【鳥巢】姚夢明談國家體育場體育照明設(shè)計(Part2)

　　【鳥巢】姚夢明談國家體育場體育照明設(shè)計(Part3)

　　北京奧運(yùn)會是奧運(yùn)史上第一次全部采用高清信號轉(zhuǎn)播的運(yùn)動會，要求各比賽場館提供最專業(yè)的比賽和轉(zhuǎn)播照明，國家體育場( 鳥巢) 工程作為國家標(biāo)志性建筑，2008年北京奧運(yùn)會主體育場，其體育照明更應(yīng)體現(xiàn)世界最高水平。本文重點(diǎn)介紹了國家體育場奧運(yùn)會高清電視轉(zhuǎn)播的照明要求和詳細(xì)的體育照明設(shè)計方案。

　　1 概述

　　國家體育場( 鳥巢) 位于北京奧林匹克公園中心區(qū)南部，北京城市中軸線北端的東側(cè)，為2008年第29 屆奧林匹克運(yùn)動會的主體育場。工程總占地面積21公頃，建筑面積258，000m2。場內(nèi)觀眾坐席約為91， 000 個，其中臨時坐席約11，000個。北京奧運(yùn)會、殘奧會開閉幕式、田徑比賽及足球比賽決賽在這里舉行。奧運(yùn)會后，可承擔(dān)特殊重大體育比賽( 如世界田徑錦標(biāo)賽、世界杯足球賽等)、各類常規(guī)體育賽事以及非體育競賽項目( 如文藝演出、團(tuán)體活動等) ，并將為北京市市民提供廣泛參與體育活動及享受體育娛樂的大型專業(yè)場所。

　　國家體育場將成為全國標(biāo)志性的體育建筑和城市建設(shè)的新亮點(diǎn)，并成為奧林匹克運(yùn)動留給城市的寶貴文化遺產(chǎn)。

　　2 國家體育場體育照明要求

　　為使運(yùn)動員發(fā)揮最佳的競技水平，使全世界觀眾能真實、清晰地了解賽場的動態(tài)，融入最大的觀賽熱情，優(yōu)秀的體育場館必不可少;而優(yōu)秀的體育場館又需要最高質(zhì)量的專業(yè)體育照明。良好的體育場館照明能為現(xiàn)場的運(yùn)動員、裁判、觀眾及全球數(shù)十億電視觀眾帶來最佳的現(xiàn)場效果和電視轉(zhuǎn)播畫面。照明在奧運(yùn)場館中的作用已越來越重要。

　　由于比賽項目的多樣性及賽事的重要性，國家體育場的照明設(shè)計的要求極為嚴(yán)格。要充分考慮運(yùn)動員、裁判員/官員、現(xiàn)場觀眾、電視觀眾( 攝像機(jī)) 、媒體讀者(照相機(jī)) 等多方面人士的視覺需求，為各方面人士提供最佳照明。除提供充足、均勻的水平照度和垂直照度外，還應(yīng)充分考慮更多攝像機(jī)要求及更嚴(yán)格的眩光控制。

　　為達(dá)到最佳的轉(zhuǎn)播效果，BOB ( 北京奧運(yùn)轉(zhuǎn)播委員會)對國家體育場提出了歷屆奧運(yùn)中最嚴(yán)格的照明要求，超過了各體育單項組織、CIE、其他相關(guān)照明機(jī)構(gòu)的照明標(biāo)準(zhǔn)，也比2004 雅典奧運(yùn)會主場地的照明標(biāo)準(zhǔn)更具體、更嚴(yán)格。

(本文摘自《照明工程學(xué)報》，作者姚夢明)

[NT:PAGE]

　　2. 1 照明照度水平要求更高

　　作為全球賽事水平最高的奧運(yùn)會主場的國家體育場，為滿足賽事轉(zhuǎn)播的需要，全場共布置了一百多臺高清攝像機(jī)和高清超高速彩色攝像機(jī)作為轉(zhuǎn)播設(shè)備，從大型的覆蓋全場的主攝像機(jī)到各個區(qū)域的固定或移動攝像機(jī)，從慢動作回放攝像機(jī)到軌道或自動攝像機(jī)，從全景(氣氛) 攝像機(jī)到局部特定位置的特殊攝像機(jī)( 如犯規(guī)攝像機(jī)、球門攝像機(jī)等)，從起點(diǎn)攝像機(jī)、終點(diǎn)攝像機(jī)或?qū)崟r攝影攝像機(jī)到頒獎典禮攝像機(jī)等等，對如此眾多的攝像機(jī)，照明均必須滿足BOB的要求，以提供最佳照明效果保證最全面的電視轉(zhuǎn)播畫面、以及不同攝像機(jī)間轉(zhuǎn)播畫面的平穩(wěn)切換。

