跳臺(tái)滑雪照明設(shè)計(jì)和工程實(shí)施探析

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摘要：跳臺(tái)滑雪由于運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地和運(yùn)動(dòng)自身的特點(diǎn)，對(duì)體育轉(zhuǎn)播照明的要求細(xì)節(jié)略不同于其他類型。本文將從運(yùn)動(dòng)的特性、場(chǎng)地的形式影響為起點(diǎn)，考慮運(yùn)動(dòng)和電視轉(zhuǎn)播的雙重需求；同時(shí)由于場(chǎng)地的地形特點(diǎn)，工程實(shí)施也有別于其他類型，本文將闡述照明設(shè)計(jì)方法并簡(jiǎn)述實(shí)施特色過程。

關(guān)鍵詞：跳臺(tái)滑雪；體育照明；照明燈具；照明配光；照明效果；模擬計(jì)算

引言

高等級(jí)體育項(xiàng)目照明需要考慮運(yùn)動(dòng)特性和場(chǎng)地要素，并影響燈具的安裝位置和數(shù)量，進(jìn)而影響到場(chǎng)館的建筑、結(jié)構(gòu)和景觀效果。本文基于系統(tǒng)化的前提來進(jìn)行說明，包括了照明設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述和工程實(shí)施說明（包括燈具、燈桿、控制系統(tǒng)、供電等），希望能對(duì)同類型場(chǎng)地的設(shè)計(jì)、建設(shè)提供一定的幫助和借鑒。

1比賽場(chǎng)地形式和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)

跳臺(tái)滑雪起源于挪威，并在1924年列為冬奧會(huì)項(xiàng)目。跳臺(tái)滑雪的比賽區(qū)域?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)形式設(shè)施，在1976年，國(guó)際滑雪聯(lián)合會(huì)將標(biāo)準(zhǔn)坡度（NH）和大坡度（LH）跳臺(tái)由K70和K90調(diào)整為K90和K120，并沿用至今。跳臺(tái)滑雪場(chǎng)地包括了比賽和比賽相關(guān)區(qū)域、暖房、裁判塔、教練臺(tái)、觀眾席等區(qū)域，其中比賽區(qū)域由助滑道、著陸坡、停止區(qū)構(gòu)成，比賽相關(guān)區(qū)域還包括助滑道之前的準(zhǔn)備區(qū)和停止區(qū)之后的離場(chǎng)區(qū)、采訪區(qū)等（圖1）。跳臺(tái)滑雪通過助滑道獲得初始速度，騰空后在空中長(zhǎng)距離飛行并最終落地，根據(jù)從臺(tái)端到著陸區(qū)域的飛行距離和空中姿態(tài)評(píng)分。跳臺(tái)滑雪技術(shù)專業(yè)性強(qiáng)、速度快，在助滑道的末端可以達(dá)到110km／h的速度，極具觀賞性。

2高等級(jí)體育轉(zhuǎn)播照明的需求

轉(zhuǎn)播照明的要素主要與攝像機(jī)的位置和需求、運(yùn)動(dòng)的速度、拍攝距離等因素有關(guān)，轉(zhuǎn)播照明的考慮元素分為通用因素和特性因素。在相關(guān)區(qū)域和空間，應(yīng)該按照攝像機(jī)的實(shí)際位置和方向計(jì)算垂直照度，并考慮飛行時(shí)的典型計(jì)算網(wǎng)格［1］。

2.1轉(zhuǎn)播照明的通用因素

（1）CIE169技術(shù)報(bào)告，根據(jù)攝像機(jī)距離，需要分級(jí)處理；距離越遠(yuǎn)，照度要求越高。（2）CIE83技術(shù)報(bào)告，根據(jù)運(yùn)動(dòng)速度不同，需要分級(jí)處理；速度越快，照度要求越高。（3）轉(zhuǎn)播清晰度要求越高，對(duì)照度要求越高。（4）慢動(dòng)作攝像機(jī)回放速度越慢，對(duì)照度要求越高。

