隨著科技不斷融入各項體育賽事中，每四年舉辦一次的夏季/冬季奧運會，不光是對運動員競技水平的一次全面檢驗，又何嘗不是對科技業者的一場考核？奧運會兼具了集中投入的大規?；A設施建設和短時間大規模的消費群體，因此成為很多新技術理想的驗證和展示舞臺。
在剛剛結束的2022年北京冬季奧運會中，由于疫情原因無法接待國外觀眾，5G、AI、邊緣計算、AR/VR等熱門技術被提前賦予了重要使命，承擔在數字世界構筑“現場”的重任，最大限度彌補觀眾不能到場的遺憾。
2022冬奧會主要場地：鳥巢和冰立方 ©2022 Getty Images 圖片來源: https://olympics.com/ioc/news/beijing-2022-venues-reusing-reducing-and-modernising
冬奧會是5G實用性大考
近兩年，各國普遍都在提速5G網絡的布局，但是在COVID-19疫情，運營成本、終端設備還有基礎設施建設等多種因素的疊加之下，5G的通信的普及速度并不十分理想，因此人們迫切想要了解5G大規模應用的實際案例，2022年的冬季奧運會就具備了大考的理想條件。
5G概念提出的3大應用場景正好冬奧會都有用武之地。
eMBB( Enhanced Mobile Broadband)，增強移動寬帶：關鍵指標要求峰值速率達到下行20Gbps，上行10Gbps。用戶端則要求下行達到100Mbps和上行500Mbps，用戶時延不超過4ms。而根據網絡視頻運營商提供的數據，要實現4K試試視頻傳輸需要25Mbps，到8K則需要至少100Mbps。在本屆冬奧會上，透過5G網絡，用戶手機端可以看到4K，甚至8K分辨率的視頻。
mMTC (Massive Machine Type Communication，大規模機器通信）：關鍵指標要求達到每平方公里容納100萬臺物聯網設備的能力。在本屆冬奧會中，無論是開閉幕式還是比賽過程中，都在邊緣甚至在運動員身上使用了大量可穿戴設備、設想終端。能夠實時提供包括音視頻、溫度、氣象條件、運動數據、健康狀況等大量數據，為賽事順利舉辦提供了有力保障。
uRLLC（Ultra Reliable & Low Latency Communication，高可靠低時延通信）：關鍵參數要求用戶級的時延低于1ms。這些應用場景包括了自動駕駛(在比賽場館周邊提供了無人駕駛汽車)、高速鐵路通信（提供500Km/h速度條件下的通信）、交通系統控制、遠程醫療等等，這些都在冬奧會中看到了具體實踐。
在高速鐵路上的高清演播室 圖片來源：中國聯通 http://www.chinaunicom.com/
上圖為中國聯通采用多項5G科技，幫助CCTV實現世界上首個高速鐵路的超高清直播演播室，讓觀眾可以在時速350公里/小時的列車上體驗5G+4K的冬奧直播。
最大的考驗還是5G的基礎設施建設和保障。
中國聯通冬奧會辦公室主任兼市場部副總經理杜永紅指出：2022冬季奧運會的5G基礎建設面臨復雜地形和惡劣自然條件的巨大挑戰。在高山滑雪、單板滑雪賽道中會出現5G信號不易覆蓋的問題。極寒天氣是另一項挑戰，北京冬奧會的崇禮賽區在冬天溫度低至零下30度，還伴隨伴大風，在這種氣象條件下，對設備要求更加嚴苛，對通用的建網模式也存在影響。
中國聯通的5G網絡通信保障車 圖片來源：中國聯通 http://www.chinaunicom.com/
在整個冬奧期間，賽事使用5G網絡要保障高達8K的實時視頻傳輸和VR視頻轉播，整個系統面臨前所未有的海量數據傳輸壓力，且網絡覆蓋面積廣，各節點設備的環境又不同，可以說從云到端都要提供穩定、可靠的數據通信質量。這對運營商的技術水平和團隊能力都提出了非常高的要求，也為5G大規模普及積累了經驗。
冬奧第一次8K清晰度轉播
人們對于畫面質量的追求是不斷提升的，自從2019年很多電視制造商開始銷售8K電視的時候，人們就已經在盼望8K視頻源的普及。
2021年，推遲舉辦的東京夏季奧運會首次使用了8K分辨率進行部分賽事轉播，但受限于信號傳播的條件，只有NHK的BS8K平臺用戶可以享受到這種直播畫面，大部分用戶只能看到4K或者更低分辨率的賽事畫面。
體育賽事對視頻傳輸規格的促進作用還是非常明顯的，在2016年里約奧運會上，4K分辨率已經是當時最頂級的畫面質量了。
8K圖像效果 圖片來源: 百家泰 https://www.allion.com.cn/8k-display/
