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里约奥运会马拉卡纳体育场的场地照明是怎么设计的?

来源:  发布日期:2016-09-05  点击次数:1308

马拉卡纳体育场的灯光设备,在2011年的改建中即已安装。我们通过某些渠道,获得了马拉卡纳体育场的部分图纸,今天我们就来试图还原一下马拉卡纳体育场比赛场地的照明设计。

有了图纸,我们来看一下国际足联对足球场地的照明要求。
            
     
图:国际足联给出的灯具安装高度要求,灯具安装位置到场地中心连线与场地平面的夹角必须≥25°
             
            
图:在图纸中直接测量马道高度,刚好符合国际足联的要求。
          
      
 图:国际足联给出的固定摄像机和场地摄像机位置建议
          
          
      
图:根据以往马拉卡纳体育场比赛的摄像机视角及实际情况,我们选择将固定摄像机布置在马道上,根据场地对称的特性,我们只布置两个固定摄像机,分别命名CAM1,CAM2。场地摄像机垂直照度的计算我们可以选择使用四方向垂直照度来计算。
          
      
图:国际足联要求的灯具布置禁忌区域示意,球门底线中点两侧15°区域内、场地长边外侧20°区域及短边外侧区域,均为灯具布置的禁忌区域。
          
              
 图:黄色阴影部分即为灯具布置禁忌区域。
                    
        图:国际足联给出的灯具分组分区瞄准示意,每个场地的条件不一样,不太可能按照这个示意安装瞄准。
                
            
 图:国际足联要求的照明标准,CV是变差系数,UG是照明均匀度梯度。

  了解了国际足联的要求和场地的条件以后,我们就要选择灯具了。

  我们从近期的新闻中得知,马拉卡纳体育场的场地照明,使用的是某国际品牌大功率金卤投光灯,功率2000W,数量396套。我们直接搜索该灯具的配光文件,因为该灯具有多种配光,我们分别挑选一个窄配光和一个宽配光的配光文件。 
            
              
                             
图:灯具配光文件

  我们开始来做照度计算。
    
         图:讲CAD图纸导入到AGI32软件当中
    
         
     图:分别设置水平照度,固定摄像机垂直照度,四方向垂直照度,并在设置对话框中勾上变差系数和照度均匀度梯度。
        

   图:布置灯具并调试灯具
         
      

 图:灯具瞄准三维透视图

  计算完成,可能大家就有疑问了:国际足联不是规定了禁忌位置吗?为什么这个图上禁忌位置也布上了灯?
 原因很简单,马道上除了禁忌位置,剩下的位置能布置的灯具很少,完全没有办法让场地照度达到电视转播要求,再加上场地长边两侧的灯具无法满足固定摄像机CAM2和场地摄像机的照度要求,只能在屋顶前沿上再布上一圈。这也是我在前文说进攻方向也布上了灯具的原因。

  至于眩光,虽然国际足联没有要求,但我们依然要计算一下,要保证眩光对运动球员的干扰能符合我们其他的国际标准。

   图:其他国际标准中规定的足球场眩光测试点分布图 
   
    
图:AGi32中布置的眩光测试点obs
    
   
 图:眩光值计算结果。国际标准中通常要求足球场眩光值GR≤50,我们的计算值完全符合国际标准,最大的眩光值都只有41.1。
      

 图:照度计算结果。Eh是水平照度计算结果,Ev-CAM是固定摄像机垂直照度计算结果,Ev-X+和Ev-Y+是场地四方向垂直照度(即场地摄像机垂直照度)计算结果。
      

            图:照度值分布及等照度曲线

  以上就是我们对马拉卡纳体育场比赛场地照明设计的还原。