倫敦奧運會開閉幕式的布景、舞臺和機械應用

文/[美]斯蒂夫·莫爾斯 編譯/羅 顥

1 布景

1.1 奧運五環

在倫敦奧運會開幕式展演英國工業化進程的環節中，鋼水鑄成的五環無疑給全球觀眾留下了極深的印象。五環由玻璃纖維包覆的鋼架構成。每個直徑12 m的圓環由7個90 kg的部件構成。設計者讓觀眾的注意力集中在中間的圓環，它在工業革命的場景中由熔化的鋼水鍛造而成，其他4個圓環被吊起來隱藏在體育場的屋頂上。

這一情節在視覺上要模仿鋼水從一個巨大的工業熔爐中涌出，沿著水槽流到模型中的效果。為了模擬出真實的鍛造過程中出現的煙霧和火花，設備商使用LED創建了流動的金屬的幻像。每個圓環各面都有三基色LED覆蓋，中間鍛造的圓環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順序來增強燈光，從而增大鐵水的可信度。LED每次允許前進75 mm，所以從觀眾的角度看，它像是流動的。

鍛造的圓環升上空中，與其他4個圓環連接在一起。如何讓它們精確地懸掛在正確的位置，以再現奧運五環這一世界上最具辨識度的標志，是一個非常棘手的問題。如何使用玻璃纖維制成圓環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，不能出現任何潛在的支撐結構。制作組最終采用高分子模制件結構，實現了轉播中這一令人稱奇的效果。

1.2 瀑布般的五環鋼花

在五環鏈接完成的時候，92個30 s的金色瀑布和45個20 s的銀色瀑布從每個圓環上落下。圓環的覆蓋層容納了這些煙花，每個煙花植入的小洞被埋入玻璃纖維中。圓環點火系統是自帶的，由內置電池供電，使用1個無線系統遠程遙控點火，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 七個煙囪

在工業革命場景中，從鄉村到工業的轉變中出現了一個讓人震驚的元素——煙囪。盡管演藝行業的很多觀眾會意識到這七個煙囪是充氣的，但還是會被它們隆起的方式嚇到。如何讓高30 m、粗4 m的布質煙囪莊嚴地“站”起來？

由于煙囪的頂部和底部直徑相近，并不抗風。制作者的任務是讓煙囪平穩不彎折地從地面“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復雜的卷筒和離合系統連接到1個7.5 kW的電動馬達上，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。

雖然解決了抗風的問題，煙囪不會彎折了，但如何讓煙囪看起來像一個固體一樣豎起來，就像它們已經充滿了氣？通常，任何充氣的物體在充氣時，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個由8個滑雪板組成的系統把布料撐開——這樣頂部以下的可見部分都是平滑的，被完全撐開的。滑雪板是氣動操作的，并且在煙囪下降的時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，不足以應付為期6周的彩排和制作過程的其他考驗。

負責該項目的英國Le Mark集團公司在2012年5月初，才被獲準選料、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，并將設計分成不同的片段——總計約有800個。整個區域被劃分成有色區域，每一塊都有一個身份識別色——編號（復制于包裝上）。

地板材料使用永久粘合劑鋪設在木質舞臺臺板上，在多雨的倫敦，如何克服天氣因素是對施工的一大挑戰。Le Mark公司采用了一種專業黏合劑以滿足倫敦奧組委對環保的要求。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），供應商曾警告這種粘合劑不可用在室外。

由于時間限制，施工者在夏天雨季到來的時候才開始鋪裝。他們設法在木臺板足夠干燥的時候噴灑黏合劑，并在下一個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受住了雨水的浸泡，也承受了工作人員、演員以及動物們日復一日的踩踏。

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。樹的結構由1個中央的主干和4個主要枝條組成的可移動的樹冠組成。制作人員仔細檢查了設計者雕刻的模型，然后將其數據導入RhinoCAD。這個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，以保證一定的強度。但實踐中，覆蓋層會讓樹在風中搖擺。

