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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）

盘点不同球类运动，谁是“球中之王”？******

　　近日，在世界杯比赛中

　　葡萄牙队3比2险胜加纳队

　　下半场，C罗通过点球

　　帮助葡萄牙队取得领先

　　图源：FIFA

　　被判点球后C罗亲吻足球

　　他闭上双眼，深呼吸

　　然后助跑、果断起脚

　　皮球势大力沉直窜对方球门

　　图源：新华社

　　C罗也成为历史首位

　　连续五届世界杯取得进球的球员

　　大家观看比赛时有没有想过

　　在如此多的球类运动中

　　足球的球速是最快吗？

　　哪种球飞得最远？

　　球速之“王”竟然是它？

　　所有球类运动无非是用手、脚、球棒或球拍击打球，球的尺寸、形状和重量差异使得它们具有不同的速度以及运动轨迹。

　　那么问题来了，在这些球类运动中，速度最快的是哪种球？是令人热血沸腾的足球，是挥汗如雨的网球，还是快得看不清轨迹的乒乓球？

　　图源：摄图网

　　答案其实是外形最不像球的羽毛球。

　　目前吉尼斯官方认可的最快的羽毛球记录来自丹麦选手科丁，2017年1月10日，在印度羽毛球超级联赛上，科丁在正式比赛中杀出一记速度高达426 公里/小时（约118 m/s）的杀球。这意味着什么？这个记录中羽毛球的最高速度，比“复兴号”动车组列车最高运行时速（400公里/小时）还要快。

　　图源：Physics of ball sports各种球类运动的最高运动速度

　　羽毛球为什么能飞得那么快？原因其实并不复杂，主要是因为羽毛球比较轻（重量只有5克），并且球拍足够长（不超过680mm）。

　　图源：Annu. Rev. Fluid Mech 各种球的尺寸、重量及速度等基本参数

　　球体在空中的运动往往只受到空气阻力和重力的作用，它的速度一般只会逐渐减小（篮球等例外）。想要获得最快的运动速度，球体需要在离开运动员接触的瞬间获得最大的加速度。相对于网球、足球和其它球体，羽毛球非常轻，因此同等大小的力在它身上则会产生更大的加速度。

　　图源：Physics of ball sports 高尔夫球和羽毛球的挥拍动作

　　最能“飞”的球——高尔夫球

　　高尔夫球是飞得最远的球，单次击球可以移动200米以上，标准高尔夫球场，一般布置18个球洞，总长度要控制在6002～6400米，球场面积50～75公顷（1公顷=10000平方米），实际大小要根据球场的地形来确定。

　　不仅如此，高尔夫还走出了地球，成为了首个星际间的球类运动项目。1971年2月6日，执行阿波罗14号任务的宇航员艾伦·谢帕德（Alan Shepard）挥动球杆在月球上打起了高尔夫球，从而使他成为有史以来第一位，也是目前唯一一位在月亮上打过高尔夫球的人。

　　图源：NASA 正在月球打高尔夫球的宇航员艾伦

　　高尔夫球有一个让人大跌眼镜的现象：越是光滑的高尔夫球，越是飞不远。

　　我们都认为，球形是最完美的形体，表面越是光滑，则在飞行的过程中，球面与大气的摩擦就越少，同等用力的情况下，理应飞得越远。但是，高尔夫球不是这样。

　　图源：《高尔夫50年》高尔夫球的变迁

　　毛根海教授所著《奇妙的流体运动科学》一书中，有这么一个数据：同等条件下，布满小酒窝的高尔夫球，它在飞行中所受到的阻力只有光滑球的一半，而飞行距离是光滑球的5倍。物体在流体中运动时，前后压力差所带来的阻力就叫做“形状阻力”。现代核潜艇使用“水滴型”外形就是为了减少形状阻力。

　　图源：科普中国

　　如上图，顶部的垂直竖版，其形体阻力最大，原因是其后方的“低压区”面积最大，第二个球体的低压区有所减少，直至底部的水滴型，其形状阻力最小。通过流体力学实验，人们发现，光滑的与布满小酒窝的球相比，后者产生的低压区面积更少。球上的无数小酒窝，它可以起到让空气紧贴球面的作用，这使得平滑的气流能顺着球体表面延伸到更靠后的位置时才产生分离。

　　图片来自航空航天工程师Jeffrey A. Scott

　　最受欢迎的球类运动——足球

　　无论是从影响力、参与人数还是赛事热度来看，足球都是当之无愧的世界第一运动。不过今天既然讲到球速和形体阻力的问题，那么我们也一起来看看足球缝线对足球轨迹的影响。

　　图源：百度百科

　　普天同庆足球是2010年南非世界杯决赛阶段设计的新款足球，也是最近几届世界杯中，最饱受批评的一个足球。在它还刚刚面世时，生产厂家就宣传说：这个球只用了8块表皮就将足球拼接完成，完美地包住了内胆，这是史上最圆的足球。

　　然而，这颗球却是守门员的“噩梦”。空气动力学家梅塔博士提出，“粗糙度的大小，决定了出现‘蝴蝶球效应’的最佳临界速度是多少。”

　　蝴蝶球轨迹蝴蝶球指的是球在空中飞行时几乎没有旋转，从而导致它的飞行轨迹不可预测，守门员很难判断。蝴蝶球的原理是球表面上有缝线，在飞行过程中，气流经过缝线时，会产生更多湍流，由于左右不对称，湍流增加了球侧面的偏转力。尾流左右摇摆，飞行飘忽不定，如飞舞蝴蝶。

　　图源：中国科普博览常规足球通常将32块球面通过缝线拼合而成，缝线的总长度以及缝线的深度决定了足球的光滑度，缝线越多越粗糙。常规足球一般在48公里每小时球速时才会产生最大化的“蝴蝶球效应”。

　　而普天同庆足球，由于其总缝线长度很短，导致其成为当时最光滑的足球，经过空气动力学试验，人们发现，在80～88公里每小时球速时，普天同庆才会产生最大化的蝴蝶球效应，而80公里左右时速恰恰是射门，以及任意球的典型球速。

　　END

　　资料来源：央视科教、科普中国、中国科普博览、知乎

　　整理：董小娴

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）