中国虚拟仿真技术为欢庆中共百年华诞提供技术支撑

　　6月20日，北理工虚拟仿真团队合影。受访者供图

　　新华社北京7月2日电（记者魏梦佳）1日上午，庆祝中国共产党成立100周年大会在北京天安门广场隆重举行，各界代表7万余人以盛大仪式欢庆中国共产党百年华诞。

　　天安门广场上，望着高高飘扬的五星红旗，回想半年来整个团队的辛勤付出，北京理工大学数字表演与仿真技术实验室主任丁刚毅如释重负，强烈的成就感和自豪感油然而生。

　　丁刚毅所带领的虚拟仿真团队由北理工四五十名师生组成。为给此次庆祝大会的策划、组织和现场指挥提供高效、准确的技术支撑，今年初以来，该团队就开始对天安门广场场地环境布置、广场人员集结和疏散、观众座椅安排等进行仿真系统的搭建，以在高精度建模基础上对庆祝大会进行全要素、全流程的三维仿真模拟。

　　此前，该团队还先后承担了2008年北京奥运会、2018年平昌冬奥会闭幕式“北京8分钟”、2019年北京世园会、2019年国庆70周年阅兵等多项国家大型活动仿真系统的研发服务，协助活动排练及现场指挥，多次保障大型活动顺利举行。

　　北理工设计与艺术学院教师吴羽琛所带领的小组主要负责仿真平台的可视化，即将所有收集到的现实数据转化为系统中的三维模型。这些数据涵盖所涉及区域内所有街道、建筑、车辆、植被、人物等上千个类别的详细信息，全部都需在电脑中按照精确位置建模呈现。

　　5月15日，北理工虚拟仿真团队成员在进行实地勘测。受访者供图

　　“我们要把城区三环以内的所有建筑在电脑中全部复建出来，包括楼宇的高度、宽度、颜色、楼宇间距等信息，都要跟实际建筑一致。”吴羽琛说，此次团队光车辆信息就收集了50多种型号，比如轿车、大巴车、工程车、吊车等的样式、长度等。“这些车该如何停放？每个胡同能停多少辆？这些都需要在仿真平台里评估计算，以确保现场不拥堵。”

　　在部分核心区域，建模还原场景的精确度可达厘米级别。比如广场附近有多少棵树，每个树坑的位置、长宽、间距，树木粗细、树荫的遮挡范围，以及老人、孩子、中年人的步速等，都需在仿真平台上精准还原，以便所有数据可视化的呈现能精确定位。

　　要在仿真系统中构建一个“虚拟世界”，这需要前期收集大量真实、精确的数据做基础。“前期收集到的数据越多，仿真平台上的展示效果就会越逼真。”吴羽琛说。

　　为此，几个月来，团队成员反复进行实地勘测，收集天安门广场及周边地区各种数据，再在系统里建模。北理工计算机学院博士生吴玉峰说，为确保数据精准，他们需要把所有上车、下车的点位及地上、地下所有设施全部走遍，测量每条路、每个地下通道的位置、长宽，每棵树、每根电线杆、每个垃圾箱的位置及间距等，“拿测距仪一米米地测”，尽可能还原真实环境。

　　6月23日，北理工虚拟仿真团队成员在工作中（左三为吴玉峰）。受访者供图

　　观礼人员有序集结、疏散，关乎庆祝活动的顺利、准时进行。但数万群众进出广场路线不同，如何在规定时间内实现迅速集结和疏散，需要仿真技术来帮忙。几个月来，吴玉峰带领组员对广场的环境、看台、观众等进行大规模三维建模工作。最忙碌时，他晚上只能睡4个小时。

　　“观众走什么路线？从哪些地方出发？如何到达核心区域？集结和疏散需要多长时间？这些都需要在仿真平台上做动态计算。”他说，“我们要在虚拟环境下，计算选择最优的集结疏散方案，为现场指挥提供可靠、实时的数据依据和策略评估方案。”

　　丁刚毅表示，近年来，虚拟仿真团队成员参加国家大型活动技术保障的不下500人。在参与过程中，学生们深刻体会到如何把自己所学的知识和技术转化为实践能力。“学生们能参与此次庆祝大会的技术保障工作，对党、对国家的感情更深了。这是党史教育的宝贵机会，我想也是他们一辈子能得到的最好锻炼。”他说。