2.2跳臺(tái)滑雪對(duì)照明產(chǎn)生重大影響的特性因素

（1）具有較大坡度的比賽場(chǎng)地。雪地照明設(shè)計(jì)的平面與水平面的夾角是一個(gè)變化的曲面，且坡度較大，這導(dǎo)致兩個(gè)問題，一是雪面的照度，二是眩光評(píng)價(jià)的參考背景平面（圖2）。首先，涉及到攝像效果的背景，雪面照明需要有較好的照度均勻度，而對(duì)于高清轉(zhuǎn)播要求的照度，應(yīng)該理解為雪面照度而非純粹的水平照度。其次，由于運(yùn)動(dòng)員在下落過程中，視線是助滑道和雪道，而作為GR評(píng)價(jià)的最大因素之一的環(huán)境面反射比、背景環(huán)境面，也是設(shè)定的雪面，而非某個(gè)水平面。（2）空中姿態(tài)也是照明服務(wù)的重要環(huán)節(jié)。跳臺(tái)滑雪的重要特性之一就是具有相當(dāng)長(zhǎng)路徑是在空中的，這個(gè)高度可能會(huì)在助滑道方向軌跡左右一定范圍內(nèi)（由于運(yùn)動(dòng)員原因和風(fēng)的問題，大概率不會(huì)是完全沿著助滑道的投影方向），高度在雪面以上0～5m范圍（包含運(yùn)動(dòng)員身高的高點(diǎn)位置），這需要在照明驗(yàn)證中，考慮多個(gè)高度可能性的垂直照度。（3）高速度對(duì)照明指標(biāo)要求很高。跳臺(tái)滑雪項(xiàng)目根據(jù)CIE83技術(shù)報(bào)告要求，屬于B類運(yùn)動(dòng)，速度較快，而對(duì)于攝像機(jī)距離，位于緩沖區(qū)的攝像機(jī)的攝像距離普遍會(huì)超出100m，為了防止攝像機(jī)跟拍運(yùn)動(dòng)員高速飛行過程中的照明出現(xiàn)過度的明暗交替，針對(duì)每個(gè)攝像機(jī)，都需要有較高的均勻度［3］。

3照明設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

由于大型比賽賽時(shí)照明除了比賽區(qū)域（FOP）之外，還包括眾多的外圍輔助區(qū)域，本文將僅對(duì)比賽區(qū)域（FOP）照明進(jìn)行描述，如表1所示。為了保證場(chǎng)地用途的多樣化，控制系統(tǒng)具備可開放的端口［4］。

4照明項(xiàng)目使用的設(shè)備和實(shí)現(xiàn)方式

跳臺(tái)滑雪照明設(shè)備由兩部分構(gòu)成：1）助滑道使用的兩側(cè)連續(xù)的帶狀照明燈具，安裝在助滑道結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上，提供為運(yùn)動(dòng)員的助滑道照明和為攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)員垂直照度。由于垂直照度需要滿足多個(gè)機(jī)位的接力式的連續(xù)拍攝需求，垂直照度需要不僅僅是垂直于運(yùn)動(dòng)員的行進(jìn)方向，而是需要來自多個(gè)方向，而燈具僅能連續(xù)線性安裝，因此所有照明照度和均勻度的數(shù)據(jù)來自于合理燈具配光的支持。2）起跳區(qū)、著陸坡、結(jié)束區(qū)照明的燈桿投光燈燈具。使用多個(gè)燈桿，連續(xù)完成區(qū)域的照明，本項(xiàng)目使用15燈桿設(shè)計(jì)，用密集的燈桿布置滿足高質(zhì)量的照明要求，當(dāng)然如果照明等級(jí)較低時(shí)，燈桿數(shù)量應(yīng)該可以適量減少。由于跳臺(tái)滑雪場(chǎng)地基于山坡建造，燈桿的位置均設(shè)置在山體，受到山體結(jié)構(gòu)和植被的影響，大部分燈桿位置不會(huì)在理想位置，這會(huì)導(dǎo)致一些問題，比如垂直照度均勻度、燈桿陰影、建筑物的陰影（如裁判塔）問題，需要在設(shè)計(jì)中進(jìn)行逐項(xiàng)解決（圖3）。照明燈具的投射方向盡量避免了對(duì)運(yùn)動(dòng)員、裁判員造成的眩光，且在設(shè)計(jì)中考慮逸散光控制，保證與場(chǎng)地與環(huán)境照明比率大于5∶1［2］。本項(xiàng)目的投光燈具全部使用智能照明系統(tǒng)，可以通過調(diào)光方式完成賽時(shí)模式、賽后訓(xùn)練和賽后商業(yè)使用間快速準(zhǔn)確地進(jìn)行模式切換。照明燈具在模式調(diào)整后的關(guān)鍵參數(shù)依然滿足使用需求，尤其是頻閃指標(biāo)依然會(huì)非常優(yōu)秀。燈桿之間使用光纖連接到控制室，用極為簡(jiǎn)易的操作即可完成轉(zhuǎn)換，由于系統(tǒng)具備可開放的特性，在賽后通過擴(kuò)展可非常簡(jiǎn)單的和演出燈光系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)商業(yè)使用用途，為場(chǎng)館未來提供多用途可能。

