动感小球的高科技含量
770个悬浮在舞台上方的小球,刹那间出现在观众的视野里,它们从四面八方汇聚到一起,变化出各种各样的曲面,像一条波动的河流,悬浮在半空中,呈现出和平鸽、EXPO等图案。除了舞台上空,舞台边缘隐藏的12个直径约0.6米的小球,也随音乐舞动,营造出如梦似幻的效果。
无论在现场,还是守候在电视机前,观众都对美轮美奂的小球造型惊叹不已。这是本次世博会开幕式表演中独具特色的一个科技类表演节目——“动感曲面系统”,让人们领略到科技与艺术交相辉映的魅力。
中国科技大学教授孔凡让带领近20名青年教师和研究生,为本届世博会开幕式研发设计出这一系统。看似简单的小球,其实蕴含了丰富的尖端科技。
“小球的下方有喷气装置,通过变频技术可以控制风速和方向,所以小球能够运动。”孔凡让介绍说,770个小球,每个都由一台微型计算机控制,并连接着770台伺服电机,最终由一台主控计算机指挥。主控计算机不断运算出各种造型的曲面造型数据,并将数据传输给770台微型计算机。微型计算机计算出速度、加速度和位置数据,再传递到伺服电机。770个小球接到命令后,变幻出长18米、宽12米、纵深8米的不同曲面效果,也就是各种各样的空间三维造型。
该系统从构想到成形,受到多方的关注与支持。从技术积累到研发再到设计,中国科技大学团队历时两年多,攻克了一系列棘手的难题。
首先,要制造一个重达15吨的平台,并将它整体提升到舞台上方32米的高空,然后在上面安装伺服电机、控制系统。
其次,设备数量多,所有装置都要可靠稳定地工作,一个都不能出问题。为了确保万无一失,他们采取了许多技术措施。
最困难的是,现场用电量巨大,电磁环境非常复杂,要保证770个微机通讯不受干扰,非常困难,而且要保证通讯的同时性也是个技术难题。“我们在学校调试还是好好的,但到了现场就不灵了。”孔凡让说,他们为此在现场安装了很多屏蔽装置。
合练、预演成功后,工作人员并没有轻松下来。4月15日夜,晚会总导演给孔凡让打电话,告知系统出现技术故障,而4月16日晚就要审查预演。孔凡让和几位教师二话没说,凌晨1时从合肥驾车出发,早上6时多赶到现场,下午3时将故障及时排除。
为达到晚会总导演的要求,营造出更好的艺术效果,他们对当初的方案进行了修改,把原先的“两个波浪”变成“三个波浪”,还对小球的形状、运动的速度也进行了调整,使它们与音乐配合得更加完美。
为保证正式演出万无一失,科技人员每天都在思考各种可能出现的问题,并做好预案,例如,准备了备份计算机、双光缆通讯、双动力电源等。同时,制作了专门的测试软件,每天在现场进行万次以上的测试。令人鼓舞的是,测试出错概率一直都是万分之零。
4月30日晚,动感小球在开幕式上的表演获得成功,达到平时排练时的效果,孔凡让终于松了一口气。他告诉记者:“自从接下这个项目,一直都能感到巨大的责任和压力,每天脑子都绷得紧紧的。因为这是在全世界面前展示中国的风采,容不得半点儿差错。”
本报上海4月30日电
