《電子技術應用》
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北京奧運開幕式LED背后的企業與方案

2009-04-20
作者:文茂強

??? 北京時間2008年8月8日晚8點8分8秒,第29屆夏季奧林匹克運動會在中國國家體育場隆重開幕。這屆盛會不光是體育的盛會,也是LED在裝飾照明方面展示的盛會。在開幕式每個場節都有使用LED技術,本文將全面解析奧運照明裝飾工程。

  • 奧運開幕式

??? 這次奧運會吸引了全球觀眾的目光,其中除了人海的各項表演外,最引人注目的是其大量使用了LED科技,主要包括鳥巢會場中央地板的LED屏幕、表演者身上的LED裝飾燈、空中升起的奧運五環用LED光源、鳥巢會場看臺上轉播與提供現場觀眾用的LED屏幕等等,成了舉世關注的焦點之一。

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??? 開幕倒數計時用的2008個缶,它雖然是中國古老的打擊樂器,用來擊缶而歌的,但在開幕式中,缶采用了LED光源來點綴,使用的觸碰感應LED發光體,每個約有十余顆LED,估計用上3萬多顆LED。


??? 地面LED屏幕:在場地中央鋪設南北長147米,東西寬22米,面積3234平方米的LED屏幕。全場LED顯示技術,像素點間距600毫米,共約44000組像素點。

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??? 開幕式的舞臺設計令所有人驚嘆,因為根本就沒有一個傳統意義上的固定舞臺。舞臺是一場演出最基本的空間需求,長久以來,觀眾逐漸形成了以舞臺為中心的文藝演出形式。而北京奧運會的開幕式卻恰恰相反,在那幅紙卷軸緩緩升起之前,你無法知道演員們今晚將在哪里為您獻上精彩的演出。


??? 地上中心畫卷部分,它其實真的是一張紙,這張紙的平面尺寸為20米×11米,厚20毫米,自重約800公斤。只是經過了特殊的處理,它是自帶蓄電池的,能自動打開、關閉。舞蹈藝員確實在作畫,是通過特制的墨和涂料在白紙上面畫,第一次是畫水墨山水畫,第二次是小朋友涂上彩色顏料,其實到這里大家以為畫完,并不是這樣的,在入場儀式中,通過來自全世界205個國家和地區的運動員留下的腳印,它會聚了世界上最斑斕的足跡,象征了中國與世界的完美融合。它絕妙地聯系到了最后的點火儀式。


??? 畫紙加上兩個畫軸,組成了長147米、寬36米,總面積3240平方米的三維大屏幕。它是一個巨大的透明發光體,再結合上人、景、物成為大家看到的大屏幕。

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??? 近2萬平方米的地板,可開合升降,并承載6萬個LED屏幕,這些LED屏幕還要經受3萬多人的反復踩踏。一旦其中某一塊LED屏幕出現故障,創意團隊想要營造的美學風格就會遭到破壞。為了這塊“地板”,運營中心組織了國內外經驗豐富的單位和技術人員反復攻關、無數次試驗。隨后,技術人員又將這些組合成地板的特殊材料在水中浸泡,再在陽光下暴曬,以檢驗這些材質的韌性和穩定性。安裝困難也是難以想象的,6萬個LED所需要鋪設的線路之多可想而知,在經過無數次試驗和線路測試的條件下,經歷了數月的風吹日曬,最終完成了這個夢幻“舞臺”的搭建。

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??? 從觀眾的角度看這兩個畫軸在美麗地轉動著,實際并不是這樣的,它們根本沒有旋轉,只是平移,像兩扇門一樣。為了造成旋轉的效果,技術人員通過不同線束在不同狀態下發光的原理,用LED燈漸次熄滅和點亮的原理,制造成旋轉的效果。同時,為了達到更加逼真的效果,畫軸里面的木芯確實是在轉的,這就減輕了負載的重量。

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??? 但事實上,LED屏幕只有地上那塊大長形屏幕的中間舞臺部份,屏幕其余的范圍是透過會場空中的數字投影機去完成投影畫面出來的。奧運方面也因此使用蓄電科技,解決長時間開幕LED的電源問題。這個部份LED屏幕是由中國的石家莊金立翔集團所打造的金立翔彩磚系統。