用玻璃纖維制作樹皮的模具不僅貴而且費時，因此，制作者使用了一個常常被用來封裝石棉的名為Idendum的工業產品（就像一種丙烯酸樹脂顏料）。制作者把它攤在平紋細布上，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。枝葉間的一個微型索網系統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的一團樹根從底部安全落下。樹的抗風能力是20 m/s。

演出使用的這棵大樹擁有60萬片樹葉，它們全部由手繪而成。從80年代早期開始，人造樹葉技術在發展中已經變得很成熟了，其視覺效果和觸感都可以達到難以置信的真實感。但樹葉通常是將60片葉子制作一幅噴繪，而且只制作一面，在大多數應用中這樣就足夠了。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，演出中的大部分時間就像一個光禿禿的輪軸設備隱藏在舞臺下方。它通過雙剪式升降機升到舞臺上，槳狀部分由演員插上去，整個水車裝配耗時6分鐘。

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

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

Stage One公司提供的5個梁引擎（蒸汽機）也是鋁制結構，通過雙剪式升降機升到舞臺上，盡管它們看上去像鍛造的鋼鐵，但實際上大部分都涂了油漆達到以假亂真的效果。每一個設備都通過隱藏的鏈條驅動裝置進行旋轉或其他動作。

Stage One公司設計和擁有的所有部件都在一個液壓系統中（包括所有的電子泵控制和移動控制設備）。他們很熟悉這個系統并能夠合理地預測故障點，為及時消除故障留出余地。液壓泵的可靠性非常高：此次演出使用的2套系統是8年前雅典奧運會開幕式使用過的，另一些則在英聯邦運動會和亞運會中用過。

該公司為演出提供了10臺液壓升降機。一些大型元素（如充氣煙囪），也使用油缸驅動的鏈條傳動設備升出舞臺面，充氣過程也借助吊點卷揚機從頂部牽引而起。事實上，煙囪的框架都是為舞臺定制的，但是機械元素（升降機和驅動）都是可重復使用的庫存產品。最棘手的是用來承托蒸汽機巨大的排氣波紋管的框架。這不僅模擬了真實物體的運動，在它出現在舞臺上之前，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，機器也就更重。

1.7 火炬塔

火炬塔的創意早在上海世博會英國館的設計時就初現端倪，這是用來保存奧運圣火的氣體“大鍋”，擁有204根花莖（每一個代表著一個參賽國），每根花莖上都有一個特別定制的花瓣，每個花瓣由相應國家的領隊帶來并安裝到花莖頂端。花瓣被安裝好并點燃后，花莖向垂直方向升起。煤氣點燃的200多個花瓣靠在一起形成了觀眾眼中的火球。在奧運會和殘奧會之間，火炬塔被重新改裝，其花瓣的數量也隨著參賽國數量的改變而發生了變化。

火炬塔的直徑為18.5 m，安放在推車里，主要的升降裝置總重35 t，火炬塔自重16 t。火炬塔復雜的核心在于：花莖長9 m，每一根都是一個定制的錐形鋼管，末端有一個定制的花瓣，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車庫，而每根花莖各自擁有獨立的控制器、信號和點火裝置，一直處于監控狀態。設備商為點火開發了一套控制程序，不僅包括點火順序，還可以監控火焰狀態，需要時還可以重新點火。此外，設置了一個LPG（液化氣）備份系統以防主氣罐部分點火失敗。

204根花莖圍繞著10個同軸的圓環安裝好，其中5個圓環是固定的，5個可以移動，交替分布。每個花莖和1個固定的圓環之間都有1個推桿。當活動圓環垂直移動的時候，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，臨時甲板被撤走，花莖打開呈環形分布。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。制造者利用設計圖紙創建了一個簡單的MDF模型。從本質上來說，他們預切了一系列的輪廓扁平件，粘在一起，然后在預先創作出的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個鈑金工需要工作差不多8小時才能把一片花瓣打出形狀。隨后進一步拋光，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。

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

花瓣經過3周的燃燒會產生污漬，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。開幕式重在展現英國從農業社會經過工業化進入現代科技社會的轉變。而這些花瓣是工業革命時期體現手工技能的一個重要符號。創作團隊希望那些受贈國把這件手工藝品帶回國時，會對其精美產生由衷贊嘆。

