揭开奥运背后的科技谜团②

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太阳能、水冷空调现身奥运场馆
　　地点：奥运场馆
　　作为本届奥运会的唯一白电赞助商，海尔为奥运村和37个奥运竞赛场馆提供了共6万件产品，这也使得北京奥运会成为奥运史上绿色家电运用最多的一届。除了各种绿色环保家电，最耀眼的还属海尔的中央空调系统，据悉，海尔中央空调入驻了23个奥运场馆，为运动健儿与观众创造舒适的比赛与欣赏环境。
　　此次海尔中央空调不少类型的产品被运用到奥运场馆中，其中有为奥运网球中心、青岛奥运帆船基地以及奥运村配备的太阳能空调系统，有为首都体育馆、北京工人体育场等5大奥运场馆配套的水冷螺杆中央空调。由于奥运场馆对配套设施一向高标准严要求，企业如能中标奥运项目无疑是对其品质和实力的认可。
　　WiFi无线热点全覆盖
　　地点：全部奥运会场馆
　　随着互联网的发展，人们对网络化日益接受，奥运会也会越来越网络化，无论是传输设备、视频监控，都离不开对宽带的应用。据了解，目前奥运会的25个正式比赛场馆和8个临时比赛场馆都已全面覆盖了无线热点，WiFi技术将成为本届奥运会的一大亮点。
　　在8月8日北京奥运会开幕式上，当站在15个摄影机位上的摄影记者按下快门的一瞬间，照片就已传至坐在媒体看台或者主新闻中心的图片编辑的电脑系统中，他们可能创下了自己职业生涯的最快发图纪录。这是怎样实现的呢？
　　这里不得不提中国移动开发的即拍即传业务。摄影记者通过使用能够接入中国移动WiFi无线网络的数码相机或微型电脑等终端，将所拍摄的照片以最快速度通过无线网络传送到图片服务器接收端。
　　TD手机的奥运之旅
　　地点：奥运场馆重点区域及北京市主干道售价：1800元到3800元不等看奥运比赛的观众可能会留意到电视广告中反复出现的这样几个字母：TD-SCDMA，配合彰显中国传统文化的画面，TD这项中国自主研发的3G网络标准在奥运时刻将被更多的国人记住。
　　试商用4月有余后，在奥运工作人员、志愿者和社会化友好用户手中，TD手机开始了它期待已久的奥运之旅。而在奥运场馆的重点区域，TD手机的3G功能得到演绎，视频电话、手机电视等带给奥运工作人员和志愿者新鲜的体验。“在这里信号比外面稳定，我们试过打视频电话非常流畅。”来自广东的奥运志愿者小林告诉记者。
　　开幕式的神秘面纱
　　万众期待的北京奥运会开幕式终于揭开了神秘的面纱，凌空而起的星空“奥运五环”、刘欢与莎拉·布莱曼高高站在“地球”上高歌《你和我》、场中巨大的画卷讲述着中国四大发明的壮丽故事、体操王子李宁以空中漫步的方式点燃奥运主火炬……在这一幕一幕精彩的背后，其实也蕴含着令人叹为观止的高科技。
　　光影完美结合的“画卷”之谜
　　北京奥运会开幕式总导演张艺谋在开幕式后回忆道：“长卷打开的问题，是我们一直放不下的一个想法，在这三年中，我们有过无数想法，我们想选择中国的一个特有的表现手法。恰巧我们三个人都非常喜欢中国画，这个是通过地面的大屏幕，一点点分段放映，然后演员和它进行咬合，这样才有了一个完美的组合。”
　　正是这个惊艳绝伦的“画卷”贯穿了整个奥运开幕式，并毫无疑问地成为了全场的焦点。观众所看到的“画卷”其实是通过地面上庞大的LED屏幕“播放”出来的。根据承包北京奥运会开幕式影像制作的水晶石公司介绍，由于“鸟巢”现场的屏幕十分巨大——场地中央的LED地面屏幕有145.5米长，“鸟巢”顶部碗边环幕更接近500米长，所以大多影像都制作成了4K及7K的分辨率（普通数字电影为2K），数据处理量非常大，在曙光公司的技术支持下，水晶石调用了超过460个双CPU四核的刀片服务器进行数据处理，总计达50T的数据量（1T=1024G），最终制作出10余场次、总时长超过60分钟的数字影像。
