倫敦奧運(yùn)會開閉幕式的布景、舞臺和機(jī)械應(yīng)用

文/[美]斯蒂夫·莫爾斯 編譯/羅 顥

1 布景

1.1 奧運(yùn)五環(huán)

在倫敦奧運(yùn)會開幕式展演英國工業(yè)化進(jìn)程的環(huán)節(jié)中，鋼水鑄成的五環(huán)無疑給全球觀眾留下了極深的印象。五環(huán)由玻璃纖維包覆的鋼架構(gòu)成。每個(gè)直徑12 m的圓環(huán)由7個(gè)90 kg的部件構(gòu)成。設(shè)計(jì)者讓觀眾的注意力集中在中間的圓環(huán)，它在工業(yè)革命的場景中由熔化的鋼水鍛造而成，其他4個(gè)圓環(huán)被吊起來隱藏在體育場的屋頂上。

這一情節(jié)在視覺上要模仿鋼水從一個(gè)巨大的工業(yè)熔爐中涌出，沿著水槽流到模型中的效果。為了模擬出真實(shí)的鍛造過程中出現(xiàn)的煙霧和火花，設(shè)備商使用LED創(chuàng)建了流動的金屬的幻像。每個(gè)圓環(huán)各面都有三基色LED覆蓋，中間鍛造的圓環(huán)和水槽還有額外的琥珀色LED燈帶。這種燈帶大大增加了鐵水色彩的逼真性，演出中，操作者通過控制LED順序來增強(qiáng)燈光，從而增大鐵水的可信度。LED每次允許前進(jìn)75 mm，所以從觀眾的角度看，它像是流動的。

鍛造的圓環(huán)升上空中，與其他4個(gè)圓環(huán)連接在一起。如何讓它們精確地懸掛在正確的位置，以再現(xiàn)奧運(yùn)五環(huán)這一世界上最具辨識度的標(biāo)志，是一個(gè)非常棘手的問題。如何使用玻璃纖維制成圓環(huán)的外表面也需要考慮，其透明度要恰到好處，以保證看不出LED內(nèi)置其中。而模制件的密度不能太大以免阻斷燈光輸出，從任何角度，不能出現(xiàn)任何潛在的支撐結(jié)構(gòu)。制作組最終采用高分子模制件結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)播中這一令人稱奇的效果。

1.2 瀑布般的五環(huán)鋼花

在五環(huán)鏈接完成的時(shí)候，92個(gè)30 s的金色瀑布和45個(gè)20 s的銀色瀑布從每個(gè)圓環(huán)上落下。圓環(huán)的覆蓋層容納了這些煙花，每個(gè)煙花植入的小洞被埋入玻璃纖維中。圓環(huán)點(diǎn)火系統(tǒng)是自帶的，由內(nèi)置電池供電，使用1個(gè)無線系統(tǒng)遠(yuǎn)程遙控點(diǎn)火，還使用了1根三芯1.5 mm/sq TRS（插頭）, 這更加耐用且可回收。

1.3 七個(gè)煙囪

在工業(yè)革命場景中，從鄉(xiāng)村到工業(yè)的轉(zhuǎn)變中出現(xiàn)了一個(gè)讓人震驚的元素——煙囪。盡管演藝行業(yè)的很多觀眾會意識到這七個(gè)煙囪是充氣的，但還是會被它們隆起的方式嚇到。如何讓高30 m、粗4 m的布質(zhì)煙囪莊嚴(yán)地“站”起來？

由于煙囪的頂部和底部直徑相近，并不抗風(fēng)。制作者的任務(wù)是讓煙囪平穩(wěn)不彎折地從地面“長”出來。在煙囪下面和布料的里面有8根鋼纜沿著煙囪的周邊均勻分布。這些鋼纜的底部通過一個(gè)復(fù)雜的卷筒和離合系統(tǒng)連接到1個(gè)7.5 kW的電動馬達(dá)上，鋼纜上的壓力由離合器保持在每根纜索80 kg（共640 kg），保證了煙囪的硬度。

雖然解決了抗風(fēng)的問題，煙囪不會彎折了，但如何讓煙囪看起來像一個(gè)固體一樣豎起來，就像它們已經(jīng)充滿了氣？通常，任何充氣的物體在充氣時(shí)，氣壓密度最高的部分會首先膨脹起來。制作者在舞臺下面1 m的位置使用了1個(gè)由8個(gè)滑雪板組成的系統(tǒng)把布料撐開——這樣頂部以下的可見部分都是平滑的，被完全撐開的?；┌迨菤鈩硬僮鞯?，并且在煙囪下降的時(shí)候也會起到相同的作用。在滑雪板和離合器張緊的鋼纜作用下，煙囪看起來穩(wěn)定且光滑。