??? 開幕式上應用的是金立翔彩磚系統,是世界最大的地面全彩LED顯示屏,約4000平米,是金立翔在數字舞臺定義下孕育出的一種全新形式的數字化地面顯示元素,它的出現為舞臺虛擬造景與表演的互動提供了最佳的表現形式。


??? 另外,2006年3月,經過嚴格的國際招標程序及高品質的樣品測試,金立翔研制的世界最薄室外全彩色LED顯示屏成功簽約歐米茄,為北京奧運會賽事提供大面積的LED顯示屏,為全球50億觀眾提示比賽成績。

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??? 鴿子作為和平象征。象征著和平與友誼的鴿子在運動場上空展翅飛翔,景象十分壯觀,氣氛顯得活躍而熱烈。1920年國際奧委會作出在奧運會開幕式上放鴿子的決定,從此就成了一個傳統儀式,沿襲至今。


??? 這次奧運開幕式使用了高科技手段放飛方式,身穿LED點綴的服裝,組成巨型和平鴿造型,與LED屏幕、煙火完成奧運和平鴿放飛儀式。高科技手段,新穎的放飛方式,非常有創意性。

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  • 奧運熒光棒

??? 開幕式上現場觀眾人手一支的奧運熒光棒,是“觀眾包”里的神秘道具之一。8月6日前后,10萬支熒光棒就已通過奧運專門運輸通道抵達“鳥巢”。“8萬支用于開幕式,2萬支備用。”熒光棒生產商是,無錫凌空網絡技術有限公司。看過電視直播的讀者不難發現,“熒光棒”共有藍、黃、黑、綠、紅五種顏色,剛好是奧運五環的顏色,它揮舞時圖案所呈現的色彩,也與棒子的外觀顏色一致。


??? 熒光棒的外觀像“微縮版”的火炬,把用于吶喊助威的“熒光棒”設計成火炬形狀也是寓意奧林匹克精神。每根長約20-30厘米,五種顏色的熒光棒,每種相應在頂端和棒身印了五個福娃的可愛模樣,以及祥云、五環等奧運元素(照奧組委的要求),每屆奧運會的火炬形狀都是唯一的,所以熒光棒在設計時,不能跟“祥云”一模一樣,僅保持了幾分相似度。

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??? 每根熒光棒的重量都比較輕,女生一只手就能全握起來。側面有個口子,點綴著很多燈一樣的LED。靜止時在夜空中,就像普通的豎排一溜小點子;而揮舞起來時,25種字幕和圖案就輪番顯現,將開幕式的歡樂氣氛襯托到極致。


??? 利用了人眼幻影效應,該產品是美新半導體水平加速度傳感器芯片和凌空網絡專業嵌入式軟件平臺技術的創新結合。大家所看到的一幅幅畫,其實是利用的人眼視覺延遲原理,使移動的閃光點組成有意義的光學信息,由程序控制從而呈現出幻影的文字或圖案。就像放電影一樣,通常每秒晃動25幀以上的速度可以成像,而我們達到了50幀。據了解,這種頻率上的攻關相當困難,是整個研發中的關鍵點之一。


??? 另外,通過人手的晃動反饋給加速度傳感器芯片,然后顯示信息,是另一個關鍵點。這一世界領先水平的加速度傳感器芯片,由美新半導體(無錫)有限公司提供。之前它已被用于汽車領域。尤其值得一提的是與普通一次性使用的熒光棒不同,奧運熒光棒倡導綠色環保。它設有開關,裝了三節7號電池。棒身使用的是可降解的材料,燈泡是環保的半導體器件LED。作為一種紀念品也可長期收藏。

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??? 中國華表,共32套,長2米,寬2米,初始高度3.7米,升至頂點高度為 12.3米。上升時間35秒,下降時間25秒。內部設有LED燈。 每套自重約1.2噸。

