北京世園會(huì)開(kāi)幕式大屏幕系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)施

黃貴江 羅勝

[摘要]為2019年中國(guó)北京世界園藝博覽會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“北京世園會(huì)”）開(kāi)幕式文藝演出營(yíng)造多層次、沉浸式的視覺(jué)效果，采用TJfD網(wǎng)幕、地面LED屏、圓柱LED屏、立面LED屏等視頻顯示方式實(shí)現(xiàn)。

[關(guān)鍵詞]北京世園會(huì)開(kāi)幕式;LED屏;異形屏;拼接

文章編號(hào)：10.3969/j.issn.1674-8239.2019.06.004

以“綠色生活、美麗家園”為主題的2019年中國(guó)北京世界園藝博覽會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“北京世園會(huì)”）開(kāi)幕式文藝演出在世園會(huì)園區(qū)內(nèi)的媯汭劇場(chǎng)上演。整場(chǎng)演出以山為幕、以水為臺(tái)，通過(guò)多重科技手段，將東西方多種藝術(shù)形式的表演融入在自然景觀之中，呈現(xiàn)出園林光影藝術(shù)表演盛宴。

唯美的視覺(jué)呈現(xiàn)是文藝演出的重要組成部分。在主舞臺(tái)和備用場(chǎng)地中，采用了湖面LED網(wǎng)幕、地面LED屏、圓柱LED屏、立面LED屏等視頻顯示方式，配合文藝表演，營(yíng)造環(huán)境景觀，渲染藝術(shù)氛圍，體現(xiàn)了藝術(shù)與技術(shù)的融合。

1演出場(chǎng)地及環(huán)境

北京世園會(huì)演藝中心媯汭劇場(chǎng)臨湖而建，依林湖草木，如圖1所示。宛若蝴蝶的媯汭劇場(chǎng)，其兩翼下分別設(shè)有一大兩小三個(gè)劇場(chǎng)。位于西側(cè)的大劇場(chǎng)即是開(kāi)幕式文藝演出的場(chǎng)地。

大劇場(chǎng)為不規(guī)則的異形建筑，主體采用了大跨度懸挑鋼桁架支撐結(jié)構(gòu)，最大的懸臂達(dá)到了120m×155m;屋面采用了多色彩ETFE的超薄膜結(jié)構(gòu)，形成各種三維空間曲面造型。

2演出需求及目標(biāo)

為了展現(xiàn)“人與自然的關(guān)系”的創(chuàng)作脈絡(luò)，依托媯汭劇場(chǎng)戶外場(chǎng)地的實(shí)景空間，采用全視野影像精準(zhǔn)疊加和全方位空中數(shù)字集控技術(shù)手段，呈現(xiàn)由遠(yuǎn)及近、由高到低的疊加視覺(jué)效果，營(yíng)造全維度的視覺(jué)觀感，力求呈現(xiàn)全景觀最大體量的裸眼3D觀演效果，讓在場(chǎng)觀眾體驗(yàn)沉浸式的感受。

根據(jù)導(dǎo)演組要求，采用各種LED屏、幕，配合藝術(shù)表演呈現(xiàn)視覺(jué)的氛圍，以及細(xì)膩、飽滿的畫(huà)質(zhì)。因此，視覺(jué)呈現(xiàn)的總體設(shè)計(jì)是，以網(wǎng)幕為背景，以地屏為主體視覺(jué)，以圓柱屏和升降臺(tái)立面屏增加舞臺(tái)靈動(dòng)性，再加特別設(shè)計(jì)的月亮網(wǎng)幕相互呼應(yīng)，達(dá)到多層次、沉浸式的視覺(jué)效果，如圖2、圖3所示。

3系統(tǒng)方案及N-點(diǎn)分析

3.1設(shè)計(jì)思路

3.1.1媯汭湖畔的主表演區(qū)

媯汭劇場(chǎng)的舞臺(tái)作為主表演區(qū)，采用LED地屏、LED圓柱屏、LED升降臺(tái)立面屏和兩側(cè)的LED透明屏（俗稱冰屏）呈現(xiàn)舞臺(tái)視覺(jué)效果。

舞臺(tái)上的地面LED屏，由6個(gè)大小形狀不一樣的升降臺(tái)拼接而成，特別是中心直徑8m的圓形升降臺(tái)，不但要能實(shí)現(xiàn)上下升降，如圖4所示，還需要做翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，直立于觀眾眼前，如圖5所示，讓舞者在屏上自由舞動(dòng)，為此定制了上百平米異形屏進(jìn)行拼接。