　　而把这些数字影像在巨幕上完美地展现出来也一件复杂的事情。北京奥运会开幕式灯光总设计沙晓岚介绍，场内使用了140余台大功率数码投影设备，使活动影像、视频影像可灵活地出现在表演区、大型道具和体育场结构沿口立面，营造了灯光的“多维”效果。其中，鸟巢结构的沿口立面自然形成了一个高14米、周长500米的空中环幕，63台大型数码投影机3机重叠，组成了21组互相连接的画面。21组画面的边缘自然融接，毫无痕迹，可谓天衣无缝。
　　并且，开幕式使用了大量目前世界上最先进的灯具设备，配备了各种智能灯具近3000台，是历届奥运会数量最多、规模最大的一次。
　　上面所有这些设备都需要有一个管理、控制的中央平台。北京奥运开幕式后的几个小时，微软公司嵌入式视窗产品部项目经理施卫娟在她的个人博客上写道：“奥运开幕式叹为观止”，并透露开幕式上眼花缭乱的光影效果是由120台HESAxon MediaServers服务器控制产生的。“所有的灯光效果以及放映机移动控制都由AxonMedia Servers 实时处理并通过三台Wholehog 3灯光控制台操纵完成”。这批为北京奥运会特别装配的AxonMedia Servers具有很强大的配置：处理器是IntelCore 2Quad四核处理器，主板是华硕的P5WDHDeluxe，显卡也是华硕的ATIHD2900XT，硬盘是希捷的Barracuda 7200.10320GB，还装配了Windows XP Embedded嵌入式操作系统。
　　圣火不灭之谜
　　张艺谋事后表示：“整个开幕式过程中最担心的，当然是点火了。李宁拿着火炬上升的时候，因为气压和风，有那么几秒钟好像觉得要灭了，当时把我们吓坏了。我当时脑袋‘嗡’的一下就大了，我想，这灭了问题就大了。好在跟排练一样，它没有灭，只是暂时的一个视觉误差现象。”点燃主火炬的一刻，也是万众期待的一刻。
　　据承担奥运主火炬点传火装置的研制、生产、安装任务的晋东公司介绍，火炬点传火装置主要由点传火线路和传火通道两部分组成，分别用祥云系列、圣火1号等多种特种药剂组合而成，点传火装置总长80米，采用了先进的变速燃烧技术和双通道可靠性技术，其3个不同的燃烧速度分别为1米/秒、10米/秒、30米/秒，燃烧总时长为15秒，且具有防风、防水、无烟、耐高温等特性。
　　而奥运开幕式火炬项目副总指挥、燃气集团调度中心主任许彤则道出了更多幕后故事：北京奥运主会场主火炬的火焰高8米，宽4米。火炬造型呈螺旋上升状，决定其形状、色彩的特点在于火炬燃烧器，它由数百个燃烧孔排成排、编成组，对火焰燃烧实施分段控制与调节，并形成1.6米高度差的立体造型，这和以往火炬的燃烧器呈平面盘状有很大差异，既集中了火力，使火焰形状完整连贯，又增强了观赏性。
　　据了解，点燃的火炬经受住了六组消防高压水枪制造出的“人工降雨”环境的考验，保证了火炬在每小时降水80毫米的暴雨天气下仍然正常燃烧，并在燃烧系统内加装了专门的防风装置，具备抗相当于10级风力的能力。主火炬同时采取了一系列防雷技术，可防雷击，且能“熄火无噪音”。
　　而李宁手中“好像要灭”的“祥云”火炬其实也是非常安全可靠的。据设计“祥云”火炬内部燃烧系统的中国航天科工集团介绍，他们通过增加稳压装置、主燃室和预燃室双保险等方式，解决了“祥云”火炬在大风、大雨情况下不断燃烧等一系列难题：火炬在燃料气体、稳压装置和燃料罐的支持下，可以持续燃烧20分钟，火焰高度可达25至30厘米，并能在每小时65公里的强风和每小时50毫米降水量的大雨情况下保持燃烧。
　　LED应用得出神入化
