在第24届冬季奥林匹克运动会之前，我国工程设计界对于奥运转播级别的冰上、雪上项目的经验是匮乏的，109个小项比赛中，有近1/3没在我国开展过[1]。因此，比赛场地照明的设计、实施、测试与维护管理，多采取中外专家合作的方式进行，其完成水准已通过近日的系列测试赛得以验证。各赛区景观照明均由国内团队独立完成，重点回应可持续设计议题，正在接受观众和时间的检验。本期“冬奥照明科技”专栏，从两个角度详解相关技术，呈现设计过程，总结项目得失，希望可以为本领域学者、设计师的学术观赛提供参考。
1. 冬奥转播照明的精细化设计要求
2022年1月4日，习近平总书记在考察主媒体中心时指出，受疫情影响，北京冬奥会、冬残奥会现场观赛受到很大限制，新闻传播比往届更加重要。对于场地照明而言，国际奥委会电视转播机构（OBS）指南的技术要求，远超过国家标准和国际各单项体育组织标准。转播照明主要与摄像机的位置和需求、运动员移动速度、拍摄距离等因素有关，精细化设计要求体现在：
1）高运动速度、远距离拍摄所必备的高垂直照度、高均匀度条件。雪车、雪橇项目最高速度超过130 km/h，跳台助滑道的末端可达110 km/h，摄像机位均较远。针对每台摄像机，OBS指南规定的垂直照度（Ec）最小值为1600 lx、慢动作摄像机为1800 lx。高照度标准也推动了相关照明技术发展，如为大跳台起跳区提高空中能见度的Ball-TrackerTM技术，可让观众和摄像机更清晰地捕捉到运动员的空中轨迹。此外，OBS指南规定的摄像机垂直照度最小值/最大值U1≥0.7，最小值/平均值U2≤0.8，比赛场地每个计算点四个方向上的U1不小于0.6，以及均匀度梯度UG要求等，均高于其它标准。2）远动员/观众区的眩光控制与冰面的反射眩光/阴影消除。高垂直照度大幅提升了直射、反射眩光风险，摄像机眩光指数标准提升至“低于40”（通常要求“低于50”），严格的防眩要求也推动了照明技术革新，如特制的内置单片式反射片和外置眩光控制器结合的控光方式。冰上运动转播照明的主要难点是消除冰面反射眩光，要从所有摄像机位进行灯具位置的几何倒推，灯具的空中排布需要更加精准，如国家速滑馆的每支灯均在建筑信息系统中精确描述位置和角度。紧邻场地的防护设施，如国家体育馆冰球场地的挡板、雪车雪橇中心的防翻滚结构，需要在设计与实施中实现阴影的消除，也大幅提高了计算量和调试难度。
3）复杂场地形态下的雪上项目照明设计。雪上项目场地形态复杂，存在很多与现场地形条件相结合的特殊场地形态。转播画面中运动员的背景雪面形态（眩光评价时的背景雪面照度并非水平面）、摄像机与灯具落位的山地形态，以及三者的几何关系，则更为复杂多样，难以简化归纳。以越野滑雪中心的场地照明为例，根据场地特点、尺寸，灯具安装高度、投射角度、距离等多因素影响，最终采用了数十种不同配光的灯具，方可实现最佳照明效果。2. 赛区、场馆照明的可持续设计要求2019年2月，习近平总书记在第三次考察北京冬奥会筹办工作时，曾特别强调场馆建设要突出科技、智慧、绿色、节俭特色。各冬奥赛区、场馆的选址与建设，均充分考虑了赛后利用与城市发展，均制定有完整的发展脉络，可持续设计要求体现在：1）兼容冬夏两季的照明解决方案。北京赛区除大道速滑外，冰上项目多为原有场馆的改造，赛后仍需为常态运动项目服务，以冰立方的照明转换为代表，可实现冬夏兼容的综合解决方案，并充分利用LED瞬时响应特点，实现场地照明与体育展示相结合，室内外联动控制。首钢、延庆、崇礼的雪上项目为应对夏季的夜游开发，在场地照明灯具中整合RGBW、DMX512等观演照明技术，提供了充分的场景可能性和条件预留。以国家体育场鸟巢为代表的夜景照明更新项目，采用寿命更长、能效更高、维护更少的LED灯具全面替换原有金卤灯设备，控制系统提升为开放式协议，为城市夜景照明更新提供了重要的示范案例。
2）支撑赛区发展的照明规划统筹。在北京奥运核心区，无论是新建的冰丝带照明，还是改造的冰立方、鸟巢照明，均和谐融入已有的夜景格局。在首钢园区，夜景照明服务于老工业园区转型，以及夜经济向京西发展的部署，是首钢园向城市空间全面开放的标志；滑雪大跳台、石景山功碑阁、三高炉组团共同构成园区的夜间地标，强调辨识度和传播性。在延庆赛区，照明规划以“保护生态，实用即美”为原则，以解决功能照明为首要任务，控制对建筑夜景过度图像化的表现，用功能照明呈现山林场馆的宏大场景，对自然生态“弱介入”。在崇礼冬奥核心区，夜景照明以“功能照明为主、重视可持续性、注重整体控制、倡导生态夜景”为原则，展现“冬奥小镇，滑雪胜地”整体夜景风貌；充分考虑夜经济发展，为每个单体项目均提出了赛前、赛时、赛后近/远期的照明控制导则。
参考文献
[1] 刘玉民. 北京冬奥场馆建设综述[J]. 建筑学报，2021（7）：1-6.
▷作者简介◁
本期栏目主编
张昕，清华大学建筑学院长聘副教授、院党委副书记，剑桥大学访问学者，中国照明学会室内照明专业委员会主任。主要研究方向：建筑光学设计与理论、健康照明、中国传统建筑光环境保护等。把关于空间、功能载体的建筑学（横向）与关于光应用的照明学（纵向）进行整合，强调学科交叉以及对于两个学科的知识贡献。中国照明学会第八届编辑工作委员会委员，中国建筑学会建筑文化学委会/建筑传媒学委会/主动式建筑专委会委员，国际照明设计师协会(IALD)职业会员。设计方面，获得包括3次IALD在内的国际获奖28项；科研方面，主持包括4项国家自然科学基金在内的多项纵向课题。