5場(chǎng)地照明

場(chǎng)地照明對(duì)賽事和轉(zhuǎn)播至關(guān)重要，因此所有的場(chǎng)地照明燈具分為A、B兩個(gè)回路供電，每個(gè)系統(tǒng)各帶大約50％照明負(fù)荷（是指保證50％場(chǎng)地照明照度所涉及的燈具）。從供電系統(tǒng)上A、B兩個(gè)系統(tǒng)也是分開的。一旦出現(xiàn)供電故障，需要保證50％場(chǎng)地照明不受影響，包括水平、垂直照度和均勻度等［5］。

6項(xiàng)目實(shí)施

本項(xiàng)目實(shí)施中，難度較大的是燈桿的定位、基礎(chǔ)安裝和燈桿吊裝。由于燈桿安裝所在位置均位于賽道兩側(cè)的山坡上，是石頭結(jié)構(gòu)的山體，且坡度大。部分基礎(chǔ)需要首先爆破完成，且較高的燈桿需要更穩(wěn)定的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，而山體結(jié)構(gòu)的爆破，可能會(huì)影響已建成的主結(jié)構(gòu)和裁判塔等附屬建筑的結(jié)構(gòu)安全，經(jīng)過嚴(yán)格的驗(yàn)證和審核并合理工程順序后，安裝基礎(chǔ)得以順利實(shí)現(xiàn)。燈桿燈具使用1580W體育專用LED投光燈燈具完成，每個(gè)燈桿安裝數(shù)量如表2所示。助滑道燈具由助滑道設(shè)備供應(yīng)商完成最后的整合，共使用730套助滑道專用LED線條燈具完成。燈具安裝在助滑道兩側(cè)的鋼結(jié)構(gòu)上，每側(cè)2條，分別側(cè)向投射到助滑道預(yù)定的位置上。照明燈具在安裝后依照設(shè)計(jì)文件進(jìn)行調(diào)試，歷經(jīng)前期準(zhǔn)備、燈具調(diào)試（角度調(diào)試）、初步測(cè)量、精確調(diào)整、提交驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)流程完成［6］。由于實(shí)施的造雪具有較大的厚度，在造雪完成后，最后進(jìn)行一次檢測(cè)和精確調(diào)整才能完成實(shí)施。

7總結(jié)

跳臺(tái)滑雪比賽高質(zhì)量轉(zhuǎn)播需要高質(zhì)量的照明系統(tǒng)，而跳臺(tái)滑雪場(chǎng)地一般構(gòu)筑在自然山體的山坡上，因此，照明系統(tǒng)大部分需要被自然的山體結(jié)構(gòu)所左右，在實(shí)施過程中具有較高的難度，而對(duì)于高質(zhì)量比賽轉(zhuǎn)播需要高質(zhì)量的照明系統(tǒng)，這些限制條件和特殊需求都會(huì)提高設(shè)計(jì)和實(shí)施的難度。在跳臺(tái)滑雪項(xiàng)目中，山體測(cè)繪和地質(zhì)條件核驗(yàn)是重要的先決條件。在國(guó)內(nèi)經(jīng)過了多個(gè)國(guó)際大賽的場(chǎng)地建設(shè)洗禮后，我國(guó)的照明設(shè)計(jì)能力已經(jīng)獲得很大提高，相信在未來的國(guó)際一流賽事中，會(huì)做出更多更優(yōu)秀的作品，滿足比賽使用需求，并滿足電視觀眾的視覺需求。

作者:朱悅 單位:昕諾飛（中國(guó)）投資有限公司