1.4 舞臺地板

倫敦開幕式演出比較容易識別的特征之一就是廣闊的舞臺地板，它展現(xiàn)了一副泰晤士河蜿蜒穿過倫敦的鳥瞰圖。制作者考慮了許多方案（包括在舞臺地板上繪畫），但大多不夠耐用，不足以應(yīng)付為期6周的彩排和制作過程的其他考驗(yàn)。

負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的英國Le Mark集團(tuán)公司在2012年5月初，才被獲準(zhǔn)選料、印刷和安裝7 500 m2的裝飾地板（440卷13 m×1.5 m 的地板材料）。

制作者使用Adobe Illustrator將圖層覆蓋在一張舞臺平面圖上，包括所有的活蓋、活動梯、斜坡以及其他障礙，并將設(shè)計(jì)分成不同的片段——總計(jì)約有800個(gè)。整個(gè)區(qū)域被劃分成有色區(qū)域，每一塊都有一個(gè)身份識別色——編號（復(fù)制于包裝上）。

地板材料使用永久粘合劑鋪設(shè)在木質(zhì)舞臺臺板上，在多雨的倫敦，如何克服天氣因素是對施工的一大挑戰(zhàn)。Le Mark公司采用了一種專業(yè)黏合劑以滿足倫敦奧組委對環(huán)保的要求。這是一種噴劑，不僅使用起來更快，還可以形成一種更薄的外膜，能夠更快粘合。由于粘合劑是水基的（water-based），供應(yīng)商曾警告這種粘合劑不可用在室外。

由于時(shí)間限制，施工者在夏天雨季到來的時(shí)候才開始鋪裝。他們設(shè)法在木臺板足夠干燥的時(shí)候噴灑黏合劑，并在下一個(gè)雨天到來前將地板鋪裝好。

最終，地板工程在6月18日完成了，黏合效果非常好，在漫長的彩排階段經(jīng)受住了雨水的浸泡，也承受了工作人員、演員以及動物們?nèi)諒?fù)一日的踩踏。

1.5 山頂上的樹

矗立在山頂上的巨大的橡樹高10 m，看起來十分壯觀。樹的結(jié)構(gòu)由1個(gè)中央的主干和4個(gè)主要枝條組成的可移動的樹冠組成。制作人員仔細(xì)檢查了設(shè)計(jì)者雕刻的模型，然后將其數(shù)據(jù)導(dǎo)入RhinoCAD。這個(gè)模型由鋁架填充并覆蓋上泡沫，然后雕刻成樹的形狀，最后在上面附上兩層玻璃纖維，以保證一定的強(qiáng)度。但實(shí)踐中，覆蓋層會讓樹在風(fēng)中搖擺。

用玻璃纖維制作樹皮的模具不僅貴而且費(fèi)時(shí)，因此，制作者使用了一個(gè)常常被用來封裝石棉的名為Idendum的工業(yè)產(chǎn)品（就像一種丙烯酸樹脂顏料）。制作者把它攤在平紋細(xì)布上，讓其干燥，然后將它剝下來用在樹枝上。將小枝條用箍筋裹在大樹干上，里面放玻璃纖維。枝葉間的一個(gè)微型索網(wǎng)系統(tǒng)讓樹可以精確地降落到山頂，而不是隨便往下一放。

樹被安全送到山頂：4根纜繩和夾板讓它變得很牢固。繩索一解除，高3 m的一團(tuán)樹根從底部安全落下。樹的抗風(fēng)能力是20 m/s。

演出使用的這棵大樹擁有60萬片樹葉，它們?nèi)坑墒掷L而成。從80年代早期開始，人造樹葉技術(shù)在發(fā)展中已經(jīng)變得很成熟了，其視覺效果和觸感都可以達(dá)到難以置信的真實(shí)感。但樹葉通常是將60片葉子制作一幅噴繪，而且只制作一面，在大多數(shù)應(yīng)用中這樣就足夠了。但是開幕式的布景制作者必須考慮到高清電視的特寫鏡頭可能會穿幫，所以必須處理葉子的背面。

在葉子上噴繪十分麻煩，多于60片的操作會引起粘連，所以不能成批噴繪。最后，制作者只能采取手繪。每60片葉子制作一幅彩繪，這棵大樹共使用了上萬幅彩繪產(chǎn)品。