當然，花瓣的細節并不止于鈑金，雕刻國家名稱也經過了周密的考慮。第一個問題是哪個國家的名字最長。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大小的花瓣上。雕刻字體的選擇也經過了反復討論，最后選擇了Futura。字體在蝕刻的時候必須扭曲，這樣當花瓣從前沿看的時候，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 索網結構

演出使用了3套索網結構：第一個是放射式（自動化）索網。這是一個動態的系統，14根放射狀的鋼纜連接在中央的軸心，每根鋼纜上有2個穿越的卷揚吊運車。

第二個是懸鏈（自動化）索網。這也是一個動態系統，沿體育場的長度設置懸鏈鋼纜運行，從北到南，每根鋼纜上都有2個穿越的卷揚吊運車。

第三個是拉力環索網。該結構是用于吊掛音頻和燈光設備的結構性裝置。這是一個靜態的系統，1個圓形的拉力環懸吊在56根放射狀的鋼纜上。

由于大部分設備是固定懸掛，制作團隊安裝了約300臺吊機。Syncrolites的桁架和LED屏等設備要分開經過現場擴聲索網，然后在上方再合在一起。而有些情況還要更復雜：它們要經過屋頂上追光燈的安置艙，而這些小艙有一個突出的頂，要求1 s內分開并順利通過。LED屏是最難操控的——整個構造為19 m×8 m：工作人員在平臺上安裝、吊起、分開，再吊到圓環上方，隨后重新組到一起。它們是隱身型的屏幕，后方有一個遮光罩。LED屏的每一部分都重達9 t，需要2個團隊進行安裝。

燈光吊籠是一個提升后固定的設備，最大的問題是屋頂圓環要承載這些設備。服務提供商逐一對屋頂的3個索網結構、屋頂上其他的載荷等等進行了計算。

現場擴聲設備的懸鏈主承力鋼纜規模驚人。這個鋼纜粗65 mm，輻射到屋頂的鋼纜粗25 mm。最終鋼纜上懸掛了22個吊艙，每個重2.5 t：在沒有負荷的情況下，輻射鋼纜上的拉力為6 t～8 t。為什么會有這種不同？因為體育場是橢圓的，從橢圓的長邊轉到短邊時，環形鋼纜的自重會引起偏移。當所有現場擴聲和照明設備都被吊起來并固定到主鋼纜上時，一些吊艙可能會比其他的高1.1 m。總體來說，屋頂本身將偏移400 mm～600 mm。

Stage One的懸鏈鋼纜系統橫跨整個體育場時，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重以便平衡載荷嗎？不，團隊可以按任何想要的方式加載，而不需要對稱。惟一的麻煩是讓現場擴聲找到平衡，由于框架上有螺旋扣，所以即使是固定懸掛，仍然還可以進行一些調整——可能有2英寸的調整空間（約0.05 m）。

3 舞臺

為了能隱藏開幕式復雜的機械設備，設備商為巨型舞臺專門設計了一個臺板系統。該系統為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，由于舞臺實際上是連綿的丘陵，主臺板呈現不同的變化，因此，舞臺高度跨越了4個主要的水平面。這些差異全部通過可調節支腳解決，傾斜度為2°。這些支腳與建筑行業中使用的Acrow支柱類似。沿著橫梁每10英尺（約3.05 m）安裝一個，制造商生產了2種尺寸的支腳來滿足舞臺需要的所有高度變化。

盡管自重和強度都很大，但是平臺系統必須載著1萬名運動員，而且他們還會隨節奏整體搖擺。因此，設計者用沉重的錨穿過草皮將舞臺固定在地基上。這種設計使搭建舞臺時需要的鋼材少了很多，舞臺下方結構更加開放，操作復雜的布景元素需要克服的困難少了很多，而且結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奏運動可能會十分危險，因此，動態負載十分重要。而小山的結構重幾十噸，一直延伸到看臺的坐席，因此，看臺下方要進行大量的加固工作以支承這些預料外的重量。