　　國家體育場的奧運(yùn)照明要求中，奧運(yùn)比賽轉(zhuǎn)播時對任一固定攝像機(jī)的最小垂直照度要求為Ev min> 1400lx，要求對移動攝像機(jī)或垂直于場地四邊的最小垂直照度大于1000lx; 而此前各體育單項組織及CIE的照明標(biāo)準(zhǔn)中要求在彩色電視轉(zhuǎn)播時對主攝像機(jī)的平均垂直照度Ev ave > 1400 lx或2000lx，對其他攝像機(jī)及垂直于場地四邊的垂直照度則無特別要求。這充分體現(xiàn)了高清轉(zhuǎn)播的要求及奧運(yùn)比賽時對全場每一個地方、每一時刻的關(guān)注。

　　2. 2 照明照度均勻度要求提高

　　國家體育場奧運(yùn)比賽電視轉(zhuǎn)播時，水平照度均勻度要求:

　　最小與最大之比Eh min /Eh max > 0. 6 ( 最好0. 7)

　　最小與平均之比Eh min /Eh ave > 0. 8

　　奧運(yùn)比賽電視轉(zhuǎn)播時，對固定攝像機(jī)的垂直照度均勻度要求:

　　最小與最大之比Ev min /Ev max > 0. 6 ( 最好0. 7，特殊區(qū)域: 0. 7 /0. 9)

　　最小與平均之比Ev min /Ev ave > 0. 7 ( 最好0. 8，特殊區(qū)域: 0. 8 /0. 9)

　　奧運(yùn)比賽電視轉(zhuǎn)播時，對移動攝像機(jī)或四邊方向垂直照度均勻度要求:

　　最小與最大之比Ev min /Ev max > 0. 4

　　最小與平均之比Ev min /Ev ave > 0. 6

　　這些均勻度的指標(biāo)比之前的體育照明標(biāo)準(zhǔn)要求更高，更嚴(yán)格，尤其對主攝像機(jī)，同時對新增加的四邊垂直照度的要求也更清晰。

　　2. 3 照明照度梯度的要求

　　國家體育場奧運(yùn)比賽的照明除了滿足全場照度中最小、最大與平均的要求外，更明確提出照度梯度的數(shù)值指標(biāo)，要求場地內(nèi)任一點(diǎn)四周的照度與此點(diǎn)的照度的最大梯度不得超過20%( 4m 間隔) 和10% ( 2m 間隔) ，以滿足場地小范圍內(nèi)的照度均勻，最大化地提高轉(zhuǎn)播質(zhì)量。

　　2. 4 照明照度比要求提高國家體育場奧運(yùn)比賽電視轉(zhuǎn)播時，平均水平照度與平均主攝像機(jī)方向垂直照度之比應(yīng)在0. 75 ～1. 5 之間( 最好為1∶ 1)，以滿足場地整體的立體感及場地照明的舒適度。比賽場地內(nèi)任何一點(diǎn)上的與場地四邊垂直的四個垂直照度中的最小值與最大值之比應(yīng)不小于0.

　　6，以滿足場地內(nèi)任一點(diǎn)上的各方向的垂直照度，從而增強(qiáng)照明的立體感，滿足各個方向的攝像機(jī)的照明要求，從各個方向捕捉運(yùn)動比賽的精彩。

[NT:PAGE]

　　2. 5 對奧運(yùn)比賽場地照明光源的要求

　　高清攝像機(jī)可以根據(jù)現(xiàn)場照明場景的色溫調(diào)節(jié)白平衡，以再現(xiàn)與日光色照明下一致的白色，但是這種調(diào)節(jié)是非常困難和繁瑣的，且不同攝像機(jī)、不同攝像師之間的調(diào)節(jié)無法保持一致，同時不同光源間的色偏差也會使這種調(diào)節(jié)更加困難。另外，即使相同色溫的光源由于其光譜的不同其顯色指數(shù)也會不同，同樣日光色但CRI僅為70的光源也許會將紅色和粉紅色顯示成類似失去光澤的棕灰色，這會使攝像機(jī)轉(zhuǎn)播的畫面中運(yùn)動員的膚色失去健康的色澤，如果在比賽現(xiàn)場人的眼睛可以根據(jù)經(jīng)驗作適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，但攝像機(jī)的鏡頭無法作出類似的補(bǔ)償。因此BOB要求光源的額定色溫Tc =5600K，光源色溫偏差不超過IEC 的容差范圍，顯色指數(shù)( CRIRa8)≥90。且要求光源為同一制造商、同一批次的產(chǎn)品，以最大限度地減小由于照明光源的色差或色漂移的不一致造成的對現(xiàn)場照明效果和電視轉(zhuǎn)播畫面質(zhì)量的影響。

　　2. 6 觀眾席照明

　　為保證現(xiàn)場觀眾的氣氛及電視轉(zhuǎn)播畫面的整體效果，要求前15 排觀眾席對主攝像機(jī)的平均照度不低于比賽場地平均垂直照度Ev-ave的10%，且不高于此平均照度的25%，15 排以后的觀眾席照度應(yīng)按統(tǒng)一比率降低。