1.6 水車

Stage One公司制作的水車布景直徑10 m，演出中的大部分時(shí)間就像一個(gè)光禿禿的輪軸設(shè)備隱藏在舞臺下方。它通過雙剪式升降機(jī)升到舞臺上，槳狀部分由演員插上去，整個(gè)水車裝配耗時(shí)6分鐘。

制作者介紹，水車的結(jié)構(gòu)具有現(xiàn)代航空航天工程的特點(diǎn)：沒有使用鉚釘和螺栓，整個(gè)水車使用了大量的膠水粘接。其結(jié)構(gòu)主要為鋁制，很容易循環(huán)再利用，每個(gè)部分使用一個(gè)簡單的鉸接夾鎖定，類似于美國使用的棺材鎖，這種技術(shù)只需一個(gè)動作就可以完成精確的定位和結(jié)構(gòu)鎖定。

精確安裝是由機(jī)器加工的錐形撥銷輔助進(jìn)行的。由于輪子是由志愿演出者安裝，而不是專業(yè)的舞臺職員，所以安裝過程需要盡量簡便易行，不會產(chǎn)生故障。雖然真正的水從水車下方流過，但是水車是由機(jī)械驅(qū)動的。

Stage One公司提供的5個(gè)梁引擎（蒸汽機(jī)）也是鋁制結(jié)構(gòu)，通過雙剪式升降機(jī)升到舞臺上，盡管它們看上去像鍛造的鋼鐵，但實(shí)際上大部分都涂了油漆達(dá)到以假亂真的效果。每一個(gè)設(shè)備都通過隱藏的鏈條驅(qū)動裝置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或其他動作。

Stage One公司設(shè)計(jì)和擁有的所有部件都在一個(gè)液壓系統(tǒng)中（包括所有的電子泵控制和移動控制設(shè)備）。他們很熟悉這個(gè)系統(tǒng)并能夠合理地預(yù)測故障點(diǎn)，為及時(shí)消除故障留出余地。液壓泵的可靠性非常高：此次演出使用的2套系統(tǒng)是8年前雅典奧運(yùn)會開幕式使用過的，另一些則在英聯(lián)邦運(yùn)動會和亞運(yùn)會中用過。

該公司為演出提供了10臺液壓升降機(jī)。一些大型元素（如充氣煙囪），也使用油缸驅(qū)動的鏈條傳動設(shè)備升出舞臺面，充氣過程也借助吊點(diǎn)卷揚(yáng)機(jī)從頂部牽引而起。事實(shí)上，煙囪的框架都是為舞臺定制的，但是機(jī)械元素（升降機(jī)和驅(qū)動）都是可重復(fù)使用的庫存產(chǎn)品。最棘手的是用來承托蒸汽機(jī)巨大的排氣波紋管的框架。這不僅模擬了真實(shí)物體的運(yùn)動，在它出現(xiàn)在舞臺上之前，還要承受開幕式田園場景中馬匹的重量：這意味著排氣波紋管必須做得更加牢固，所以，機(jī)器也就更重。

1.7 火炬塔

火炬塔的創(chuàng)意早在上海世博會英國館的設(shè)計(jì)時(shí)就初現(xiàn)端倪，這是用來保存奧運(yùn)圣火的氣體“大鍋”，擁有204根花莖（每一個(gè)代表著一個(gè)參賽國），每根花莖上都有一個(gè)特別定制的花瓣，每個(gè)花瓣由相應(yīng)國家的領(lǐng)隊(duì)帶來并安裝到花莖頂端?；ò瓯话惭b好并點(diǎn)燃后，花莖向垂直方向升起。煤氣點(diǎn)燃的200多個(gè)花瓣靠在一起形成了觀眾眼中的火球。在奧運(yùn)會和殘奧會之間，火炬塔被重新改裝，其花瓣的數(shù)量也隨著參賽國數(shù)量的改變而發(fā)生了變化。

火炬塔的直徑為18.5 m，安放在推車?yán)?，主要的升降裝置總重35 t，火炬塔自重16 t?；鹁嫠?fù)雜的核心在于：花莖長9 m，每一根都是一個(gè)定制的錐形鋼管，末端有一個(gè)定制的花瓣，出于美觀的需要，花瓣的大小并不完全相同。

所有花莖都要折疊起來以便放進(jìn)車庫，而每根花莖各自擁有獨(dú)立的控制器、信號和點(diǎn)火裝置，一直處于監(jiān)控狀態(tài)。設(shè)備商為點(diǎn)火開發(fā)了一套控制程序，不僅包括點(diǎn)火順序，還可以監(jiān)控火焰狀態(tài)，需要時(shí)還可以重新點(diǎn)火。此外，設(shè)置了一個(gè)LPG（液化氣）備份系統(tǒng)以防主氣罐部分點(diǎn)火失敗。