隱藏在舞臺(tái)下方的9個(gè)升降臺(tái)四周安裝有LED立面屏，采用了輕、薄的防水LED戶外屏。這種類型的屏為斜邊設(shè)計(jì)，屏身厚度僅6cm，重量每平米20kg;并且安裝方便，支持90°直角拼接，隨著升降臺(tái)的升起，畫(huà)面渾然一體。

位于舞臺(tái)兩側(cè)的兩塊LED透明屏，與以往的透明屏不同，它沒(méi)有玻璃面罩，不會(huì)產(chǎn)生折射光，是這次演出的亮點(diǎn)之一。其銳利通透，可視角大，防水性能出色。透過(guò)高清畫(huà)面，后方園林的秀麗景色、斑斕的燈光效果都能一覽無(wú)余。

3.1.2湖中的輔助表演區(qū)域

湖面上空采用威壓吊裝系統(tǒng)吊掛了近2000m²的LED網(wǎng)幕矩陣，作為主背景屏，可與數(shù)控飛燈編排組合，穿插調(diào)度。伴隨LED網(wǎng)幕上下移動(dòng)，其影像在水面形成倒影，動(dòng)態(tài)影像融入實(shí)景，虛實(shí)結(jié)合。當(dāng)航拍或空中拍攝時(shí)，豐滿了畫(huà)面。

另外，為表現(xiàn)明月升起的效果，特制的直徑8m圓形LED網(wǎng)幕，伴隨著《小河淌水》的歌聲，從水中緩緩升起一輪明月。這個(gè)會(huì)動(dòng)的月亮采用了37.5mm小點(diǎn)距的網(wǎng)幕屏，屬于網(wǎng)幕屏中的高清屏，從湖面的隱形浮臺(tái)向上向西移動(dòng)。憑欄遠(yuǎn)眺，皓月當(dāng)空，再配合主題背景的畫(huà)面實(shí)現(xiàn)了“月出驚山鳥(niǎo)，時(shí)鳴春澗中”的唯美畫(huà)卷，將《月影的深情》表現(xiàn)得淋漓盡至，如圖6所示。

3.2背景網(wǎng)幕——柔性網(wǎng)幕

湖面上搭建的近2000m²主背景網(wǎng)幕，由5道90組屏拼接而成，每一組屏能夠適時(shí)運(yùn)動(dòng)升降、變換不同造型，并具有優(yōu)良的通透性;同時(shí)，要在戶外湖面上完成搭建，工作難度系數(shù)極大，要考慮戶外環(huán)境及施工帶來(lái)的問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)與導(dǎo)演組的多次溝通及生產(chǎn)廠家現(xiàn)場(chǎng)的反復(fù)測(cè)試，定制了點(diǎn)距為56.25mm柔性LED網(wǎng)幕屏，不同于的其他網(wǎng)幕屏，它具有重量輕、可塑性強(qiáng)、高亮、防水、抗風(fēng)性強(qiáng)、防火性能好等特點(diǎn)，每平米僅2.38kg，并且可改變尺寸任意組合，在有效距離內(nèi)成像清晰;同時(shí)，其良好的透視效果，使得網(wǎng)幕上的影像與后面的實(shí)景產(chǎn)生疊映效果，如圖7所示，形成一種虛實(shí)結(jié)合、似真似幻的感覺(jué)。

LED網(wǎng)幕的搭建，采用2個(gè)威亞塔，跨度達(dá)280m，90組屏既要實(shí)現(xiàn)單獨(dú)升降，又需要拼接成一個(gè)整體，信號(hào)的連接與分布需要提前設(shè)計(jì)好，出于安全考慮，中間不能有過(guò)多的連接點(diǎn)。在LED網(wǎng)幕的安裝過(guò)程中，需要克服諸多問(wèn)題和困難。由于湖區(qū)風(fēng)大，底下又是水面，為了防止網(wǎng)幕隨風(fēng)擺動(dòng)，做了幾百根鋼管和套件，在威亞的配合下，將鋼絲穿進(jìn)套環(huán)里上下左右實(shí)現(xiàn)定位，讓運(yùn)動(dòng)軌跡能得到控制。所有的電源線、光纖和信號(hào)線都定制了所需長(zhǎng)度，兩端接口定制了防水盒來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。由于網(wǎng)幕安裝在湖面上方，需要“海陸空。集結(jié)作業(yè)，技術(shù)人員需要在威亞的幫助下，在距湖面39m的高空上完成串線;在鋼絲繩上作業(yè)時(shí)，需要克服表面濕滑、遇風(fēng)晃動(dòng)等困難，水上更是需要借助浮橋和船只作為操作平臺(tái)。

