新知 | 高科技手段加持，恢宏历史今日壮阔再现——聚焦红色经典视觉呈现背后的科技力量
作者：新华日报交汇点讯 一场场演出、一个个新媒体作品，在高科技手段加持下，恢宏历史壮阔再现。这个7月，我们看到，庆祝中国共产党成立100周年的艺术呈现背后闪耀科技光芒。这些科技元素的技术原理是什么？科技手段如何增强视觉艺术的感染力？《科技周刊》记者为您采访科技专家。
让老照片动起来，AI助力经典电影修复重映
6月30日，话题#AI修复，李大钊陈延年们露出微笑#一度冲上微博热搜第一。正如话题中所陈述的内容，AI技术再现了李大钊、陈延年等九位革命先烈微笑的样子，他们眼神中透露出坚毅，也饱含对今日盛世的欣慰。
本次修复工作是科技博主大谷操刀，他主要负责项目中AI修复这一部分。据大谷介绍，本次修复主要利用GPEN、RIFE、DeOldify等算法和AI技术，通过脸部高清增强、细节增强、增加照片分辨率、补充像素细节，以及AI降噪、无损失放大等功能。
革命先烈们露出笑容的技术原理是什么？南京视网么信息科技有限公司CEO张帅告诉《科技周刊》记者，人的面部肌肉运动有一定的规律，可以利用AI算法通过成千上万样本学习掌握，建立面部表情的动作模型，同时分离外观与运动模型，这样当输入一张新面孔照片，AI算法可以通过反向拟合完成人脸照片高仿的表情运动，有时足以以假乱真。“简单来说，就是AI拟合了面部动画模型，导出照片输出视频，照片中的人物就动了起来。”
6月，不少早期经典影片开始重印。由于影片大多由胶片作为介质承载，材质脆弱、储放环境差、频繁搬运等问题造成很多胶片受损严重。记者看到，视频网站上，借助ZoomAI视频增强技术将平台技术实力与致敬经典相融合，让《地道战》《东方红》《冰山上的来客》《李双双》等上百部经典完成了“修旧如旧”的蜕变。
张帅解释，ZoomAI视频修复系统可根据修复内容特点自由组合内置算法模块如划痕修复、超分辨率、智能插帧、色彩增强、人脸修复等，实现全自动“一键修复”，保证画面的高质量还原度。与传统的逐帧人工修复相比，使用ZoomAI后的修复效率比人工修复提升500倍，确保面对大规模亟待修复的珍贵影像遗产时，能够高效且低成本的进行抢救与保护。
此外，ZoomAI视频修复技术还可用于解决视频分辨率低的问题，把低清晰度扩大到高清晰度，使用户在5G时代可以有更好的观看体验。它还能将3D动漫、激烈打斗、镜头移动等用户观看中会感受到卡顿的视频场面帧率提升到原来的2倍，使画面流畅度增加。
光电技术打造高科技盛宴，5G支撑太空连线
即时摄影投放屏幕、连线太空、CG技术、AR技术……7月1日晚，庆祝中国共产党成立100周年文艺演出《伟大征程》使用大量最新演艺科技，是一场不折不扣的光电高科技盛宴。
在5G技术支持下，三位航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波从太空发来祝福，成为该场演出的最大亮点。中国空间站距离地球的垂直高度约400公里，其环绕地球时的距离演出现场的距离可以上万公里，它是如何实现即时通信的？
东南大学教授、紫金山实验室课题负责人赵涤燹接受《科技周刊》记者采访时表示，即时通信的实现依托的是类似宽带卫星移动通信的技术。“基站千千万，却总有覆盖不到的地方。要达成目标，要依靠宽带卫星通信和5G毫米波通信。” 赵涤燹解释，宽带卫星通信技术可以借助空间站，将信号即时覆盖到世界各个角落。目前，紫金山实验室已经较为彻底地解决了阻碍CMOS毫米波通信芯片走向大规模推广应用的所有核心环节，从芯片、模块到天线阵面全面实现自主可控，技术水平处于国际领先。
在《伟大征程》文艺演出中，很多历史影像资料清晰度不够，在1:6超常规比例的演出现场主屏幕播放时难以呈现高像素画质，因此要提前对所有影像资料裁剪并进行高清化处理，难度极高。“除了AI视频修复技术以外，现场视频还运用计算机动画（CG）技术和增强现实（AR）技术。使电视机前的观众可以看到现场观众看不到的震撼效果。”张帅介绍。
“细心观看演出的观众可以发现，在电视上看到的演出有很多三维动画呈现，流动的红旗、震耳欲聋的炮火、抢占的山川高地……这些都是现场观众看不到的场景，都是通过计算机在演出视频中直接添加。” 张帅分析，为了进一步增强节目的效果，演出还使用了增强现实（AR）技术，在《抗美援朝》的节目演出中，一位战士喊出向我开炮的震撼镜头时，电视机前的观众可以看到满屏幕的炮弹“袭来”，这里就使用了AR技术增强了现实感。
文艺演出副总导演沙晓岚在接受采访时表示，目前国内演艺科技早已不限于某项技术的创新，而是在集成方面实现突破，把声、光、电、网等技术，与表演、拍摄紧密结合，进而实现艺术呈现创新，产生令人震撼的效果。
国家重点实验室为鸟巢焰火提供科技支持
同样是在文艺演出《伟大征程》上，绚烂的焰火盛放在国家体育场上方，点亮夜空。无论是数字“100”，还是“1921-2021”，都十分抢眼，这些是如何做到的呢？
焰火燃放指挥部执行副总指挥李六三公开揭秘：“此次焰火燃放有‘一面两线’三个阵地，分别在鸟巢屋顶东半部，以及鸟巢东侧湖景东路、湖景西路的两个线型阵地。”
在鸟巢屋顶东半部阵地，共有241个燃放点位。“这里打的是1.5寸口径的焰火，打出来的各式焰火花束和造型，起到烘托气氛的作用。”李六三说，鸟巢东面的“两线”，一个是湖景西路的高空特效阵地，长度为281米，由12个发射阵位组成；一个是湖景东路高空礼花阵地，525米长，由8个发射阵位组成。“大家看到的数字‘100’，以及最后‘1921-2021’的年号，都是由湖景西路的高空特效阵地打出来的。”他详细解释说，呈现数字“100”时，是由三组发射装置分别打“1”和两个“0”，“1921-2021”中有8个数字和一个“-”符号，是由9组发射装置分别燃放，组合完成。
为保证发射装置安全可靠，主办方动了不少心思。“这是第一次把演出和焰火表演融合在一起，北理工爆炸科学与技术国家重点实验室凭借十余年的深耕与创造，为美轮美奂的盛典焰火表演提供了创意支持与科技保障。”据介绍，缤纷绚烂的焰火“100”采用了高空特效技术；五颗造型完美五角星采用了低空焰火亮点技术；竖立的“1921-2021”字样采用了阵列式礼炮结构。
在演出中，南京焰火表演供应商李丁注意到发射焰火的高空特效阵地发射装置。“这种发射装置发射的高度在180米到240米之间，落火距离高于80米。炮筒全部固定在井字格阵位内，每个阵位都有双层铁丝网和不锈钢板围挡三重防护，科技含量相当高。” 李丁告诉《科技周刊》记者，无论是高空特效技术还是低空焰火亮点技术，都是依托科技创新所带来的新技术、新产品、新应用，见证着我们生产生活方式的升级演进。
新华日报·交汇点记者 张宣
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