204根花莖圍繞著10個(gè)同軸的圓環(huán)安裝好，其中5個(gè)圓環(huán)是固定的，5個(gè)可以移動，交替分布。每個(gè)花莖和1個(gè)固定的圓環(huán)之間都有1個(gè)推桿。當(dāng)活動圓環(huán)垂直移動的時(shí)候，推桿可以把花莖支起來。演出中，火炬塔被推出車庫移到其升降架上，臨時(shí)甲板被撤走，花莖打開呈環(huán)形分布。然后，火炬塔被升起并再次被臺板圍住。

花瓣的3D模型是分階段完成的。制造者利用設(shè)計(jì)圖紙創(chuàng)建了一個(gè)簡單的MDF模型。從本質(zhì)上來說，他們預(yù)切了一系列的輪廓扁平件，粘在一起，然后在預(yù)先創(chuàng)作出的MDF模型上加工最終的花瓣。這就像是制鞋匠使用鞋楦一樣。難點(diǎn)在于這些切割出來的不同輪廓的銅紙最終要被打成每種花瓣的形狀。

完成的花瓣厚度要精確到1 mm。6個(gè)鈑金工需要工作差不多8小時(shí)才能把一片花瓣打出形狀。隨后進(jìn)一步拋光，然后按合適的圓圈定位，把它們固定在每根花莖頂端的煤氣燃燒器上。

設(shè)計(jì)者要求制造3套花瓣的零件（超過600個(gè)鈑金面板）。1套是試驗(yàn)品，用于彩排并且讓制造方調(diào)整設(shè)計(jì)上的缺陷；另外2套花瓣分別用于奧運(yùn)會和殘奧會。每個(gè)花瓣上都雕刻了參賽國的名稱，被其代表帶入體育場，并在賽后由各個(gè)參賽國把各自的花瓣帶回國。這是讓人愉快的設(shè)計(jì)：即使一個(gè)國家最終沒有贏得任何獎牌，也能帶回十分美麗、獨(dú)特的紀(jì)念。

花瓣經(jīng)過3周的燃燒會產(chǎn)生污漬，在各國代表帶回花瓣前，Stage One公司會重新對這些花瓣進(jìn)行清洗和拋光。

花瓣采取鈑金方式由手工打制，成本昂貴。開幕式重在展現(xiàn)英國從農(nóng)業(yè)社會經(jīng)過工業(yè)化進(jìn)入現(xiàn)代科技社會的轉(zhuǎn)變。而這些花瓣是工業(yè)革命時(shí)期體現(xiàn)手工技能的一個(gè)重要符號。創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)希望那些受贈國把這件手工藝品帶回國時(shí)，會對其精美產(chǎn)生由衷贊嘆。

當(dāng)然，花瓣的細(xì)節(jié)并不止于鈑金，雕刻國家名稱也經(jīng)過了周密的考慮。第一個(gè)問題是哪個(gè)國家的名字最長。由于花瓣要按固定的順序插放，所以，國家的名字不能按長短安置在相應(yīng)大小的花瓣上。雕刻字體的選擇也經(jīng)過了反復(fù)討論，最后選擇了Futura。字體在蝕刻的時(shí)候必須扭曲，這樣當(dāng)花瓣從前沿看的時(shí)候，字跡是清晰且一致的。

長9 m的花莖也是手工制作的，它們被鍍上鋅，染成黑色，然后在頂部涂上漆。

2 索網(wǎng)結(jié)構(gòu)

演出使用了3套索網(wǎng)結(jié)構(gòu)：第一個(gè)是放射式（自動化）索網(wǎng)。這是一個(gè)動態(tài)的系統(tǒng)，14根放射狀的鋼纜連接在中央的軸心，每根鋼纜上有2個(gè)穿越的卷揚(yáng)吊運(yùn)車。

第二個(gè)是懸鏈（自動化）索網(wǎng)。這也是一個(gè)動態(tài)系統(tǒng)，沿體育場的長度設(shè)置懸鏈鋼纜運(yùn)行，從北到南，每根鋼纜上都有2個(gè)穿越的卷揚(yáng)吊運(yùn)車。

