国家体育场夜景照明方案实施详解

国家体育场夜景照明方案实施详解字号:小中大|打印发布:2009-5-0511:23作者:岳存泽来源:照明工程师社区查看:3183次编者按：国家体育场鸟巢随着奥运会的成功举办，夜景照明也在我们不懈的努力之下展现出其特有的夜间魅力，由红白黄三种色系共同演绎着夜间鸟巢丰富的表情。在此过程中我们发现这样的巧合，鸟巢整体效果有红白黄三种主体色构成，展现红墙、钢结构、膜结构三大部分。而红墙部分的LED光源的构成也正是由红白黄三种不同的芯片相搭配而成，从而精确的还原了红墙的色彩，由此红白黄名副其实的构成了鸟巢的完整的夜间色彩体系。钢结构和膜结构部分的白光和黄光两个场景分别是由金卤灯和钠灯实现的，在此不作赘述。红墙部分的LED灯具为此部分展现出良好的色彩还原性、足够的照度、恰当的均匀度，但还是远远不够的，在适当的时段红墙部分可展现：呼吸、心跳、升起、旋转、和跑动等五个动态表演的主场景。呼吸和心跳通过红墙整体的明暗变化来实现，由全亮状态开始逐渐变暗，变暗的过程表示吸气，下降到剩余30%的亮度时开始变亮，变亮过程表示呼气，变为全亮状态后短暂停留然后循环表现，整体速度通过调试设定为稍慢于人们正常呼吸的状态效果最佳。通过呼吸场景展现大自然生生不息的景象和人们悠闲的生活状态，也展示出鸟巢的生命特征。呼吸场景可用在平时夜间表演或比赛前两小时时段等场景中。心跳的灯光变化与呼吸类似，但速度更快，变化更明显，亮度下降到20%的时候开始变亮，每次心跳有两次明暗变化紧凑进行，最大程度模拟人类正常心跳的两次不同程度的波峰状态。心跳场景充分展现比赛的激情，让然联想到千钧一发的比赛经典场景，充分的诠释场地比赛氛围。心跳场景适合设定在重大比赛进行时段；重要活动开闭幕阶段的一些特定场景。升起场景由不同层的红墙配合完成，表演由全暗的状态开始，一层的灯光缓慢点亮，亮度达到30%时，二层灯光也开始点亮，同时一层灯光亮度持续增加直至100%，以此类推直至7层灯光全部点亮。全亮状态有段时间的持续后，开始由上而下逐层变暗直至全部层都变暗。为了有好的视觉效果，我们设定全暗状态不作停顿，一二层点亮的速度也稍快，减少缩短暗状态的时间，延长点亮状态的效果，兼顾明暗变化动作的表现。红色代表冉冉升起的国旗、奥运圣火，整体效果象征奥运之火冉冉升起并届届相传，体现奥林匹克精神。国家体育场夜景照明方案实施详解字号:小中大|打印发布:2009-5-0511:23作者:岳存泽来源:照明工程师社区查看:3185次旋转场景由上下左右的灯具相互配合整体运转而成。场景由全亮状态开始顺着建筑立面逆时针进行旋转速度缓慢优雅，明暗交替没有边界，似曾变暗忽而又一全亮，一切发生在不知觉中。如同巨大的圆筒内积蓄着无际的红色能量，蓄势待发，又如同红衣武者在夕阳中运着娴熟的太极，从容不迫。此场景展现梦幻般效果，配合其他效果随机设定。旋转场景由上下左右的灯具相互配合整体运转而成。场景由全亮状态开始顺着建筑立面逆时针进行旋转速度缓慢优雅，明暗交替没有边界，似曾变暗忽而又一全亮，一切发生在不知觉中。如同巨大的圆筒内积蓄着无际的红色能量，蓄势待发，又如同红衣武者在夕阳中运着娴熟的太极，从容不迫。此场景展现梦幻般效果，配合其他效果随机设定。跑动场景直观地展现了最具运动代表性的跑步赛道的景象，在全暗的场景下，组成红色墙面的不同自然层状出现流星状的光效快速出现又嘎然而止呈阶梯排列，犹如准备充分运动员信心十足地进入自己的赛道起跑点，跃跃欲试。随即他们在发令枪响后奔跑在各自的跑道上。此场景通过在单层25米宽的范围内实现横向的明暗变化来实现，不同层的纵向位置适当错落形成前后追逐的效果。此场景十五个主场景中最为活跃的场景，表现了欢快、激烈等气氛。适合在比赛时刻、活动期间展示。除了以上五个主场境外，LED系统还可以展示其他更多的动态场景主体。如通过不同层明暗配合形成长城垛口形象；以简单的几何形状：条或块进行不同速率的跑动；比较随机的明暗变化模拟火焰燃烧的效果；在横向上已不同距离形成渐变效果并作不同速率跑动等。