【鳥巢】姚夢(mèng)明談國(guó)家體育場(chǎng)體育照明設(shè)計(jì)(Part2)

　　【鳥巢】姚夢(mèng)明談國(guó)家體育場(chǎng)體育照明設(shè)計(jì)(Part3)

　　北京奧運(yùn)會(huì)是奧運(yùn)史上第一次全部采用高清信號(hào)轉(zhuǎn)播的運(yùn)動(dòng)會(huì)，要求各比賽場(chǎng)館提供最專業(yè)的比賽和轉(zhuǎn)播照明，國(guó)家體育場(chǎng)( 鳥巢) 工程作為國(guó)家標(biāo)志性建筑，2008年北京奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)，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(guó)家體育場(chǎng)奧運(yùn)會(huì)高清電視轉(zhuǎn)播的照明要求和詳細(xì)的體育照明設(shè)計(jì)方案。

　　1 概述

　　國(guó)家體育場(chǎng)( 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(dòng)會(huì)的主體育場(chǎng)。工程總占地面積21公頃，建筑面積258，000m2。場(chǎng)內(nèi)觀眾坐席約為91， 000 個(gè)，其中臨時(shí)坐席約11，000個(gè)。北京奧運(yùn)會(huì)、殘奧會(huì)開閉幕式、田徑比賽及足球比賽決賽在這里舉行。奧運(yùn)會(huì)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(jìng)賽項(xiàng)目( 如文藝演出、團(tuán)體活動(dòng)等) ，并將為北京市市民提供廣泛參與體育活動(dòng)及享受體育娛樂(lè)的大型專業(yè)場(chǎng)所。

　　國(guó)家體育場(chǎng)將成為全國(guó)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(dòng)留給城市的寶貴文化遺產(chǎn)。

　　2 國(guó)家體育場(chǎng)體育照明要求

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

　　由于比賽項(xiàng)目的多樣性及賽事的重要性，國(guó)家體育場(chǎng)的照明設(shè)計(jì)的要求極為嚴(yán)格。要充分考慮運(yùn)動(dòng)員、裁判員/官員、現(xiàn)場(chǎng)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(jué)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(huì))對(duì)國(guó)家體育場(chǎng)提出了歷屆奧運(yùn)中最嚴(yán)格的照明要求，超過(guò)了各體育單項(xiàng)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(huì)主場(chǎng)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(bào)》，作者姚夢(mèng)明)

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　　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(huì)主場(chǎng)的國(guó)家體育場(chǎng)，為滿足賽事轉(zhuǎn)播的需要，全場(chǎng)共布置了一百多臺(tái)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(chǎng)的主攝像機(jī)到各個(gè)區(qū)域的固定或移動(dòng)攝像機(jī)，從慢動(dòng)作回放攝像機(jī)到軌道或自動(dòng)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(shí)攝影攝像機(jī)到頒獎(jiǎng)典禮攝像機(jī)等等，對(duì)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(guó)家體育場(chǎng)的奧運(yùn)照明要求中，奧運(yùn)比賽轉(zhuǎn)播時(shí)對(duì)任一固定攝像機(jī)的最小垂直照度要求為Ev min> 1400lx，要求對(duì)移動(dòng)攝像機(jī)或垂直于場(chǎng)地四邊的最小垂直照度大于1000lx; 而此前各體育單項(xiàng)組織及CIE的照明標(biāo)準(zhǔn)中要求在彩色電視轉(zhuǎn)播時(shí)對(duì)主攝像機(jī)的平均垂直照度Ev ave > 1400 lx或2000lx，對(duì)其他攝像機(jī)及垂直于場(chǎng)地四邊的垂直照度則無(wú)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(shí)對(duì)全場(chǎng)每一個(gè)地方、每一時(shí)刻的關(guān)注。

　　2. 2 照明照度均勻度要求提高

　　國(guó)家體育場(chǎng)奧運(yùn)比賽電視轉(zhuǎn)播時(shí)，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(shí)，對(duì)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(shí)，對(duì)移動(dòng)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(duì)主攝像機(jī)，同時(shí)對(duì)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(guó)家體育場(chǎng)奧運(yùn)比賽的照明除了滿足全場(chǎng)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(chǎng)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(guò)20%( 4m 間隔) 和10% ( 2m 間隔) ，以滿足場(chǎng)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(guó)家體育場(chǎng)奧運(yùn)比賽電視轉(zhuǎn)播時(shí)，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(chǎng)地整體的立體感及場(chǎng)地照明的舒適度。比賽場(chǎng)地內(nèi)任何一點(diǎn)上的與場(chǎng)地四邊垂直的四個(gè)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(chǎng)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(gè)方向的攝像機(jī)的照明要求，從各個(gè)方向捕捉運(yùn)動(dòng)比賽的精彩。

