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数字人：用科技激活传统文化之美******

　　【热点观察】

　　作者：俞国林、王建（分别系中华书局编审、中华书局副编审）

　　“天妤”，一个沉睡千年的飞天少女，被神秘空间元境唤醒后，回想起千年前之事。当年，洞窟受损，壁画脱落。如今，苏醒过来的她，决定来到人间收集碎片，复原壁画，重佑人间……“天妤”不是玄幻小说中的文学人物，而是一个虚拟数字人。过去一年，“天妤”以收集壁画碎片为线索，将中国传统文化元素进行数字化演绎，持续向世界讲述中国传统文化的故事，在海内外收获了大量拥趸。

　　所谓数字人，是指通过计算机图形渲染、动作捕捉、深度学习、语音合成等技术打造的虚拟或仿真人物。2022年，数字人大量涌现，除了“天妤”，还有中国文物交流中心的“文夭夭”、新华网的“筱竹”、浙江卫视的“谷小雨”、敦煌研究院的“伽瑶”、国家博物馆的“艾雯雯”、中华书局的“苏东坡数字人”……他们或化身为文博场所的导游，或成为文化短剧的主角，或担任对外传播的文化大使，以又潮又酷的方式讲述着传统文化的故事。

超写实“苏东坡数字人” 光明图片

　　技术支撑，文化打底

　　作为传统文化的新载体，虚拟数字人将传统之美与科技之美有机融合，打造出全新的IP形象。由于众多虚拟数字人取材于传统文化，所以其外在形象本身就是对传统文化的视觉化呈现。比如，“天妤”的设计以传统飞天和唐代女俑为灵感，她衣袂飘飘，妆造典雅，发型设计是“双环望仙髻”，簪花是用金、银、铜等制成的样式多样的金钿；头上戴的嵌松石花钗、珍珠流苏花钿等饰品，是在史料基础上，参考唐代出土文物设计而成；妆容上使用的黛眉、斜红、莲花形花钿、桃花妆容，则还原了新疆吐鲁番阿斯塔那墓出土的唐代女俑妆容。通过对虚拟数字人外在形象的打量观赏，观众得以与中华传统服饰文化进行“亲密接触”。不仅如此，由“天妤”发布的“凤凰妆”视频,连续登上平台热榜。受“天妤”影响，很多青少年给自己化起了“国风妆”，甚至还引起了海外美妆达人的竞相模仿。

　　数字人的设计制作并非易事，既需要技术支撑，又需要文化打底。传统文化类数字人的设计制作，本身就是对传统文化研究、整理、应用、传播的过程。比如，为了让“苏东坡数字人”贴近苏东坡的原貌，中华书局在容量超过70亿字的古籍大数据中心进行海量搜索，通过一系列精心设计的关键词精准抓取到一批涉及苏东坡容貌形象的古籍文本数据。同时，又通过图像搜索技术，抓取了由宋至清涉及苏东坡的100余幅画作，既包括苏东坡的单人画像，又包括如“西园雅集”“赤壁”等主题的群像以及若干石刻画像拓片等，从而初步形成对于苏东坡容貌形象之“古籍真实”的把握，然后再由权威专家进行系统校验，确定下来超写实“苏东坡数字人”的每个细节。由此观之，“苏东坡数字人”的设计制作过程，完全是一次对苏东坡主题古籍文献、艺术作品的整理和研究。由于这种整理和研究带有强烈的“目的性”“应用性”，所以能够有效推动传统文化的创造性转化、创新性发展，而非像纯学术研究那样，研究成果大都只能存在于论文中。

虚拟数字人“天妤” 光明图片

　　始于颜值，终于价值

　　数字人要在弘扬传承中华优秀传统文化方面有效发挥作用，可以始于颜值，但最后还是要终于价值，因为人们开发数字人，不是为了观赏，而是为了使用。2022年被业界称为“数字人元年”，数字人的相关应用刚刚起步。传统文化领域是应用数字人比较多的领域，且应用场景越来越丰富。

