初醒悟｜深圳大運中心光藝術作品是如何誕生的？

初醒悟

云知光照明學院 特約講師

上海曉醒照明設計工作室 設計總監

國家首批高級照明設計師

中國照明學會國際交流工作委員會 委員

《照明工程學報》審稿專家

云知光 專欄作家

深圳大運中心位于深圳市區東北部，龍崗中心城西區，是第26屆世界大學生夏季運動會的主場館區。大運中心包括“一場兩館”，分別是主體育場、主體育館、游泳館、大運湖以及全民健身廣場、體育綜合服務區等體育設施。總占地面積52.05萬平方米，總建筑面積29萬平方米。

大運中心在設計上集中體現了時尚前衛的建筑理念，“一場兩館”呈三角形分布，中間由大運湖水面相連，三座體育場館頗似三塊水晶巨石，與周圍的山體、綠地配合，形成了獨特的“山水石”結構。

今天初醒悟老師就來跟我們分享一下，如此震撼的光藝術品是如何創作出來的。

設計主題：水晶之光  耀鵬城

設計風格：簡約、創新、大氣 

2008年11月20日，公司正式組建“大運中心藝術燈光景觀藝術效果設計團隊”，8名成員全部是公司內該領域最富經驗的伙伴。從現場考察、光環境分析、主題策劃、設計風格定位、到效果設計及動畫制作，歷時近4個月。每一張效果圖，每一秒動畫，無不凝結著伙伴們辛勤的汗水。

追逐那魂牽夢繞的意境，有一位伙伴甚至達到了茶飯不思的地步，終于拿出了令人神往的設計效果。在聽取了各級領導對設計效果的意見后，方案又進行了兩輪深化和調整。

大運中心的三個體育場館建筑風格一致，由玻璃幕墻（體育館頂部為聚碳酸酯）、鋼結構、膜結構（體育館頂部為裝飾性吊頂）三層組成。我們的設計方案是：燈具安裝在鋼結構的部分主梁和次梁上，從內部向上打亮膜結構，產生漂亮的剪影形式內透光。

▲局部光效模擬計算效果

由于前景十分豐富，背景必須單純，即光色必須柔和均勻，才能形成優美的水晶體晶瑩剔透的藝術效果。用數據來描述即是：均勻度指標，亮度最大值與最小值之比不大于3，要達到這樣的要求，技術難度非常之高。

針對三個場館的總計77種、568個大小不一，形狀各異的及其復雜的三角單元，為了節能和光色均勻雙重目的，我們的燈具研發及設計工程師，經過理論分析和實驗驗證，共設計了不同長度、不同配光、不同安裝傾角、不同功率密度的燈具，以確保方案是最優的。

從項目啟動至今，我們的12位燈具研發與設計工程師已開發了三代專用景觀燈具原型，進行了三次光效實驗，并已申請了一項專利。一次次改進、一遍遍調校，融入了我們對這個項目深厚的情感。 

1、第一次光效實驗（2009年3月2日）

主要技術成果：

① 系統分析了各種LED應用的可行性；

② 確定了燈具的安裝位置和打光方式；

③ 明確了張拉膜的光學特征；

④ 測量了初步的光效數據；

⑤ 制定了下一步的研發工作計劃。

▲第一代燈具端面

2、第二次光效實驗（2009年4月29日）

主要技術成果：

① 根據理論計算和實測數據進一步改進了透鏡系統；

② 測試了兩種光色混光的幾種不同方案；

③ 測試了鋼梁對光的反射及遮擋的影響；

④ 優化了燈具布置方案；

⑤ 提高了系統效率；

⑥ 完成了各子系統的聯合調試。

▲第二代燈具端面

3、第三次光效實驗（2009年5月18日）

主要技術成果：

① 完善了散熱設計分析與測試；

② 完善了燈具的安裝結構；

③ 優化了燈具內部各類元件的布置；

④ 測試了各種發光角度透鏡的光效數據；

⑤ 開發了專用控制系統軟件。

▲第三代燈具剖面

為了方便支持多種總線方式燈具，我公司歷經半年時間在原有幾款集成控制器的基礎上專門開發了新型的集成控制器，使得現場布燈、布線的靈活性得到更大程度的提高，現在的系統完全支持三個場館的遠距離實時同步控制。

