科技之光點亮林海雪原

編者按:

奮進的中國再度點燃激情與夢想的圣火，世界翹首以待的北京冬奧會于2月4日開幕。

“水立方”變身“冰立方”、“百米級、分鐘級”精準氣象預報、國家速滑館世界跨度最大的單層雙向正交馬鞍形索網屋面、5G信號覆蓋所有場館、8K比賽畫面實時傳輸……科技冬奧是北京2022年冬奧會和冬殘奧會的主要特色，是體現我國綜合國力的舞臺，更是實現高水平科技自立自強的舞臺。

中國科協網開設“科技奧運的背后故事”專題，挖掘冬奧高科技的幕后故事、幕后英雄，展現中國科協所屬全國學會及廣大科技工作者在“科技冬奧”中的拼搏、奉獻、創新、超越，記錄科技工作者助力北京冬奧冰雪史詩的感人故事。

敦煌飛天，彩帶飄揚。當夜幕降臨，在科技之“光”的照亮下，北京2022年冬奧會首鋼滑雪大跳臺宛如飛天飄帶，輕柔、飄動、飛升……

北京冬奧會，這場冰雪運動的盛會即將拉開帷幕。無論是保證賽事順利進行，還是向世界呈現高清轉播，亦或是保障運動員安全和成績的需要，以及現場觀眾的視覺效果，都離不開科技照明。而戶外雪上項目與室內冰上項目的照明需求，科技應用上又各有不同。

夢幻之光塑形“雪飛天”

2022年1月6日晚，作為北京2022年冬奧會和冬殘奧會賽場之一的首鋼滑雪大跳臺“雪飛天”正進行燈光效果調試。隨著音樂緩緩響起，照明燈、氛圍燈、射燈和霓虹燈效果次第展現。從大跳臺正面看去，隨聲而動的變幻光影、絢爛奪目的奧運五環、射向天空的明亮光柱、閃爍躍動的細碎光斑，就像走入電影《阿凡達》中納美人的神秘世界。

群名湖中心看首鋼滑雪大跳臺   受訪者供圖

“傳統的照明設計主要關注載體，就是被照物，而我們更關注人。”作為冬奧會首鋼賽區照明設計的負責人，中國照明學會理事、清華大學建筑學院長聘副教授張昕還肩負著延慶賽區照明設計和崇禮賽區照明統籌的工作。

在他看來，與普通的照明設計不同，北京冬奧會賽區的照明設計充分考慮賽后利用與城市發展，更加關注可持續的這一設計要求。

滑雪大跳臺“雪飛天”的造型設計來自敦煌的飛天飄帶。為了讓“飄帶”真正呈現出飄逸靈動的感覺，張昕在照明規劃和設計上都做了精心策劃。

“照明規劃上，滑雪大跳臺的景觀照明應具有統治性，它是光的‘發出者’，而周邊的制氧廠與冷卻塔則通過亮度向遠處遞減與光色的嚴格控制（4500K），扮演光的‘接收者’。設計上，三層飄帶由下至上逐層提高亮度，表現向上飛升的動勢，隱喻如月亮般的自然光源在高空的存在。”張昕說。

由于觀眾在觀看滑雪大跳臺時是仰視，這要求“飄帶”的燈光不僅要朝上，還必須消除眩光。為此，張昕團隊決定將燈“藏”進“飄帶”。

然而，僅“藏”起來還不夠。“因為‘飄帶’的寬度、傾斜角度和距地高度是連續變化的，不僅需要確保整個燈光不干擾運動員比賽，還要滿足轉播、裁判員和現場觀眾多視角的觀看需求。”張昕說。

對他而言，“飄帶”的燈光設計是“一錘子買賣”，“照明最重要的就是調燈，因為一旦將燈光裝進‘飄帶’里，就沒有機會再調整了，我們必須在地面上把燈調到最合理的角度”。

為保證一次成功，張昕團隊不僅對燈具的安裝位置、方式、角度、色溫、功率、遮光筒深度等進行了深入研究，還特意制作了兩段“飄帶”足尺樣板。經過反復實驗后，他們終于確定了最終參數。站在“飄帶”腳下，看著經過一年多“精雕細琢”的燈具緩緩升起、歸位，張昕感到十分欣慰。

智慧之光呈現“雪如意”

參與國家跳臺滑雪中心“雪如意”照明設計的中國照明學會常務理事、豪爾賽科技集團董事長戴寶林說道，“我們將最新科技融入北京冬奧會項目建設，開創了‘智慧冬奧’系列項目的全新照明模式。”

國家跳臺滑雪中心“雪如意”    受訪者供圖

在 “雪如意”項目實施前期，豪爾賽特別組建了設計、技術保障及實施團隊對現場進行詳細的踏勘。團隊發現，“雪如意”整體長度只有136.2米，高差卻達到135米、最大坡度角度超過60度，且場地晝夜溫差非常大。