從上圖中可以非常直觀的看到不同分辨率的畫質，在8K畫面中，即便是一個局部的畫面，也可以看得非常清晰。從個1080p到現在的8K分辨率，僅僅用了3個奧運會的時間，而8K信號需要的數據帶寬是1080的32倍！無論對于有線網絡還是5G無線通信來說，都是非常大的挑戰。
測試廠商百家泰認為：視聽8K時代已經開啟，也因此會加快4K的淘汰，以后8K會是家中的基本配備也不為過。
來到2022年北京冬季奧運，奧林匹克轉播服務公司（OBS）及其合作伙伴們實現了賽事全程4K轉播，開幕式及部分重要賽事的8K超高清轉播，這也是全球首次規?；瘧?K技術進行開幕式直播和賽事報道。
由于疫情的原因，與2021年的東京夏季奧運會一樣，2022年的冬奧會無法接待海外的觀眾，因此，賽事轉播方奧林匹克廣播服務（OBS）透過各種先進的技術，使觀眾更接近奧運會，營造身臨其境的感覺。
密布的超高清晰度攝像機 作者：IOC（International Olympic Committee：國際奧林匹克運動委員會）/Dave Thompson 圖片來源:olympics.com
透過多機位，大量高清晰度的設想設備，借助超高速有線和5G網絡，賽事轉播將運動員的表現淋漓盡致地展現出來。，北京2022年奧運會成為第一屆以超高清（UHD）高動態范圍（HDR）和5.4.1沉浸式音頻的原生制作的冬季奧運會。通過提供超生動的圖像質量和自然的三維聲音，為觀眾將提供驚心動魄的觀看體驗和令人驚嘆的細節。
為了繼續將沉浸式制作提升到更高的水平，觀眾首次看到OBS在現場8K虛擬現實（VR）畫面。通過技術的改善，轉播方提供更流暢的用戶體驗，奧運迷將能夠在更高質量、逼真的VR中觀看比賽，并感覺自己仿佛真的和運動員在一起。
IOC/John Huet Thompson 圖片來源:olympics.com
此外，OBS還與OMEGA合作，提供比往屆奧運會更多的實時數據，為觀眾和評論員提供前所未有的分析洞察力和參與度。包括實現高山滑雪下坡賽事的實時速度測量，讓世界各地的觀眾被奧運滑雪者達到的驚人速度所震撼，并為花樣滑冰，自由式滑雪/單板滑雪半管和滑雪跳臺提供額外的"跳躍"數據，運動傳感器和計算機視覺分析有助于捕獲速度等實時數據，高度、長度和持續時間，以提供新的跳躍分析級別。
OBS首席執行官Yiannis Exarchos解釋道："2022年北京奧運會將為奧運會廣播的沉浸式和虛擬化未來提供令人難以置信的激動人心的一瞥，探索新的創新方式來制作奧運會，同時進一步吸引全球觀眾。“
實際上除了轉播畫面，在整個冬奧會的開閉幕式中，中央舞臺也是一塊巨型型的8K屏幕。
在開閉幕式的主場地，鳥巢中央的超大8k地面屏幕，由4萬多塊LED模塊組成，面積10552平方米，其上方豎立的1200平方米的8k LED屏幕，這兩塊屏幕構成了目前全球最大的超高清LED三維舞臺。
10552平方米的巨型舞臺 圖片來源：intel.com
地面LED舞臺實際播放視頻分辨率達到14880x7248，接近4個8K分辨率（物理分辨率可提升一倍），可以完美呈現裸眼3D效果。
AI技術為開幕式添彩
IOC/ Abbie Parr 圖片來源:olympics.com
在開幕式的節目中，漫天流動的風雪在滑冰運動員的腳下實時消散、五百多個孩子如晶瑩的雪花在舞臺上歡笑嬉戲，這些令人印象深刻的畫面背后，是英特爾以基于英特爾®至強®可擴展處理器的3DAT技術，聯合第三方專業團隊定制開發了“基于人工智能技術的演出實時特效系統”。這套系統系統利用捕捉系統提供的位置信息，把預先設計好的視頻效果，精準呈現在演員腳下，形成如影隨形的效果。
國家體育場架設4臺攝像機進行拍攝，隨后將視頻信號送到邊緣計算系統中進行三維信號重建及渲染，隨即將生成的藝術形象呈現在LED大屏上，并以強大算力確保演員與大屏中藝術形象互動的實時性與流暢性。
在覆蓋范圍上，英特爾依賴于先進的AI算法專門設計開發了多個人體檢測AI模型，可以穩定精準識別場中上百名演員，最終利用多相機標定結果實時輸出他們的真實位置信息，只采用了4臺攝像機就做到了覆蓋全場并完成信息采集。在實時性上，攝像機將采集到的數據信號通過光纖傳輸到英特爾在國家體育場內搭載了第三代英特爾®至強®可擴展處理器的邊緣計算系統上，它的強大算力可滿足實時、大量、精準度要求高的圖形、影像處理和3D建模、數據分析需求。而在傳輸效率上，“基于人工智能技術的演出實時特效系統”通過英特爾®OpenVINO™視覺工具套件進行開發，通過Intel DL Boost技術使能，進而實現精準、流暢、實時的視頻數據讀取和處理，從圖像采集、識別到檢測和處理，只需要不到幾十毫秒的時間。