對實時播放系統軟件、集成控制器和5000套模擬燈具進行了長時間的運行測試，專門的軟件工程師、電子工程師跟蹤分析，并同步優化更改了集成控制器及服務器軟件，改善了系統實時性。

針對大運中心需要采用多臺服務器協同工作的特點，進行了服務器軟件的多機同步控制開發，通過軟件的主從仲裁及多機時間片同步，可組建更加復雜的分布式控制系統，可使原來多個獨立工作的控制系統進一步聯網同步運行。

本控制系統可在三維模式下進行場景編輯制作，并進行同步三維預覽播放。

在原有布燈軟件的基礎上、增加開發了讀取CAD文件功能，通過對工程布燈、布線圖的格式化后，就可以由軟件直接讀取。進一步改進了原場景編輯系統軟件的3D功能，在3D模式下增加了多種效果制作模式，優化了效果文件讀寫的速度。

根據大運中心場館圖紙資料進行了模擬布燈，并對效果進行了分析和改進。

配合軟件的升級，采用高性能圖形工作站替代原有服務器，3D加速及優化性能進一步增強。 

進一步測試完善了 PK2.0開關燈控制系統硬件，增加測試了RS485轉光纖模塊、RS485集線器、以太網串口服務器等幾款產品。增加了遠距離布線組網方式的選擇，并且可成倍增加系統節點容量。

燈具、線纜、橋架、配電箱等設備的安裝是藝術燈光景觀實施中十分關鍵的一步，直接關系到最終藝術效果的好壞。

安裝技術主要包括安裝位置、安裝方式、投光角度等方面。科學的安裝技術還牽涉到防止眩光，以及后期的維護方便等。

大運中心藝術燈光景觀的設備需要安裝在半封閉的空腔內，高空作業、燈具種類的多樣性、安裝方向的復雜性，致使安裝難度極大。

經過反復研究和比較，我們已經在可能的五種安裝方式中，挑選出了適合于這個項目現場的最佳方案，并且在實際結構上進行了模擬，取得了理想的效果。 

（1）我們真正實現了與建筑語言相諧的、震撼人心的水晶光效果；

（2）我們實現了42億多種色彩構成的豐富的藝術燈光場景；

（3）我們實現了亮度均勻度達到1：3以上；

（4）我們實現了見光不見燈；

（5）我們實現了每秒30幀的動態場景；

（6）我們實現了晚上的大運中心比白天更美更生動。

★ 高新技術亮點

（1）專門研制了二十二種不同功率密度，不同投光角，不同發光角的 LED 智能燈具；

（2）世界領先的 LEDBusY 現場總線專利技術 (LEDBusY4)；

（3）世界領先的大規模分布式 LED 網絡控制專利技術，88350個獨立控制單元（對應燈具長度 35cm），實現每秒30幀的刷新率；

（4）采用白色+紅色+綠色+藍色四種 LED 芯片體系，實現42億多種顏色，專門研制了世界領先的四芯片單透鏡混光技術；

（5）世界領先的三維藝術燈光場景編輯專利技術；

（6）世界領先的智能開關燈控制專利技術；

（7）世界領先的十年藝術壽命高可靠性技術。

★ 綠色亮點

（1）燈光景觀兼顧了廣場的功能照明；

（2）LED燈具功率連續調制，世界領先的場景節能技術；

（3）不同功率密度的燈具設計，同樣的平均亮度，節能30%以上；

燈光工程：上海量子花光藝股份有限公司

主創設計師：初醒悟

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作者｜初醒悟

內容來源｜初醒悟

《深圳大運中心光藝術作品的創作歷程》

圖片來源｜上海曉醒照明設計工作室

編輯整理｜云知光照明學院

圖文未經授權，謝絕任何形式的轉載。

投稿/合作｜media@eLicht.cn

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