“這對設計能力、燈具質量及施工能力都提出了前所未有的挑戰。”戴寶林說，“為確保跳臺滑雪項目的賽時完美展現，并保障后期運營，設計人員在賽場全部采用定制化防水、耐溫產品，通過多類型、多功能的燈具安裝，讓‘雪如意’多層次、多角度完美地呈現給大眾。”

“雪如意”整體照明以尊重建筑、光色適宜、光強適度、綠色經濟、持續運營為原則，在亮度關系處理上，使整體燈光色彩、頂部與滑道兩翼燈光效果相得益彰；在燈光表現手法上，頂峰立面利用室內燈光及少量投影機在玻璃上呈現奧運標志，兩翼部分采用白光漸變、緩慢流動的表現方式，猶如在“雪如意”之上流淌的光暈；在輪廓形象設計上，通過投影加立面輪廓相結合的方式，加強了“雪如意”輪廓展現效果，進一步凸顯了其整體造型。

“‘雪如意’項目最終的完美呈現，代表著中國照明應用創新技術達到非常高的水平。”戴寶林說，豪爾賽從事照明行業20多年，承接過很多大型會議的智慧照明工程。在此次北京冬奧會系列項目建設中，豪爾賽也充分展示了“智慧創新之光”，以其自主研發的算法及虛擬仿真技術，實現了廣色域、全色溫、多通道的智能調節，使各賽場照明效果順利通過了OBS（奧林匹克廣播服務公司）、IBSF（國際雪車協會）、FIL（國際雪橇協會）的場地認證。

LED點亮冬季兩項賽場

“國家冬季兩項中心的燈光系統是目前全球最大的全部使用LED照明的比賽場，也是實施難度較大的照明項目。”中國照明學會特邀副理事長、中國照明學會專家工作委員會主任、昕諾飛大中華區照明設計和應用部總經理姚夢明介紹，“雪上項目要求燈光布置均勻、符合項目照度要求，燈光不能改變雪道的表面形態，應為運動員清晰展示地形及附近的障礙物。同時還要解決4K高清電視轉播時，超高速攝像機的頻閃問題，以及場上濕冰產生的反射影像等問題。”

在姚夢明看來，“賽場照明系統要與山體、樹木等自然條件融合，并充分考慮比賽場地的高度、坡度、轉彎等特點。因此，燈具位置要綜合考慮與賽道形狀、攝像機位置的關系，而照明控制系統則需要解決長距離的信號傳輸、系統同步、抗干擾等系列問題。”

冬季兩項中心的照明效果    受訪者供圖

國家冬季兩項中心核心區域面積大，全部使用高燈桿并配合大功率燈具照明；而賽道區域由于形狀不規則、寬度有限，因此大部分選用中等高度燈桿配合中、大功率燈具照明。

為完美呈現此次冬奧盛會，從2015年開始，昕諾飛團隊就與包括轉播機構、設計、施工單位等在內的合作方通力協作，從前期概念設計討論、深化方案到在零下30度的極寒環境下安裝、調試以及最后與轉播機構協調、調整照明，成功為張家口賽區及北京賽區六大主要場館提供了照明整合解決方案，包括高品質的LED體育照明產品和智能互聯體育照明系統。

科技之光展現林中雪色

這些先進的照明理念，在延慶賽區的路燈系統設計中也體現得淋漓盡致。

張昕認為，在延慶賽區，照明規劃要以“保護生態、實用即美”為原則，以解決功能照明為首要任務，控制對建筑夜景過度圖像化的表現，用功能照明呈現山林場館的宏大場景，對自然生態“弱介入”。

為秉承場館對自然環境的“弱介入”，團隊在延慶賽區的競技結束區和競速結束區，以海坨山地域植被特點為靈感，設計了山地“喬木”路燈家族，多種功能的標準化模塊可根據場地實際需求靈活組合。

此外，為兼顧照明與景觀效果，他們還在延慶冬奧村特制了庭院燈系統。燈的下部采用定制仿紙玻璃燈罩，以柔和的漫射光保障道路功能照明與環境照明；燈的上部則使用投光燈，可靈活調整亮度和照射方向，為以樹木為中心的公共活動區域提供垂直照度，照亮樹木和建筑轉角處，為運動員提供視覺定位。

對于崇禮冬奧核心區的夜景照明，張昕認為應以“功能照明為主、重視可持續性、注重整體控制、倡導生態夜景”為原則，展現“冬奧小鎮，滑雪勝地”整體夜景風貌。

延慶賽區隱喻寒地喬木的定制燈具系統    受訪者供圖

1月17日，國家主席習近平在2022年世界經濟論壇視頻會發表的演講指出，中國有信心為世界奉獻一場簡約、安全、精彩的奧運盛會。張昕說，“習近平總書記的講話鼓舞人心。本次冬奧會和冬殘奧會的照明科技就充分體現了低碳、生態、可持續發展的理念。”作為中國照明學會的一員，戴寶林說，“我們將綠色冬奧、科技冬奧通過‘光+文化+科技’的方式展示給世界，把低碳、生態、可持續發展的理念傳遞給每一個人，用‘智慧大腦’服務于國家建設，與冬奧一起向未來、與祖國一起‘向光明’。”