5G让运动更“清晰”
2020年10月20日 08:55 来源:《中国社会科学报》2020年10月20日第2029期 作者:李远辉 温亚旭

  科学技术在人类历史发展的长河中起到重要的助力作用。回顾历史,2018年在韩国举办的“平昌冬奥会”,韩国KT(Korea Telecom)公司与美国英特尔公司共同部署了当时最为先进的5G通信网络,在韩国主要的奥运场馆搭建了5G线路,支持视频转播、虚拟现实场景、无线网络等应用,并为参赛队伍和场地观众提供号称千兆级网速服务。但受技术限制,当时的5G技术应用只能算是测试性商用,受众的观感和体验都较为有限。2022年,北京冬奥会将全面应用5G网络。5G技术赋能北京冬奥会,既是新科技的发展机遇,也是时代发展的必然。在成熟的5G技术支撑下,2022年北京冬奥会将给受众带来一场全新的技术秀场与视觉盛宴。

  5G让高速的视频转播成为现实。中国工程院院士邬贺铨认为,“冬奥会是最能检验5G三大应用场景效果的”。这里的“场景”主要是指增强移动宽带、高可靠低时延和大连接。带宽如果不增强,就会造成“交通拥堵”;延时问题则直接影响现场和非现场的感观差;而大连接更是突破冬奥会本身,事关社会发展问题,5G环境下的万物互联将驱动和加速整个社会的信息化进程。基于新基建的硬件完成后,人人、人物及物物的“共享共连”,将极大推动社会的发展。

  单就冬奥会而言,例如,花样滑冰项目具有速度快、多旋转等特点,在视觉传播时就需要超高清电视呈现画面。有一种4K画面的分辨率是3840×2160像素,8K分辨率则可达到7680×4320像素,是4K画面的4倍。有设备提供商测试8K格式的视频画面1分钟的长度需占用将近200GB的存储空间。在不压缩存储空间的情况下,这种超高清画面在4G时代根本无法实现传输,8K画面要求网络的接入速率达到100M以上,4G网络的峰值才勉强能够实现100M。2019年,有中国运营商对5G网络进行测速,其结果已高达1.25G/s,相比于4G网络,提速100多倍。可以说,网络环境的改善使超高清呈现画面逐渐走上电视转播的舞台中央。

  5G让高速的立体化视频拍摄即时完成。冬奥会的诸多项目具有较高的时速。比如,2002年,法国选手古伊特斯舍尔(Philippe Goitschel)创下高山滑雪速降的世界纪录——250.7公里/小时。优秀的短道速滑运动员滑行速度可以接近50公里/小时。如何将高速运动全景化展现在世人面前?一直以来,从业者难以突破的瓶颈,是高速设备的硬件问题。2019年,在上海举行的世界武术锦标赛上,有媒体在直播时推出“自由视点技术”,这种技术通过多点布置高精度相机,可实现即时拍摄运动员的瞬间画面。观众可以根据自己的需求回看或对动态360度时间凝固场景进行局部的细节观看。以往,观众只能根据拍摄者的同传画面单一视角观赛,即使在现场,也会受到场地限制无法全视角观赛。而在5G的支持下,运动视频可以通过无人机拍摄实现无死角收录。比如,冬奥会的空中技巧项目因观赏性强,被誉为“空中芭蕾”,但因视角单一、空中动作的转瞬即逝等,容易给观众带来一定缺憾。而5G与“自由视点技术”的结合,则可以很好解决此类问题,按照受众需要,在技术上“完美”呈现运动员的上下、左右、前后的各种姿态。

  如果说4G网络可以让观众实现平面化观感,那么,5G网络则可以使其他各种技术在高速传播、低延时、大存储的情况下“如虎添翼”,从而使观众具有立体化观感,更加“身临其境”。

  虚拟现实技术(Virtual Reality,VR)可以实现时空转换。现在,体验冰雪项目无须亲临冰天雪地,VR可以让人们在夏日炎炎中实现场景切换,而且通过云端存储,观众的异域体验可以轻松实现,时差、空间不对称、语言障碍,甚至季节转换都不是问题。平昌冬奥会让部分观众现场体验了“5G+VR”带来的视觉盛宴,组委会提供了360度的VR服务、同步视角服务和全场景观看服务。目前,类似的奥运体验在中国各大城市商圈周边早已开发成熟。比如,在看电影候场时,就完全可以在影院旁边的虚拟滑雪场体验一下滑雪的乐趣。通过“5G+VR”,观众能够即时获得在场感。

  现代媒介技术特别强调人机互动和社交互动。5G传输技术与大数据存储相得益彰。基于此,根据用户习惯开发的各种应用程序会精准推送其想要知道的信息。多模态化的语言研究、细粒度分析和深度信息挖掘,既可以让受众跨语言掌控全息信息,也可以让他们有的放矢地选择想要关注的细节。以往,坐在直播间的解说员需要长时间地积累才能上播,现在的数据库基本可以实现实时交互。比如,关于一些知名运动员,我们可以通过公开报道的信息迅速生成最新的简历,甚至模板都是现成的,以往的运动成绩、训练状况、退出复出等信息,都会一目了然。当然,有些内容仍需要人做出判断。总之,此类交互活动,在移动互联网时代变得不那么深奥与神秘。

  此外,5G能够让运动员的各项实时数据更“清晰”,从而使他们得到更为全面科学的“呵护”。以习惯测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)为代表的可穿戴传感设备,已被大量用于日常体育训练中。相关的力度、强度、频次、技术动作等数据,早已被可视化数据呈现出来,技术人员通过分析,再以指令或者报告的形式反馈给教练组。有些拟发生或尝试性、可能性的技术动作,还可以通过仿生形式或者机器人形式实现,运动员也可以通过VR等设备学习,实现模拟训练。

  冬奥会运动员的消耗,通常比一般的运动员要大。他们每天至少需要摄入3000—4000卡路里的热量,是普通人日均热量的两倍。在饮食中,碳水化合物能够为他们提供日常能量,而脂肪则有助于能量维持。那么,每天的三餐或多餐怎么吃、吃什么就需要大数据助力研判。在日常训练时,则可根据训练强度补充能量。据美国国家运动医学学会(The National Academy of Sports Medicine)建议,在寒冷天气情况下,运动员在训练前半小时左右,最好吃富含碳水化合物的食品,目的是确保训练时拥有充分的肌糖原。在训练1小时后,则需要适量补充水分。训练时间超过1小时,则要保证每隔1小时适当摄入碳水化合物以补充能量的缺失。但冬奥会运动员的饮食应更细致化,根据训练和比赛的情况,适时调整饮食,以保证运动员有充沛的体力。所以说,运动员吃多少和怎么吃,是可以根据诸多条件算出来的。

  运动员从训练到康复,可以说“衣食住行”都在大数据的“掌控”之中。当然,这是一种理想模态。随着5G的发展与应用,这种“呵护”能够被不断增强。在5G的基础上,运动员的各项数据也能够因即时性而更“清晰”,其饮食、训练等也可通过5G带来的各类技术的协同发展,更加定量化与科学化。

  5G技术让全世界热爱体育的人们对北京冬奥会有了更多期待。为实现更加丰富多彩的场景,我们需要抓紧和切实做好人才培训和技术转化与应用等工作。体育与科技的深度契合,能够焕发出更大的活力;科技借力体育实现更多的场景应用,也能够获得更为迅猛的发展。

  (作者单位:黑龙江大学体育教研部)

责任编辑:张晶
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