这些场景在一定情况下不太适合建筑形态的展现，但随着时间的发展鸟巢的附加功能会越来越多地被开发，场地内的活动也会多种多样，相信这些场景也会在适当的时候有其用武之地，并会在此基础之上开发和调试出更加丰富多彩的动态场景。LED灯具的特征鸟巢LED的使用并不是一帆风顺的。在最初没有动态效果要求的时候LED并不是最佳选择。主要表现在对红色色彩的还原上。LED光源的波长比较单一，我们希望获得的红光波长在600nm左右，而市面常见的红光波长在625nm，而且初步探索：在纯红光的LED照射下红色显得过于艳丽，缺乏柔和。所以在一开始经过初步探索之后放弃了LED作为红墙的照明光源。鸟巢LED的使用并不是一帆风顺的。在最初没有动态效果要求的时候led并不是最佳选择。主要表现在对红色色彩的还原上。LED光源的波长比较单一，我们希望获得的红光波长在600nm左右，而市面常见的红光波长在625nm，而且初步探索：在纯红光的LED照射下红色显得过于艳丽，缺乏柔和。所以在一开始经过初步探索之后放弃了LED作为红墙的照明光源。鸟巢LED的使用并不是一帆风顺的。在最初没有动态效果要求的时候LED并不是最佳选择。主要表现在对红色色彩的还原上。LED光源的波长比较单一，我们希望获得的红光波长在600nm左右，而市面常见的红光波长在625nm，而且在纯红光的照射下红色显得过于艳丽，缺乏柔和。所以在一开始经过初步探索之后放弃了LED作为红墙的照明光源。随后对红色金卤灯、白光不同色温金卤灯、不同颜色荧光灯进行了测试对比，最终确定红色荧光灯在表现红墙时色彩表现，照度、亮度、均匀度各方面都有不错的表现。由此暂定为荧光灯来表现红墙。此时动态效果的要求已经初步提出来了，因此我们在荧光灯的基础上使用了数字调光镇流器，实现了简单的动态效果。但随着对动态效果的要求的提高，荧光灯的调光速度慢、光源寿命短等劣势，使得我们不得不考虑彻底更换光源和灯具，LED也在此重新回到我们的视线，并一直到最后取得成功。在LED的重新实验中我们得出总结：在白光的投射下红光显得饱和度不够，在纯红光的照射下又显得生硬而过于艳丽，与周边的环境欠缺融合，白光与红光相加能表现较为纯正的红色，但色调偏冷过于严肃；经过多次试验由红光、白光、黄光按照4：3：3的比例进行调配，红630nm琥珀585nm暖白2800K，灯具色坐标（中心默认值）CIE：1931X：0.560，Y：0.370。使得墙体表现为暖色调红光，与我们最为常见的大红灯笼色彩感觉一致，喜庆祥和而具有浓郁的中国特色。通过控制系统还可以在纯红与橘红之间无级渐变。并且动态表现灵活多变使得鸟巢红墙部分具备了动态效果展示的强有力的硬件支持。国家体育场夜景照明方案实施详解字号:小中大|打印发布:2009-5-0511:23作者:岳存泽来源:照明工程师社区查看:3187次显示系统载体的特征动态效果需要依附于灯具安装的载体，鸟巢红墙部分的结构特征整体上看比较有规律，从一层至五层为标准层，层高约4.2米，其中五层由于体育场碗状结构南北向中间低凹，所以没有需形成环绕一周的环状形态。六层以上为最高层观众看台座位的背墙，东西向中间拱起，背墙为红色，与一至五层核心筒红墙连成整体，此部分红墙最低处为标准层约4.2米，最高处约18米，此部分采用上下打光，并在中间加装一条灯带再次进行补光的形式，确保了整体亮度的均匀性。由此来看鸟巢红墙部分纵向原有六层自然层，补光增加一层整体纵向最多有有7个象素点可做表现；横向每1.2米作为一个像素点进行自由控制。在东西立面由于较大面积有七个象素点，故此可表现较为复杂的图形；而在南北立面红墙部分纵向只有四个象素点，所以只能看到简单的明暗变化效果。（东西立面）（南北立面）控制系统控制系统采用视频数据实时映射的技术，直接把电脑制作的灯光效果数据，通过光纤和CAT5线路，“投递”到相应空间分布的灯具控制器，从而实现实时的动态灯光效果。