3.3地面LED屏

主舞臺(tái)的地面LED屏呈橢圓形，面積超過(guò)700m²，分成六種形狀，包括1個(gè)內(nèi)圓，半徑為4m;1個(gè)外圓，半徑為4.02m;1個(gè)外弧，最大半徑19.905m;3個(gè)內(nèi)弧，最大半徑為19.925m。因此，要實(shí)現(xiàn)多處異型屏之間的無(wú)縫拼接。

舞臺(tái)地面LED屏不僅要滿足舞美造型設(shè)計(jì)，材質(zhì)必須要結(jié)實(shí)、耐用滿足舞臺(tái)演出的要求。在演出前，導(dǎo)演組對(duì)舞臺(tái)地面LED屏提出了高標(biāo)準(zhǔn)：

（1）屏體材質(zhì)要有抗壓能力，以便道具移動(dòng)和擺放不會(huì)破損;

（2）屏體要有一定的防滑性，有水有霧時(shí)，施工或表演時(shí)不會(huì)滑倒;

（3）屏幕影像色彩的亮度、飽和度高，要能呈現(xiàn)鏡面倒影的效果;

（4）地面最好看不見(jiàn)任何物理原因形成的分割線，影像要盡可能完整呈現(xiàn);

（5）產(chǎn)品要能適應(yīng)北方早晚溫差大、風(fēng)沙大等氣候特點(diǎn)。

從不規(guī)則的地屏結(jié)構(gòu)制造再到異型舞臺(tái)及翻轉(zhuǎn)升降圓臺(tái)的安裝，所有舞臺(tái)施工與現(xiàn)場(chǎng)基建及數(shù)控機(jī)械一環(huán)緊扣一環(huán)，對(duì)于制造、安裝調(diào)試都是很大的挑戰(zhàn)。

針對(duì)以上要求，根據(jù)地屏過(guò)往使用經(jīng)驗(yàn)，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)面罩、箱體、系統(tǒng)不斷測(cè)試，不斷改進(jìn)。這在異形舞臺(tái)設(shè)計(jì)上沒(méi)有可借鑒的先例，單屏體設(shè)計(jì)的工作量無(wú)以復(fù)加，PCB種類超過(guò)600余項(xiàng)，塑料套件1700多件，設(shè)計(jì)圖紙數(shù)量超過(guò)5000張。在LED屏的面罩選擇上，采用純PC壓制而成的面罩，顏色為茶色，厚度為8mm;并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)異形拼接的要求加工成外形不一的形狀，共計(jì)300多種。該面罩具備較強(qiáng)的抗壓能力、一定的防滑性能，透光度高且能呈現(xiàn)鏡面倒影效果。因?yàn)橥耆嵌ㄖ飘愋蜗潴w模塊，在選取的PCB種類上再進(jìn)行單獨(dú)的激光切割加工，使每一塊PCB的顯示屏箱體最終能拼成形態(tài)各異的月牙舞臺(tái)且還能完美顯示每一個(gè)像素點(diǎn)，畫(huà)面的靚麗、細(xì)膩給觀眾以深刻印象（見(jiàn)圖8）。

施工過(guò)程中，基于舞蹈演員對(duì)舞臺(tái)的要求，除了做到每一塊屏安全牢固外，拼接更是要做到精準(zhǔn)到位，每個(gè)升降塊間的縫隙不超過(guò)2cm;同時(shí)，由于月牙升降臺(tái)弧線多，又分多段升降，并且要和圓形、方形升降臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)接。除考慮與機(jī)械舞臺(tái)的匹配外，另一個(gè)重點(diǎn)考慮的問(wèn)題是，地屏處于戶外，延慶山區(qū)晝夜溫差大，夏冬溫差大。

3.4圓柱LED屏

主舞臺(tái)上的29根直徑1m、高7m的圓柱LED屏，如圖9所示，采用先進(jìn)的點(diǎn)距3.81mm柔性模組屏，每個(gè)柱子由184個(gè)柔性模組屏拼接而成。它屏幕厚度僅3.8cm，30kg/m²，最小直徑能做到80cm，且高亮防水，包柱平滑，成像清晰。

整個(gè)演出的過(guò)程中伴隨著音樂(lè)的節(jié)奏，快速上下升降，其安裝方式的固定及信號(hào)線的布置成為了重中之重。經(jīng)過(guò)數(shù)十次磨合測(cè)試，最終確定安裝方式及保護(hù)措施，模組安裝采用磁吸式設(shè)計(jì)，能與鋼結(jié)構(gòu)緊密貼合，安裝維修方便;由于機(jī)械電機(jī)升降部分在柱子內(nèi)部，空間也比較小，便特制小型信號(hào)盒安裝在柱子后方的邊緣位置，信號(hào)線也使用不占空間的扁線，確保最終呈現(xiàn)的機(jī)械升降臺(tái)靈活舞動(dòng)，可自由變幻各種流線造型。