除了開幕式的表演，AI自動跟拍機器人人臉識別、AI裁判、自動駕駛汽車AI手語主播還有多語種的AI問答系統在整個賽事期間的不同崗位提供了服務。
邊緣計算：“獵豹”和“倉鼠”
在本屆冬奧會的各個賽場，大量物聯網終端設備被部署到“邊緣“，它們不僅為賽事順利進行提供大量重要數據，還為增加比賽公正性，以及改善用戶體驗發揮了重要作用。
超高速4K軌道攝像機系統“獵豹”圖片來源：中國工業和信息化部無線電管理局 http://www.srrc.org.cn/
超高速4K軌道攝像機系統“獵豹”。在冰立方賽場“冰絲帶”工作的“獵豹”是中國中央廣播電視總臺歷時5年研發的超高速4K軌道攝像機系統，專門用于冬奧會速度滑冰賽事的轉播工作。在速度滑冰比賽中，一般運動員的時速可達50公里，頂尖運動員甚至可達70公里，而“獵豹”的最高時速可達90公里，基本與野生獵豹同速，足以勝任短道速滑項目的邊緣機器視覺的任務。
通過400MHz頻段的無線遙控，攝影師可以對“獵豹”的運動進行調節，實現對運動員的追趕、跟隨甚至超越，捕捉更多生動瞬間。此外，借助5G網絡的無線圖像傳輸信號，即使在高速運動過程中，“獵豹”拍下的高清畫面也能被實時傳遞到制播中心，任何違規的動作細節都無法逃過“獵豹“的眼睛，憑借”獵豹“提供的證據，裁判組可以進行場外判決，維護比賽的公平性。5G網絡“低時延”和“大帶寬”的特性在”獵豹”身上得到體現。。
一些喜歡在短道速滑項目上用小動作獲益的隊伍，在“獵豹“的眼下現出了原形，直呼判罰太嚴。
除“獵豹”外，“冰絲帶“冰面上隱藏著另一種無線攝像機——冰面錐桶攝像機。它由攝像機、電池和無線發射裝置三部分組成，被放置于標記賽道的紅色錐桶中，就像一只在錐桶上打了個洞并從中探出頭來的倉鼠。
“倉鼠“攝像機 圖片來源：中國工業和信息化部無線電管理局 http://www.srrc.org.cn/
攝像師可以通過無線遙控來控制這只“倉鼠”以仰視的角度拍攝下運動員迎面沖擊而來、高速滑過的畫面，并通過5.2GHz頻段，帶寬為40MHz的無線信道高質量、無時延地傳輸到制播中心，快速包裝成觀眾看到的節目，為觀眾身臨其境的感覺。
大量部署在邊緣的設備，為比賽提供了更佳的觀賞性。
冬奧收視再創記錄
國際奧委會電視和營銷服務首席執行官兼常務董事蒂莫·盧姆在新聞發布會上解釋了北京冬奧會在各國的關注度。
在“超級碗”(美國職業橄欖球大聯盟)之后，在2月13日對北京冬奧會的報道觀看人數達到了2018年平昌冬奧會開幕式以來的最高紀錄。截至2月11日，北京冬奧會在NBC的流媒體平臺Peacock上的觀看時間已經超過20億分鐘，收看人次超過1億人，使其成為在美國數字平臺上觀看時間最長的一屆冬奧會。加拿大的情況也類似，有超過一半的人口通過加拿大廣播公司觀看了北京冬奧會。大多數歐洲國家，平均有一半或3/4的人口通過各種形式觀看了北京冬奧會。
《日本經濟新聞》報道稱，本屆冬奧會包括三個賽區的賽場，以及連接賽場的道路、高鐵在內的整片區域均被5G信號覆蓋。
針對奧運會場地中的重要交通線路京張高鐵，運營商在全程全網部署了3.5G 200M網絡；通過8T8R小區合并技術，減少了基站間切換的次數，提高了網絡性能；同時對高鐵線路配置獨立載波及專屬頻點，確保直播通道暢通無阻，實現了演播室用戶與其他用戶的精準隔離。值得注意的是，中國聯通還通過先進的5G切片運營平臺，為京張高鐵設計了5G端到端切片，確保極致觀賽體驗。
意大利國家廣播電臺在報道中說，北京和張家口之間運營的高鐵，使運動員、記者和觀眾得以方便地穿梭兩地。列車上有中國最新的5G網絡，乘客可以在列車上收看4K高清影像，媒體記者也能傳輸高質量新聞畫面。
國際奧委會主席托馬斯·巴赫在新聞發布會上表示，本屆冬奧會的數字轉播、通訊和科技令人驚喜，它們將會促進奧林匹克運動的未來發展。
這些不僅是對東道主的肯定，同時也是對5G、AI以及邊緣運算等科技在賽事中表現的肯定。借助奧運會的成功舉辦，全世界各地的用戶切實感受到了這些新科技的力量，這也將成為它們真正走向未來的起點。
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