燈光投影互動系統(tǒng)在體育場館的應(yīng)用

呂佩蕾 陳智宏

1. 深圳市領(lǐng)先康體實業(yè)有限公司 廣東 深圳 518000；

2. 深圳市建筑設(shè)計研究總院有限公司 廣東 深圳 518000

1 概述

目前體育場館的使用效率低，民眾的參與度不高，在新建設(shè)的體育場館增加一些增加活力的互動系統(tǒng)，能夠提高民眾的熱情。

本系統(tǒng)通過各種傳感技術(shù)來抓取參與者的動作以及圖像，借助紅外線或雷達設(shè)備的感應(yīng)來定位，識別用戶的動作，經(jīng)過計算機系統(tǒng)對捕捉到的參與者的動作進行處理，實現(xiàn)用戶與影像進行實時交互，讓用戶感受到科技加持下的新時代運動體驗[1]。

當(dāng)運動與互動投影相結(jié)合時，體感互動投影則是常常被使用的方式之一。除了體感互動投影之外，還能使用墻面互動投影系統(tǒng)打破空間的局限，將構(gòu)建逼真的虛擬現(xiàn)實運動項目場景滿足各種運動如籃球、足球，高爾夫運動等。甚至有的互動方式還能結(jié)合主題活動跨界聯(lián)名推出，讓用戶能夠在趣味的游戲中運動，帶動活動現(xiàn)場的氛圍。

2 設(shè)計主題內(nèi)容

本系統(tǒng)在該項目中采用了以下多個主題內(nèi)容：活力運動光影步梯、元宇宙之門光影展示區(qū)、沉浸式綠蔭球場光影交互區(qū)、趣味科普交互魔法墻、動感體育競技光影交互區(qū)、趣味科普展示裸眼3D魔法墻、型格步調(diào)光影長廊交互區(qū)等多個主題內(nèi)容。下圖為主題內(nèi)容在場館內(nèi)的分布位置：

2.1 活力運動光影步梯

通過投影機融合技術(shù)將光影投射至戶外階梯上，投射內(nèi)容融合場地運動主題類的裸眼3D視覺階梯創(chuàng)意內(nèi)容。

創(chuàng)意設(shè)定1： 球類運動球體（籃球，足球，高爾夫球，乒乓球等）模擬重力隨機在階梯滾動下落展示

創(chuàng)意設(shè)定2： 扁平化體育運動項目圖標(biāo)動畫展示

創(chuàng)意設(shè)定3： 重點節(jié)日及體育館主題活動宣傳海報主視覺展示

2.2 元宇宙之門光影展示區(qū)

通過投影機融合技術(shù)將光影投射與墻面與地面形成L形狀折面效果，投射內(nèi)容融合體育中心進行年輕化炫酷元宇宙的衍生再創(chuàng)作，將作為進入嘉賓的入口處通過賽博風(fēng)格的主題點線呈現(xiàn)地面標(biāo)識起到指引入館的功能。

創(chuàng)意內(nèi)容設(shè)定：墻面畫面基于體育中心場地實拍后融入賽博風(fēng)格體育元素視效縱深穿越裸眼感影片，構(gòu)建體育中心元宇宙之門的開啟，地面將融合墻面整體風(fēng)格并融入箭頭導(dǎo)向體育館入口示意作為引導(dǎo)信息傳達。配合音效帶給觀者未來感極強的感官體驗。

2.3 沉浸式綠蔭球場光影交互區(qū)

通過投影機融合技術(shù)將光影投射覆蓋此區(qū)域地面構(gòu)建沉浸式足球體育場空間，地面將呈現(xiàn)符合視角的足球場畫面，與經(jīng)過此地區(qū)的人建立趣味足球的交互機制。

創(chuàng)意內(nèi)容設(shè)定：地面將融合墻面進行搭建足球賽場的畫面，并且場地上的多個足球可與人群發(fā)生交互，大家可以實現(xiàn)傳球，踢球，射門等交互行為。

2.4 趣味科普交互魔法墻

魔法墻基于制作在墻面上的白模運動器材融合投影機扁平畫面將趣味的動畫投射到墻面上，從而以趣味生動的形式建立人與墻面的交互操作，硬件設(shè)備利用雷達或紅外進行識別實現(xiàn)人與投影墻面的交互[2]。

創(chuàng)意內(nèi)容設(shè)定：

2.4.1 按壓，旋轉(zhuǎn)，放置動作3D球類白模后觸發(fā)球類項目應(yīng)用動畫效果。

2.4.2 點擊每個方格中的3D白模人形標(biāo)識后觸發(fā)體育項目演示動畫效果。

2.5 動感體育競技光影交互區(qū)

通過投影融合技術(shù)將巨幅畫面投射到長廊地面，并軟性帶動消費者在行走過程中參與交互，打破枯燥的行走過程，起到趣味性的溝通與身體的運動鍛煉。

創(chuàng)意內(nèi)容設(shè)定：地面上通過畫面點線面扁平元素創(chuàng)意引導(dǎo)交互者在行走過程中參與跑，跳的運動行為，并且通過雷達識別腳步觸發(fā)交互點后引發(fā)的動畫效果為交互者留下趣味記憶點