　　2. 7 照明對眩光限制的要求

　　為進(jìn)一步提高場地照明舒適度、提高轉(zhuǎn)播質(zhì)量，國家體育場要求奧運(yùn)比賽時照明對所有固定攝像機(jī)的眩光指數(shù)GR 均不得超過40，對場地內(nèi)觀察者的眩光指數(shù)GR不得超過50。燈具不得直接投射向固定攝像機(jī)，各個不同運(yùn)動要求有不同的燈具最大投射仰角，以降低眩光。BOB 要求燈具的最大投射角不超過68°。除控制直接眩光外，還需要控制由于場地材料反射引起的反射眩光，尤其對主攝像機(jī)更要控制其攝像范圍內(nèi)的反射亮點(diǎn)，提高轉(zhuǎn)播畫面的質(zhì)量。

　　3 國家體育場奧運(yùn)體育照明的區(qū)域變化

　　由于賽事水平的提高及競爭的激烈，比賽時經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)比賽不僅僅在場地的劃線范圍內(nèi)進(jìn)行，因此國家體育場照明要求的范圍更大，田徑比賽區(qū)域FOP要求為場地劃線區(qū)域外加1 米的范圍，田徑比賽中100 米直道的照明范圍為從起點(diǎn)前10 米到終點(diǎn)線后30 米; 110米欄直道的照明范圍為從起點(diǎn)前5米到終點(diǎn)線后30 米。

　　為使比賽時的最精彩部分可以被全面地記錄、觀看，BOB 在國家體育場比賽項目的FOP 中又提出了特殊照明區(qū)域( 轉(zhuǎn)播回放區(qū)域) 的概念，如徑賽的100米直道的從起點(diǎn)前10 米到終點(diǎn)線后30 米的特殊區(qū)域; 110 米欄直道的從起點(diǎn)前5 米到終點(diǎn)線后30 米特殊區(qū)域; 100 米起跑區(qū)、110米欄起跑區(qū)、200 米起跑區(qū)、400 米/4 X100 米起跑區(qū)、800 米起跑區(qū); 終點(diǎn)線; 障礙賽水池等，田賽的跳高/撐桿跳的助跑區(qū)、過桿區(qū)、墊子著落區(qū);跳遠(yuǎn)/三級跳遠(yuǎn)的助跑區(qū)、沙坑著落區(qū); 標(biāo)槍的助跑區(qū); 鐵餅、鏈球、鉛球的投擲區(qū); 各起跳板/投擲線( 犯規(guī)線)等，這些區(qū)域的最小照度要求不變，但對照度均勻度及照度梯度的要求比全場更高。且有時此區(qū)域內(nèi)對相關(guān)攝像機(jī)的最小垂直照度要求大于全場的主攝像機(jī)的平均垂直照度。

　　除比賽區(qū)域外，國家體育場的照明應(yīng)為馬拉松通道、室外訓(xùn)練場、室內(nèi)訓(xùn)練場、混合區(qū)、新聞發(fā)布廳、頒獎臺、升旗區(qū)、萬國旗和室外綜合區(qū)等提供符合BOB要求的照明設(shè)計，以保證奧運(yùn)比賽的順利進(jìn)行。

　　4 國家體育場體育照明轉(zhuǎn)播攝像機(jī)考慮

　　由于國家體育場在奧運(yùn)會期間需要舉辦足球決賽和全部的田徑比賽，為向全世界轉(zhuǎn)播精彩比賽，BOB 設(shè)置了100多臺攝像機(jī)用于高清轉(zhuǎn)播，因此在照明設(shè)計時，為滿足全場所有攝像機(jī)的照明要求，首先需要了解全部轉(zhuǎn)播攝像機(jī)的位置，同時還需要了解這些攝像機(jī)的功能及其轉(zhuǎn)播覆蓋的區(qū)域，以充分滿足不同攝像機(jī)的照明要求。

　　國家體育場的體育照明設(shè)計方案中共考慮了93個攝像機(jī)( 足球: 15 個，田徑: 74 個，全場: 4個) 及移動攝像機(jī)( 四邊垂直照度)的照明需求，滿足不同比賽項目的要求。對同一區(qū)域有多個攝像機(jī)進(jìn)行攝影跟蹤，尤其是對100 米，110米欄等重大比賽項目的跑道、起點(diǎn)、終點(diǎn)線處進(jìn)行多機(jī)攝影跟蹤，從各個方向轉(zhuǎn)播比賽的精彩畫面。

[NT:PAGE]

　　圖1 列出了足球比賽的主要攝像機(jī)位置

　　圖2 列出了足球比賽主要攝像機(jī)的轉(zhuǎn)播覆蓋范圍

　　圖3 列出了田徑比賽中徑賽項目的攝像機(jī)位置

　　圖4 列出了田徑比賽徑賽項目的部分主要攝像機(jī)的轉(zhuǎn)播覆蓋范圍

　　圖5 列出了田徑比賽中部分田賽項目的攝像機(jī)位置

(本文摘自《照明工程學(xué)報》，作者姚夢明)

　　【鳥巢】姚夢明談國家體育場體育照明設(shè)計(Part2)