　　2022年7月，身着汉服的“艾雯雯”在国家博物馆上岗。她穿梭于国博各展厅，为慕名而来的全球游客介绍着国博140多万件馆藏文物。中国文物交流中心的“文夭夭”，除了在各大博物馆提供讲解、导览服务，还担任“文博虚拟新闻官”，经常跟随展览出海，传播中华文化。

　　虚拟数字人，不仅能“说”，还能“演”。以“天妤”为主角的系列短剧《千壁寻踪》及番外一经推出，立刻圈粉无数，视频播放量目前已超过3亿。通过这些短剧，观众领略了即将失传的巾舞的无穷魅力，见识了传说中的“反弹琵琶”的精妙绝伦，了解了围棋文化的博大精深。就这样，“天妤”婷婷袅袅地从中华传统文化中走来。作为一个虚拟数字人，她将传统之美与科技之美融合，开启了中国传统文化通向元宇宙、通联海外的一扇门。

　　在传统戏曲领域，数字人的身影也越来越活跃。京剧领域已出现“梅兰芳孪生数字人”，粤剧界已诞生粤剧数字人“小勤”，而“秦筱雅”则是秦腔数字人的代表。“梅兰芳孪生数字人”甚至还现身梅兰芳大剧院，并与台下观众深情互动：“距离我上一次登台已经过去了60多年，没想到我们又重逢了。”那一刻，数字人不仅复原了梅兰芳先生的形态、声音及面部表情，也让人看到了传统戏曲振兴的希望。

　　可以这么说，数字人最大的魅力，不是研发运用新技术，也不是对网文、网游等传统业态的改变，而是为戏曲等原本高度依赖人和现场空间的传统行业在生产、传播、消费场景及价值实现等方面带来无限想象力和可能性，彻底改变了人们对于物我关系的认知。

　　既要凝神，又要赋魂

　　数字人让大量文化瑰宝重新“复活”，以科技手段让传统文化走进烟火生活，焕发青春活力。可是，数字人建设毕竟刚刚起步，在很多方面还有待完善。其中，内容生态是制约数字人发展的最大瓶颈。虚拟世界中的“你我他”，即使只是存在于数字空间中的化身，也需要现实生活内容作支撑，需要“故事”来引流。唯有如此，数字人才能既拥有好看的“皮囊”，又拥有丰满的“灵魂”。

　　比如，中华书局的“苏东坡数字人”，只有容貌形象的“物理真实”是远远不够的，还要实现“精神真实”。为此，中华书局专门建设了“苏东坡专题数据库”，并陆续开发了多个维度的“苏东坡主题知识图谱”。依托数据标引体系，可以生成各个维度的知识图谱，相当于将苏东坡跌宕起伏的人生历程与丰富多彩的精神世界翻译成一张彼此关联的数据网络，并将其放进“苏东坡数字人”的脑中，从而为“苏东坡数字人”凝神。下一步，中华书局将加强对“苏东坡数字人”的人工智能训练，以为其“赋魂”，从而让“苏东坡数字人”真正像苏东坡一样去认知、思考、表达、行动，最终实现苏东坡在数字世界的“复活”。

　　近年来，互联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等技术加速创新。数字人技术正以前所未有的速度渗透进入并重构升级歌舞、影视、戏剧、文博等多个文化行业。数字人的产生和应用，是文化与科技相互融合的过程，也是人类不断认识自我的过程。我们无法预判数字人未来会走向何方，但我们还是希望大家以开放包容的心态面对新概念，拥抱新技术，将基础夯实，立足文化本体的价值属性，共同推动行业转型升级，在文化与科技融合发展的时代进程中，真正实现传统文化的创造性转化和创新性发展。

　　《光明日报》（ 2023年01月04日 13版）

绕过人墙、半路转弯 怎么在世界杯踢出超帅“香蕉球”？******

　　又到了四年一度的世界杯

　　不知道大家是否还记得

　　2018届世界杯中

　　葡萄牙和西班牙相遇的小组赛

　　C罗在最后时刻力挽狂澜

　　踢出被解说员叹为

　　“翩若惊鸿，宛若蛟龙”的

　　“C型”任意球，扳平比分

　　被踢出的球为什么会迅速升降？

　　又为什么会“拐弯”呢？

　　首先我们来了解一下任意球

　　任意球是啥？

　　任意球是罚球的一种。它是一种在足球（或手球）比赛中发生犯规后重新开始比赛的方法。

　　任意球分两种：直接任意球，踢球队员可将球直接射入犯规队球门得分；间接任意球，踢球队员不得直接射门得分，球在进入球门前必须被其他队员踢或触及。判罚前场任意球后会使用一种泡沫喷剂划定球的摆放位置，以及人墙的站位，发任意球时需要用手触球，然后在裁判哨响后踢球。

