具備抗相當于10級風力的能力。主火炬同時采取了一系列防雷技術，可防雷擊，且能“熄火無噪音”。

而李寧手中“好像要滅”的“祥云”火炬其實也是非常安全可靠的。據設計“祥云”火炬內部燃燒系統的中國航天科工集團介紹，他們通過增加穩壓裝置、主燃室和預燃室雙保險等方式，解決了“祥云”火炬在大風、大雨情況下不斷燃燒等一系列難題：火炬在燃料氣體、穩壓裝置和燃料罐的支持下，可以持續燃燒20分鐘，火焰高度可達25至30厘米，并能在每小時65公里的強風和每小時50毫米降水量的大雨情況下保持燃燒。

LED應用得出神入化

開幕式開始時2008人的擊缶表演中，缶是如何做到隨表演者的韻律而閃動呢？其實發光的是安置在缶敲擊面四周的LED發光二極管，表演者能夠通過開關進行控制：打開開關時，敲擊缶面LED就會發光；關閉開關則相反。缶上的LED燈光與現場的背景燈光相互配合，就能營造出變化萬千的開幕式“倒數”效果。還有空中徐徐升起的“奧運五環”標志也是LED等的杰作。北京奧運會開幕式技術總監侯軍祥工程師透露，“奧運五環”標志一共用了4萬多個高級二極管，組成了一個36米×12.5米的巨型五環。這個LED五環在場內觀眾的相機閃光燈以及身上裝有LED燈管的“飛天”演員的襯托下蔚為壯觀，最后通過鋼索將“奧運五環”吊上半空。

奧運煙花都是“聰明”煙花

北京奧運開幕式上燃放的煙花與我們平常節日看到的有點不一樣，都是裝有電腦控制芯片的“聰明”煙花。據奧運會開幕式鳥巢焰火燃放實施總指揮趙偉平介紹，以往燃放煙花是用引線點燃，需要人工操作，燃放時間上難免存在誤差，但這些裝有芯片的“聰明”煙花能夠做到精確時間發射，能夠設定任何時間發射，甚至精確到毫秒。

只要在電腦中預先設定煙花燃放參數，比如在什么地點、什么位置、什么時間、燃放什么品種的煙花，點火都能通過電腦控制。

揭秘奧運會高科技計時系統

奧運會的計時系統發展到今天已經是一個非常龐大、復雜的高科技系統，高速數碼攝像機、電子觸摸墊、紅外光束、無線應答器等高科技產品在有條不紊地互相搭配工作，即便千分之一秒的差距，也能分辨高下。

事實上，在今天的奧運會中，不同的比賽項目有著不同的計時系統，究竟這些系統是如何運作的呢？我們一探究竟，去看看奧運會上的高科技計時系統。

賽跑連發令槍都電子化了

在持續時間不足10秒鐘的100米短跑比賽中，準確計時就顯得至關重要。因此，計時的方方面面均要實現電子化，甚至是發令槍如今也電子化了。一旦選手雙腳蹬在起跑器上，做好起跑準備，計時官員扣動發令槍扳機，通過銅線發出電流到起跑器和單獨的計時臺。電流會啟動計時臺上的石英晶體振蕩器，與此同時，發令槍的聲音經由每個選手起跑器的揚聲器放大，這樣一來，所有參賽選手即可同時聽到發令槍響，以最快的速度起跑。

而在賽道的終點，激光信號則從終點線一端傳向另一端，而另一端的光傳感器會收到激光發出的光束信號。當選手穿過終點線，光束受到阻塞，電子眼立即向計時臺發送信號，記錄下選手的比賽用時。同時，與終點線平行安裝的一臺高速數碼攝像機會以每秒2000次的驚人速度，將圖像掃描到一個狹窄剖面上。

計時臺則將比賽時間發送給裁判席和電子計分板。圖像則會被發送給電腦，電腦使圖像與時鐘實現同步，令其處于水平時標的并行位置，構成一幅完整的圖像。

自行車比賽秘密在輪胎上

無線應答器將安裝在每輛自行車前輪輪胎前緣，可以隨時向安裝在起點線、終點線及沿途各站的天線發送識別碼，這些天線將記錄下每名選手的比賽時間，將其發送給計時臺進行比較。三臺高速攝像機安裝在終點線(包括跑道上)，提供按照時間順序確定的選手成績，如詳細記錄每名運動員輪胎前部數據的垂直指針，用于幫助確定冠亞軍最終歸屬。

游泳觸摸池壁計時

每名游泳運動員的起跑器類似于短距離田徑比賽，均安裝有一個揚聲器，用于宣布由計時官或起跑器啟動的時間。

在接力比賽中，身在泳池中的選手必須通過按動游泳池壁的觸摸板，才能“交棒”給下一位隊友。接著，觸摸板將信號發送到計時電腦，記錄下第一名運動員的比賽時間，同時啟動第二名選手開始的時間，并報告給計時板。

這種觸摸板由一堆薄薄的PVC和水平帶制成，可以記錄集中壓力(如來自于選手的手)，而不是分散壓力(如泳池的波浪)。蛙式游泳、自由式游泳、仰泳等個人項目的計時過程均與之類似，比賽期間，選手必須按泳道兩端的觸摸板，記錄下他們的比賽時間。（陳學東 董毅 洪文鋒 曲瑜 吳木鑫 鄭平）