3.5播控系統(tǒng)

視頻播控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如圖10所示，所有控制臺(tái)部分一主一備;對(duì)于播放設(shè)備使用高性能Disguise-4×4pro（D3）服務(wù)器。

為系統(tǒng)配置的Disguise操控軟件，從設(shè)計(jì)到演示再到現(xiàn)場(chǎng)播控，全部流程都是三維化的;可實(shí)現(xiàn)整個(gè)顯示系統(tǒng)統(tǒng)一控制，也可單獨(dú)控制任何一個(gè)區(qū)域;可同步進(jìn)行播放和編輯，互不影響，為現(xiàn)場(chǎng)彩排帶來(lái)了更多的方便與快捷;可接收音頻時(shí)間碼實(shí)現(xiàn)節(jié)目流程與各工種的完全同步;同時(shí)，通過(guò)對(duì)舞臺(tái)建模，將舞臺(tái)3D渲染效果呈現(xiàn)，可早讓導(dǎo)演組提前知曉舞臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景，有更多的準(zhǔn)備及調(diào)試時(shí)間。另外，為了避免信號(hào)的衰減和延時(shí)，將信號(hào)線全部改成光纖傳輸，龐大的光纖傳輸系統(tǒng)將各個(gè)區(qū)域的屏幕信號(hào)連在一起。

施工過(guò)程中，基于消防安全標(biāo)準(zhǔn)和防止電流與信號(hào)間的干擾，須將強(qiáng)、弱電分開(kāi)布線，所有線纜均用線槽分開(kāi)布置，并做好安全標(biāo)記，保障大屏幕系統(tǒng)安全。

4總結(jié)

此次演出的大屏幕系統(tǒng)，從方案設(shè)計(jì)開(kāi)始，完全根據(jù)這次活動(dòng)的特點(diǎn)，提出設(shè)計(jì)需求，比如地屏異形屏的尺寸與機(jī)械舞臺(tái)的吻合，圓柱屏的柔性貼合，網(wǎng)幕的通透性，立面屏的弧度與地屏的拼合;同時(shí)也提出了質(zhì)量要求，要具有高亮、高刷、高清晰度、高還原度、高穩(wěn)定性等。在方案的實(shí)施階段，對(duì)多款設(shè)備進(jìn)行全面比對(duì)，并進(jìn)行各種測(cè)試，選出每一款合適的產(chǎn)品，對(duì)特殊設(shè)備進(jìn)行定制;從預(yù)搭到預(yù)演，不斷探索更好的方法。當(dāng)然也遇到了一些問(wèn)題，如屏幕結(jié)構(gòu)與機(jī)械部分運(yùn)行時(shí)線纜的處理，提前與土建結(jié)構(gòu)溝通更加合理地設(shè)計(jì)布線方式，屏幕面罩材料受熱整體膨脹等，都需要認(rèn)真總結(jié)，以利于今后做得更好。

此次世園會(huì)開(kāi)幕式文藝演出的大屏幕系統(tǒng)通過(guò)運(yùn)用各種LED屏幕與舞臺(tái)機(jī)械、威亞技術(shù)的融合，打造沉浸式舞臺(tái)視覺(jué)體驗(yàn)，讓舞臺(tái)全視角、多層次、大視覺(jué)地展現(xiàn)開(kāi)來(lái)，將生態(tài)系統(tǒng)作為整體舞臺(tái)景觀，讓舞臺(tái)畫(huà)面效果與山水、花草樹(shù)木結(jié)合一起，將科技與文化、人類與自然、中國(guó)與世界凝聚于湖光山色的自然意趣之間，體現(xiàn)了創(chuàng)意與創(chuàng)新。

作者簡(jiǎn)介：

黃貴江，北京嘉明偉視國(guó)際會(huì)展有限公司總經(jīng)理，曾為奧運(yùn)會(huì)、世青會(huì)、全運(yùn)會(huì)、電影節(jié)、春節(jié)晚會(huì)活動(dòng)的AV項(xiàng)目提供咨詢、設(shè)計(jì)和服務(wù)，北京世園會(huì)開(kāi)幕式文藝演出現(xiàn)場(chǎng)大屏幕的設(shè)計(jì)者及總負(fù)責(zé)人。

羅勝，曾參與過(guò)三大男高音紫禁城演唱會(huì)、奧運(yùn)會(huì)、央視春節(jié)晚會(huì)、同一首歌、各大衛(wèi)視跨年演唱會(huì)等項(xiàng)目的視頻設(shè)計(jì)與制作，北京世園會(huì)開(kāi)幕式文藝演出現(xiàn)場(chǎng)大屏幕系統(tǒng)技術(shù)總監(jiān)。