　　香蕉球？能吃吗？

　　事实上，C罗踢出的这种任意球在足球比赛中并不少见。

　　在1997年，在巴西对法国的一场足球比赛中，巴西足球运动员Roberto Carlos，在没有通向球门的直接路线的情况下，从35米外开出一个任意球。他的射门使球飞过球员，并在快要出界的时候急转向左，砸入球门。

　　图源：网络 香蕉球图解

　　球的突然拐弯让在场球员，特别是法国守门员根本来不及反应。这个史上最漂亮，最具标志性和最违反物理学定律的任意球，被叫作“香蕉球”。法国物理学家对此研究了数年，终于用“马格努斯效应”解释了这个问题。

　　马格努斯效应

　　图源网络

　　当一个旋转物体的旋转角速度矢量与物体飞行速度矢量不重合时，在与旋转角速度矢量和平动速度矢量组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力。在这个横向力的作用下物体飞行轨迹发生偏转的现象。这是流体力学中的一种现象。

　　图源：陕西师范大学物信院 马格努斯效应示意图

　　旋转物体之所以能在横向产生力的作用，是由于物体旋转可以带动周围流体旋转，使得物体一侧的流体速度增加，另一侧流体速度减小。

　　是不是听得云里雾里？

　　香蕉球轨迹

　　球在气流中运动时，如果其旋转的方向与气流同向，则会在球体的一侧产生低压，而球体的另一侧则会产生高压。运动员的用力方向朝右，所以足球逆时针旋转。拐点处足球左侧产生低压，右侧产生高压，这样就导致足球存在横向的压力差，并形成向左侧的力。

　　图源：NKPhysics

　　根据物理公式，距离越远，速度越慢，球偏离角度也就越大。因此，我们能看到在香蕉球运行的末尾时刻，会发生更剧烈的偏转，给守门员一个巨大的“惊吓”。

　　我也能踢出和C罗一样的球吗？

　　回到文章开头提到的C罗“力挽狂澜”的任意球，这一球不止踢出了上述“香蕉球”的概念，同时也混合了“电梯球”，即指大力踢出的足球，下落很快，像是从电梯上下坠，它实际上是高速飞行的足球受到重力和大雷诺数阻力下的运动轨迹。

　　图源： 中国物理学会期刊网 皮尔洛的“电梯球”

　　葛惟昆教授解释说：“踢出电梯球的一大关键要素，就是球的初始速度要快。”要踢电梯球，球的初始速度应该接近150公里/小时，没错，就是一辆车在高速公路上狂飙的速度。

　　图源：科学世界

　　研究人员在进行场景模拟时发现，要想让100公里/小时以上速度的任意球避开人墙（假定在距离约9米远的位置有5名身高1.8米的对方球员并排）成功射门，球离开地面时与地面的夹角必须控制在15°～17°之间，也就是仅有2°的精度范围（在距离球门25米的位置，踢出转速为每秒8转的侧旋弧线的情况）。

　　如果是足球，以每小时90千米的速度每秒旋转8转，球会在这个距离内弯曲3米以上。

　　图源见水印

　　而踢出弧线的关键在于，落脚点在偏离球心的位置，偏离球心的幅度越大，球的转速越快。有研究人员称，安德烈亚皮尔洛等优秀的任意球球员会使球的旋转轴倾斜角度大于侧旋，让马格努斯力倾斜向下发挥作用，从而踢出“球速快、大幅弯曲的同时又急剧下沉的”球路。

　　资料来源：科学世界、中国物理学会期刊、科技日报、天津科普说、NKPhysics

　　整理：董小娴

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）