2.6 趣味科普展示裸眼3D魔法墻

投影畫面巧妙裸眼3D視覺雙目視差原理，呈現(xiàn)動態(tài)圖像浮雕創(chuàng)意影片于墻面上，并且可自由變幻靈動展示內(nèi)容，十分吸引眼球并且投影不會受到戶外環(huán)境設(shè)備成像影響。

創(chuàng)意內(nèi)容設(shè)定：

國家/深圳體育行業(yè)大事記展示

體育中心活動展示

商業(yè)品牌（體育行業(yè)）廣告展示

體育運動項目發(fā)展知識科普展示

2.7 型格步調(diào)光影長廊交互區(qū)

長廊形區(qū)域作為體育中心區(qū)域間的鏈接，構(gòu)建交互者行動過程的軟性交互，通過投影融合技術(shù)將巨幅畫面投射到長廊地面，并軟性帶動消費者在行走過程中參與交互，打破枯燥的行走過程，起到趣味性的溝通與身體的運動鍛煉。

創(chuàng)意內(nèi)容設(shè)定：地面上通過畫面點線面扁平元素創(chuàng)意引導(dǎo)交互者在行走過程中參與跑，跳的運動行為，并且通過雷達識別腳步觸發(fā)交互點后引發(fā)的動畫效果為交互者留下趣味記憶點，有利于打造網(wǎng)紅打卡通道。后期可融入商業(yè)品牌冠名融合（LOGO標(biāo)識，品牌產(chǎn)品名稱及圖片等）

3 投影系統(tǒng)技術(shù)

以上的為各個區(qū)域的主題內(nèi)容的設(shè)計，以上述的活力運動光影步梯主題為例，介紹一下投影上技術(shù)的內(nèi)容。

活力運動光影步梯，為一層廣場和負一層商業(yè)的連接樞紐。每天均有不少的游客通過，該互動區(qū)域可增加廣場的趣味性，聚集不同地方的游客到該入口，從而吸引人流至地下商業(yè)。

該樓梯的區(qū)域長約8m，寬22m，把投影的區(qū)域劃分為9份，使用9臺投影機，對所投影的內(nèi)容，通過硬件融合器進行畫面融合，正面打向樓梯區(qū)域。投影機采用激光光源，色域更廣，畫質(zhì)細膩，同時要求的投影機需大于8500流明，能夠在晚上有良好的觀影效果，光源壽命≥20000h，同時能夠確保24h運行。

光源的顯示技術(shù)采用藍色激光與熒光輪顯示技術(shù)，視頻分辨率不小于1920×1200，支持4K及HDR的輸入。支持全電動聚焦、變焦和位移，方便后期系統(tǒng)的安裝調(diào)試。內(nèi)置CURVE變形模塊，支持2×2、3×3、5×5、9×9、17×17、33×33幾何校正，幾何校正的格點中心點可選擇是否開啟，通過調(diào)節(jié)可實現(xiàn)單臺曲面畫面，具備幾何校正后的曲率調(diào)整功能，降低幾何校正對畫面扭曲的影響。

投影機安裝在室外，需考慮防塵、防水及散熱功能。采用了恒溫箱，外殼設(shè)計為防水通風(fēng)的專業(yè)結(jié)構(gòu)，能夠在雨雪天氣有效的避免水分進入投影機，并且同時確保投影機的進排氣的換風(fēng)運行。避免貴重的大型工程投影機損壞，并且為了防止雷擊，配置了可靠的預(yù)制地線接口。恒溫箱的表面處理是采用防腐防銹的噴涂表面處理。淺色的表面處理可以有效減少天氣熱的時候，太陽對于恒溫箱的直曬加熱。恒溫箱內(nèi)不僅單用通風(fēng)進行散熱，在南方地區(qū)夏天溫度較高，應(yīng)同時具備制冷功能，能夠調(diào)節(jié)箱體內(nèi)溫度。

每一個單獨的投影互動系統(tǒng)，需與整個控制系統(tǒng)結(jié)合，達到智能控制的要求。每個區(qū)域配置了一套中控系統(tǒng)，對投影機、恒溫箱等進行控制。系統(tǒng)支持本地控制，同時透過云平臺服務(wù)，不需要固定IP實現(xiàn)遠程控制，支持網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)，支持IOS（IPad/iphone)、android（安卓）、傳統(tǒng)射頻觸屏手持終端，通過wifi與主機通訊。

控制過程：通過中控主機對智能配電箱的控制模塊發(fā)送開啟命令，打開投影機及恒溫箱的末端回路電源，待檢測到末端的設(shè)備上線后，再通過RS485或網(wǎng)絡(luò)接口遠程啟動設(shè)備。同時系統(tǒng)支持定時開關(guān)功能，結(jié)合周邊景觀燈光的使用，在晚上使用時將周邊的景觀及泛光照明的燈關(guān)閉，能夠達到一個最佳投影效果。

4 結(jié)束語

體育場館是一種公共的體育文化設(shè)施，具有一定的公益性和特殊性。在體育場館中，通過使用投影、燈光等多種，結(jié)合體育主題相結(jié)合，吸引人民群眾參與其中，活躍整個體育場館。通過多種創(chuàng)新、創(chuàng)意的主題，提高民眾的鍛煉熱情，增加場館的利用效率。