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?? 夢幻五環:底網尺寸,36米×16.5米,五環單環外徑10米,貼有45000多個白光LED表貼燈。五環被早早的升上了半空中,并在瞬間通過感應元件點亮。于是在兩邊的觀眾就以為,五環是瞬間出現的,其實是燈光的效果。到最后五環突然立起來了。如果在設計成多彩顏色將表現效果會更好。


??? 夢幻五環產品由北京利亞德公司提供。

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??? 地球是由DLP投影拼接成像組成,地球直徑18米,升起后高度24米,總重量約16噸。地球設有9條軌道,58名演員沿軌道表演。上方的星際由環繞場館由DLP投影顯示屏幕顯示,場內的人員熒光棒星星點綴。同時地球極端也是主題歌演唱舞臺,劉歡聯手布萊曼在這里獻唱主題曲 《我和你》。


??? 它是用特制鋼絲連接成的環,或者說是一個巨型燈籠比較合適。這個地球嚴格地說應該叫‘九環球’,它總共有9個鋼環,環與環之間其實是細網狀的特質鋼絲相連。在地上的時候它就是一串鋼絲串起的環,只有拉到空中完全展開了,它才是個球。球體直徑18米,空間從上到下分為5個層次。


??? 相關人士表示,這個鋼絲球其實不是最難做的,難就難在怎么把地面上的載重物迅速移開。 地下只有3米的空間,上面有50噸的荷載。要在不到8分鐘的時間里全部撤掉,是難度最大之處。在這個17米的基坑里,不能用機器只能用人手,大約100個工作人員把上面的道具蓋上,設計成10塊拆開。然后要保證以每秒鐘0.5米的速度,讓‘球’體從基坑-6米處升上來,總行程30米,在1分鐘內升到位。將地球是我們的家這個信念傳遞給世界上每一個人,讓世界變成一個大家庭,應該說背后的技術手段和最后達到的效果是空前的、是完美的。不枉所有工作人員花了3年的時間完成。


??? 在開幕式,一張紙、一個大屏幕、一個五環、一個地球是開幕式的四大重點,這四個重點由兩個畫軸串聯成,必須把他們有機融合在一起才能串起整場開幕式。

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??? 在開幕式,8月9日0時整火炬點燃時刻,李寧高舉第21880只祥云火炬騰空飛翔繞場一周,在體育場上空一幅徐徐展開的中國式畫卷上矯健奔跑,畫軸在前方滾動,后方是國人歡呼。0時04分,在空中奔跑的李寧來到火炬塔旁,點燃引線,巨大的火炬頓時燃起噴薄的火焰,熊熊燃燒的奧林匹克圣火把體育場上空映照得一片輝煌,全場沸騰。


??? 實際李寧是奔跑在DLP投影拼接顯示屏上面,這塊投影拼接顯示屏安裝在體育場環形一周,在觀看體育的觀眾席全方位360度都可以看到。據介紹,本屆奧運會開幕式共配備各種電腦燈具近3000臺。全方位、立體化地滿足了燈光藝術照明、藝術造型的需要。特別是使用了150余臺大功率數碼投影設備,使活動影像、視頻影像可靈活地出現在表演區、大型道具和體育場結構碗口立面,營造了燈光的多維效果。 鳥巢結構的碗口立面自然形成了一個高14米、周長500米的空中環幕,63臺大型數碼投影機3機重疊,組成了21組互相連接的畫面。它們的邊緣自然融接,可謂天衣無縫。這項技術的應用,其設備數量之多、技術要求之高、投影面積之大,迄今為止是世界之最。


??? 本屆奧運會的開幕式完成了世界上最大的數碼燈拼接、人與投影互動的拼接。鳥巢提供了投影的先天條件,以前世界上最大的數碼燈拼接是16臺,本屆奧運會則創造了新的紀錄——21臺。數碼燈以往從未在奧運會開幕式上用過,只是在美國NBA比賽上用過8臺。


??? 本次開幕式采用科視公司150臺,Christie Roadster S+20K和Christie CP2000-ZX高端數字投影機。

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??? 更多北京奧運開幕式LED背后的企業與方案,請下載:BJ_OLYMPIC_LED.pdf

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