第三個(gè)是拉力環(huán)索網(wǎng)。該結(jié)構(gòu)是用于吊掛音頻和燈光設(shè)備的結(jié)構(gòu)性裝置。這是一個(gè)靜態(tài)的系統(tǒng)，1個(gè)圓形的拉力環(huán)懸吊在56根放射狀的鋼纜上。

由于大部分設(shè)備是固定懸掛，制作團(tuán)隊(duì)安裝了約300臺吊機(jī)。Syncrolites的桁架和LED屏等設(shè)備要分開經(jīng)過現(xiàn)場擴(kuò)聲索網(wǎng)，然后在上方再合在一起。而有些情況還要更復(fù)雜：它們要經(jīng)過屋頂上追光燈的安置艙，而這些小艙有一個(gè)突出的頂，要求1 s內(nèi)分開并順利通過。LED屏是最難操控的——整個(gè)構(gòu)造為19 m×8 m：工作人員在平臺上安裝、吊起、分開，再吊到圓環(huán)上方，隨后重新組到一起。它們是隱身型的屏幕，后方有一個(gè)遮光罩。LED屏的每一部分都重達(dá)9 t，需要2個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行安裝。

燈光吊籠是一個(gè)提升后固定的設(shè)備，最大的問題是屋頂圓環(huán)要承載這些設(shè)備。服務(wù)提供商逐一對屋頂?shù)?個(gè)索網(wǎng)結(jié)構(gòu)、屋頂上其他的載荷等等進(jìn)行了計(jì)算。

現(xiàn)場擴(kuò)聲設(shè)備的懸鏈主承力鋼纜規(guī)模驚人。這個(gè)鋼纜粗65 mm，輻射到屋頂?shù)匿摾|粗25 mm。最終鋼纜上懸掛了22個(gè)吊艙，每個(gè)重2.5 t：在沒有負(fù)荷的情況下，輻射鋼纜上的拉力為6 t～8 t。為什么會有這種不同？因?yàn)轶w育場是橢圓的，從橢圓的長邊轉(zhuǎn)到短邊時(shí)，環(huán)形鋼纜的自重會引起偏移。當(dāng)所有現(xiàn)場擴(kuò)聲和照明設(shè)備都被吊起來并固定到主鋼纜上時(shí)，一些吊艙可能會比其他的高1.1 m?？傮w來說，屋頂本身將偏移400 mm～600 mm。

Stage One的懸鏈鋼纜系統(tǒng)橫跨整個(gè)體育場時(shí)，僅支撐的自重就有26 t的拉力。有必要在相反的方向增加負(fù)重以便平衡載荷嗎？不，團(tuán)隊(duì)可以按任何想要的方式加載，而不需要對稱。惟一的麻煩是讓現(xiàn)場擴(kuò)聲找到平衡，由于框架上有螺旋扣，所以即使是固定懸掛，仍然還可以進(jìn)行一些調(diào)整——可能有2英寸的調(diào)整空間（約0.05 m）。

3 舞臺

為了能隱藏開幕式復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，設(shè)備商為巨型舞臺專門設(shè)計(jì)了一個(gè)臺板系統(tǒng)。該系統(tǒng)為39英尺（約11.89 m）×7英尺6英寸（約2.29 m），要保留連接的空間。

斜坡是定制的，由于舞臺實(shí)際上是連綿的丘陵，主臺板呈現(xiàn)不同的變化，因此，舞臺高度跨越了4個(gè)主要的水平面。這些差異全部通過可調(diào)節(jié)支腳解決，傾斜度為2°。這些支腳與建筑行業(yè)中使用的Acrow支柱類似。沿著橫梁每10英尺（約3.05 m）安裝一個(gè)，制造商生產(chǎn)了2種尺寸的支腳來滿足舞臺需要的所有高度變化。

盡管自重和強(qiáng)度都很大，但是平臺系統(tǒng)必須載著1萬名運(yùn)動員，而且他們還會隨節(jié)奏整體搖擺。因此，設(shè)計(jì)者用沉重的錨穿過草皮將舞臺固定在地基上。這種設(shè)計(jì)使搭建舞臺時(shí)需要的鋼材少了很多，舞臺下方結(jié)構(gòu)更加開放，操作復(fù)雜的布景元素需要克服的困難少了很多，而且結(jié)束后需要處理的舞臺重量也減少了。就主舞臺而言，小山上的人們隨著節(jié)奏運(yùn)動可能會十分危險(xiǎn)，因此，動態(tài)負(fù)載十分重要。而小山的結(jié)構(gòu)重幾十噸，一直延伸到看臺的坐席，因此，看臺下方要進(jìn)行大量的加固工作以支承這些預(yù)料外的重量。