　　开幕式开始时2008人的击缶表演中，缶是如何做到随表演者的韵律而闪动呢？其实发光的是安置在缶敲击面四周的LED发光二极管，表演者能够通过开关进行控制：打开开关时，敲击缶面LED就会发光；关闭开关则相反。缶上的LED灯光与现场的背景灯光相互配合，就能营造出变化万千的开幕式“倒数”效果。还有空中徐徐升起的“奥运五环”标志也是LED等的杰作。北京奥运会开幕式技术总监侯军祥工程师透露，“奥运五环”标志一共用了4万多个高级二极管，组成了一个36米×12.5米的巨型五环。这个LED五环在场内观众的相机闪光灯以及身上装有LED灯管的“飞天”演员的衬托下蔚为壮观，最后通过钢索将“奥运五环”吊上半空。
　　奥运烟花都是“聪明”烟花
　　北京奥运开幕式上燃放的烟花与我们平常节日看到的有点不一样，都是装有电脑控制芯片的“聪明”烟花。据奥运会开幕式鸟巢焰火燃放实施总指挥赵伟平介绍，以往燃放烟花是用引线点燃，需要人工操作，燃放时间上难免存在误差，但这些装有芯片的“聪明”烟花能够做到精确时间发射，能够设定任何时间发射，甚至精确到毫秒。
　　只要在电脑中预先设定烟花燃放参数，比如在什么地点、什么位置、什么时间、燃放什么品种的烟花，点火都能通过电脑控制。
　　揭秘奥运会高科技计时系统
　　奥运会的计时系统发展到今天已经是一个非常庞大、复杂的高科技系统，高速数码摄像机、电子触摸垫、红外光束、无线应答器等高科技产品在有条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。
　　事实上，在今天的奥运会中，不同的比赛项目有着不同的计时系统，究竟这些系统是如何运作的呢？我们一探究竟，去看看奥运会上的高科技计时系统。
　　赛跑连发令枪都电子化了
　　在持续时间不足10秒钟的100米短跑比赛中，准确计时就显得至关重要。因此，计时的方方面面均要实现电子化，甚至是发令枪如今也电子化了。一旦选手双脚蹬在起跑器上，做好起跑准备，计时官员扣动发令枪扳机，通过铜线发出电流到起跑器和单独的计时台。电流会启动计时台上的石英晶体振荡器，与此同时，发令枪的声音经由每个选手起跑器的扬声器放大，这样一来，所有参赛选手即可同时听到发令枪响，以最快的速度起跑。
　　而在赛道的终点，激光信号则从终点线一端传向另一端，而另一端的光传感器会收到激光发出的光束信号。当选手穿过终点线，光束受到阻塞，电子眼立即向计时台发送信号，记录下选手的比赛用时。同时，与终点线平行安装的一台高速数码摄像机会以每秒2000次的惊人速度，将图像扫描到一个狭窄剖面上。
　　计时台则将比赛时间发送给裁判席和电子计分板。图像则会被发送给电脑，电脑使图像与时钟实现同步，令其处于水平时标的并行位置，构成一幅完整的图像。
　　自行车比赛秘密在轮胎上
　　无线应答器将安装在每辆自行车前轮轮胎前缘，可以随时向安装在起点线、终点线及沿途各站的天线发送识别码，这些天线将记录下每名选手的比赛时间，将其发送给计时台进行比较。三台高速摄像机安装在终点线(包括跑道上)，提供按照时间顺序确定的选手成绩，如详细记录每名运动员轮胎前部数据的垂直指针，用于帮助确定冠亚军最终归属。
　　游泳触摸池壁计时
　　每名游泳运动员的起跑器类似于短距离田径比赛，均安装有一个扬声器，用于宣布由计时官或起跑器启动的时间。
　　在接力比赛中，身在泳池中的选手必须通过按动游泳池壁的触摸板，才能“交棒”给下一位队友。接着，触摸板将信号发送到计时电脑，记录下第一名运动员的比赛时间，同时启动第二名选手开始的时间，并报告给计时板。
　　这种触摸板由一堆薄薄的PVC和水平带制成，可以记录集中压力(如来自于选手的手)，而不是分散压力(如泳池的波浪)。蛙式游泳、自由式游泳、仰泳等个人项目的计时过程均与之类似，比赛期间，选手必须按泳道两端的触摸板，记录下他们的比赛时间。