现场灯具的排列规律顺着核心筒的结构曲折蜿蜒，为能最大限度控制和展现动态效果灯具必须采用独立地址码的形式，每个灯具有独立的地址码并对应现场唯一的位置，虽然在安装的时候需要按照设定好的顺序和位置来选择灯具，给施工造成一定不便，但为适合鸟巢特有的复杂空间，并且避免局部故障出现后的关联效应，此套模式应当是最适合的控制系统形式。控制协议为MX512；接口格式为三线、总线式；同时为确保照明效果的最低要求：“全亮静止状态”我们设定灯具的初始数据即为100%点亮，也就是说在未接受到正常动态指令的时候，灯具只要正常供电即可进入稳定的全亮状态。为整体效果增加保险系数。国家体育场夜景照明方案实施详解字号:小中大|打印发布:2009-5-0511:23作者:岳存泽来源:照明工程师社区查看:3189次节目调试由于纵向只有七个实际有效象素，所以动态视频节目源不能按照实际像素一一对应编辑，通过控制系统调节，把已有的七个实际有效像素均匀分布到70个象素的相对应行，这样使得节目源具备了可编辑性。横向象素相对较多但也相应采取适当措施进行处理，与纵向的处理形式相配合。视频节目源的最终格式为：720像素*70像素。（旋转场景截屏）（跑动场景截屏）节目的调试过程是视频节目源的动态速率及其他各项效果的确认和调整阶段，也是所有前期付出最终的成果展示。呼吸、心跳、升起场景，我们测试了从全亮状态开始变暗的效果，也有相反的效果，变暗或变亮的速率不是匀速的，通过非匀速的速率抛物线曲线调整使得明亮的时间得到延长又有整体的渐变效果。旋转效果和跑道效果由于实际像素和视频源可见像素之间不是正比例对应关系，在视频源上显示较为满意的效果，在实际效果展现出来时有较明显的差异，而且很难找到其变化的固定比例。只能通过在现场调节的方式来进行，通过对讲机把立面的效果反映给总控制室内的编辑人员，然后进行多次反复的现场视频节目源调试，确定备选方案4－5种，同时与建筑师共同确认保留效果。经过长达20天的连续调试最终效果终于得到各位专家和建筑师的好评。并确定了鸟巢动态效果的五大动态场景。时间6月23日6月24日6月25日6月26日6月27日6月28日6月29日6月30日7月1日7月2日7月3日7月4日7月5日7月6日现场情况一至六号核心筒供电，二层五层故障没有点亮。受到检查干扰进度不明显。晚上一至六号核心筒供电，Led部分全部点亮，但是角度还需要进一步调整。投光灯格栅方向不对需要调整。西面纳灯投光灯局部点亮，led部分能够全面供电，硬件继续调试。部分纳灯投光灯点亮。Led部分基本正常，地址码继续调整。由于供电问题不能全亮。部分纳灯首次点亮。屋顶膜结构部分受到开幕式排练的影响不允许亮灯，不能进行调试；立面投光灯六层跳闸不亮，五层局部回路跳闸不亮。立面硬件led地址码没有全部调整齐。晚上计划对投光灯进行进一步调整。现场没有彩排，屋顶投光灯经过努力东立面基本全部送电，一层地面投光灯也进行了局部补光。东立面整体效果较好。现场仍有一部分金卤等于纳灯一同点亮，局部有少数灯具不亮。受到开幕式影象现场灯具全部关闭。现场供电状况基本正常现场供电基本正常，5号核心筒二层led不受控制始终处于全亮状态。未调试受到开幕式影响，现场不能供电。受到开幕式影响，现场不能供电。节目调试情况节目信号能够正常输送，用厂家已有几个节目源进行了试播放，确林红庄做的节目能够正常播放，现场可以看到速度和动态元素的相关白天进行了节目制作。晚节目调试继续。一派公司只进行节目调整试验。对二层所有投光灯进行排查调整角度，和局部补灯点位确定。确定一层原小林白天对速率和明暗作了调整。晚上携带笔记本现场调试。进行地厂家进行地址码核对，林调试暂停不能进行。现场进行节目调试节目进行了录制进行了未调试节目调整好未能现场试节目调整好未能现场试定节目源格式为720*70调整方向。25日继续调整。上进行现场调试。动画制作会议，动画制作进展缓慢。有金卤灯换装纳灯进行照明。Led动态速率较快需要调整得稍慢些，暗区部分不全黑。基本确定主要的几种动态效果。继续调整。址码核对。红庄进行动画编辑。最后调