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　　2. 5 對(duì)奧運(yùn)比賽場(chǎng)地照明光源的要求

　　高清攝像機(jī)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)照明場(chǎng)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(wú)法保持一致，同時(shí)不同光源間的色偏差也會(huì)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(huì)不同，同樣日光色但CRI僅為70的光源也許會(huì)將紅色和粉紅色顯示成類似失去光澤的棕灰色，這會(huì)使攝像機(jī)轉(zhuǎn)播的畫面中運(yùn)動(dòng)員的膚色失去健康的色澤，如果在比賽現(xiàn)場(chǎng)人的眼睛可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)作適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，但攝像機(jī)的鏡頭無(wú)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(guò)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(duì)主攝像機(jī)的平均照度不低于比賽場(chǎng)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(duì)眩光限制的要求

　　為進(jìn)一步提高場(chǎng)地照明舒適度、提高轉(zhuǎn)播質(zhì)量，國(guó)家體育場(chǎng)要求奧運(yùn)比賽時(shí)照明對(duì)所有固定攝像機(jī)的眩光指數(shù)GR 均不得超過(guò)40，對(duì)場(chǎng)地內(nèi)觀察者的眩光指數(shù)GR不得超過(guò)50。燈具不得直接投射向固定攝像機(jī)，各個(gè)不同運(yùn)動(dòng)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(guò)68°。除控制直接眩光外，還需要控制由于場(chǎng)地材料反射引起的反射眩光，尤其對(duì)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(guó)家體育場(chǎng)奧運(yùn)體育照明的區(qū)域變化

　　由于賽事水平的提高及競(jìng)爭(zhēng)的激烈，比賽時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)比賽不僅僅在場(chǎng)地的劃線范圍內(nèi)進(jìn)行，因此國(guó)家體育場(chǎng)照明要求的范圍更大，田徑比賽區(qū)域FOP要求為場(chǎng)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(shí)的最精彩部分可以被全面地記錄、觀看，BOB 在國(guó)家體育場(chǎng)比賽項(xiàng)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(guò)桿區(qū)、墊子著落區(qū);跳遠(yuǎn)/三級(jí)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(duì)照度均勻度及照度梯度的要求比全場(chǎng)更高。且有時(shí)此區(qū)域內(nèi)對(duì)相關(guān)攝像機(jī)的最小垂直照度要求大于全場(chǎng)的主攝像機(jī)的平均垂直照度。

　　除比賽區(qū)域外，國(guó)家體育場(chǎng)的照明應(yīng)為馬拉松通道、室外訓(xùn)練場(chǎng)、室內(nèi)訓(xùn)練場(chǎng)、混合區(qū)、新聞發(fā)布廳、頒獎(jiǎng)臺(tái)、升旗區(qū)、萬(wàn)國(guó)旗和室外綜合區(qū)等提供符合BOB要求的照明設(shè)計(jì)，以保證奧運(yùn)比賽的順利進(jìn)行。

　　4 國(guó)家體育場(chǎng)體育照明轉(zhuǎn)播攝像機(jī)考慮

　　由于國(guó)家體育場(chǎng)在奧運(yùn)會(huì)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(tái)攝像機(jī)用于高清轉(zhuǎn)播，因此在照明設(shè)計(jì)時(shí)，為滿足全場(chǎng)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(shí)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(guó)家體育場(chǎng)的體育照明設(shè)計(jì)方案中共考慮了93個(gè)攝像機(jī)( 足球: 15 個(gè)，田徑: 74 個(gè)，全場(chǎng): 4個(gè)) 及移動(dòng)攝像機(jī)( 四邊垂直照度)的照明需求，滿足不同比賽項(xiàng)目的要求。對(duì)同一區(qū)域有多個(gè)攝像機(jī)進(jìn)行攝影跟蹤，尤其是對(duì)100 米，110米欄等重大比賽項(xiàng)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(gè)方向轉(zhuǎn)播比賽的精彩畫面。

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　　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(xiàng)目的攝像機(jī)位置

　　圖4 列出了田徑比賽徑賽項(xiàng)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(xiàng)目的攝像機(jī)位置

(本文摘自《照明工程學(xué)報(bào)》，作者姚夢(mèng)明)

　　【鳥巢】姚夢(mèng)明談國(guó)家體育場(chǎng)體育照明設(shè)計(jì)(Part2)