北京世園會開幕式大屏幕系統設計及實施

黃貴江 羅勝

[摘要]為2019年中國北京世界園藝博覽會（以下簡稱“北京世園會”）開幕式文藝演出營造多層次、沉浸式的視覺效果，采用TJfD網幕、地面LED屏、圓柱LED屏、立面LED屏等視頻顯示方式實現。

[關鍵詞]北京世園會開幕式;LED屏;異形屏;拼接

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

以“綠色生活、美麗家園”為主題的2019年中國北京世界園藝博覽會（以下簡稱“北京世園會”）開幕式文藝演出在世園會園區內的媯汭劇場上演。整場演出以山為幕、以水為臺，通過多重科技手段，將東西方多種藝術形式的表演融入在自然景觀之中，呈現出園林光影藝術表演盛宴。

唯美的視覺呈現是文藝演出的重要組成部分。在主舞臺和備用場地中，采用了湖面LED網幕、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，營造環境景觀，渲染藝術氛圍，體現了藝術與技術的融合。

1演出場地及環境

北京世園會演藝中心媯汭劇場臨湖而建，依林湖草木，如圖1所示。宛若蝴蝶的媯汭劇場，其兩翼下分別設有一大兩小三個劇場。位于西側的大劇場即是開幕式文藝演出的場地。

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

2演出需求及目標

為了展現“人與自然的關系”的創作脈絡，依托媯汭劇場戶外場地的實景空間，采用全視野影像精準疊加和全方位空中數字集控技術手段，呈現由遠及近、由高到低的疊加視覺效果，營造全維度的視覺觀感，力求呈現全景觀最大體量的裸眼3D觀演效果，讓在場觀眾體驗沉浸式的感受。

根據導演組要求，采用各種LED屏、幕，配合藝術表演呈現視覺的氛圍，以及細膩、飽滿的畫質。因此，視覺呈現的總體設計是，以網幕為背景，以地屏為主體視覺，以圓柱屏和升降臺立面屏增加舞臺靈動性，再加特別設計的月亮網幕相互呼應，達到多層次、沉浸式的視覺效果，如圖2、圖3所示。

3系統方案及N-點分析

3.1設計思路

3.1.1媯汭湖畔的主表演區

媯汭劇場的舞臺作為主表演區，采用LED地屏、LED圓柱屏、LED升降臺立面屏和兩側的LED透明屏（俗稱冰屏）呈現舞臺視覺效果。

舞臺上的地面LED屏，由6個大小形狀不一樣的升降臺拼接而成，特別是中心直徑8m的圓形升降臺，不但要能實現上下升降，如圖4所示，還需要做翻轉動作，直立于觀眾眼前，如圖5所示，讓舞者在屏上自由舞動，為此定制了上百平米異形屏進行拼接。

隱藏在舞臺下方的9個升降臺四周安裝有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計，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，隨著升降臺的升起，畫面渾然一體。

位于舞臺兩側的兩塊LED透明屏，與以往的透明屏不同，它沒有玻璃面罩，不會產生折射光，是這次演出的亮點之一。其銳利通透，可視角大，防水性能出色。透過高清畫面，后方園林的秀麗景色、斑斕的燈光效果都能一覽無余。

3.1.2湖中的輔助表演區域

湖面上空采用威壓吊裝系統吊掛了近2000m²的LED網幕矩陣，作為主背景屏，可與數控飛燈編排組合，穿插調度。伴隨LED網幕上下移動，其影像在水面形成倒影，動態影像融入實景，虛實結合。當航拍或空中拍攝時，豐滿了畫面。

另外，為表現明月升起的效果，特制的直徑8m圓形LED網幕，伴隨著《小河淌水》的歌聲，從水中緩緩升起一輪明月。這個會動的月亮采用了37.5mm小點距的網幕屏，屬于網幕屏中的高清屏，從湖面的隱形浮臺向上向西移動。憑欄遠眺，皓月當空，再配合主題背景的畫面實現了“月出驚山鳥，時鳴春澗中”的唯美畫卷，將《月影的深情》表現得淋漓盡至，如圖6所示。

3.2背景網幕——柔性網幕

湖面上搭建的近2000m²主背景網幕，由5道90組屏拼接而成，每一組屏能夠適時運動升降、變換不同造型，并具有優良的通透性;同時，要在戶外湖面上完成搭建，工作難度系數極大，要考慮戶外環境及施工帶來的問題。

經過與導演組的多次溝通及生產廠家現場的反復測試，定制了點距為56.25mm柔性LED網幕屏，不同于的其他網幕屏，它具有重量輕、可塑性強、高亮、防水、抗風性強、防火性能好等特點，每平米僅2.38kg，并且可改變尺寸任意組合，在有效距離內成像清晰;同時，其良好的透視效果，使得網幕上的影像與后面的實景產生疊映效果，如圖7所示，形成一種虛實結合、似真似幻的感覺。

LED網幕的搭建，采用2個威亞塔，跨度達280m，90組屏既要實現單獨升降，又需要拼接成一個整體，信號的連接與分布需要提前設計好，出于安全考慮，中間不能有過多的連接點。在LED網幕的安裝過程中，需要克服諸多問題和困難。由于湖區風大，底下又是水面，為了防止網幕隨風擺動，做了幾百根鋼管和套件，在威亞的配合下，將鋼絲穿進套環里上下左右實現定位，讓運動軌跡能得到控制。所有的電源線、光纖和信號線都定制了所需長度，兩端接口定制了防水盒來實現保護。由于網幕安裝在湖面上方，需要“海陸空。集結作業，技術人員需要在威亞的幫助下，在距湖面39m的高空上完成串線;在鋼絲繩上作業時，需要克服表面濕滑、遇風晃動等困難，水上更是需要借助浮橋和船只作為操作平臺。

3.3地面LED屏

主舞臺的地面LED屏呈橢圓形，面積超過700m²，分成六種形狀，包括1個內圓，半徑為4m;1個外圓，半徑為4.02m;1個外弧，最大半徑19.905m;3個內弧，最大半徑為19.925m。因此，要實現多處異型屏之間的無縫拼接。

舞臺地面LED屏不僅要滿足舞美造型設計，材質必須要結實、耐用滿足舞臺演出的要求。在演出前，導演組對舞臺地面LED屏提出了高標準：

（1）屏體材質要有抗壓能力，以便道具移動和擺放不會破損;

（2）屏體要有一定的防滑性，有水有霧時，施工或表演時不會滑倒;

（3）屏幕影像色彩的亮度、飽和度高，要能呈現鏡面倒影的效果;

（4）地面最好看不見任何物理原因形成的分割線，影像要盡可能完整呈現;

（5）產品要能適應北方早晚溫差大、風沙大等氣候特點。

從不規則的地屏結構制造再到異型舞臺及翻轉升降圓臺的安裝，所有舞臺施工與現場基建及數控機械一環緊扣一環，對于制造、安裝調試都是很大的挑戰。

針對以上要求，根據地屏過往使用經驗，在現場對面罩、箱體、系統不斷測試，不斷改進。這在異形舞臺設計上沒有可借鑒的先例，單屏體設計的工作量無以復加，PCB種類超過600余項，塑料套件1700多件，設計圖紙數量超過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;并根據現場異形拼接的要求加工成外形不一的形狀，共計300多種。該面罩具備較強的抗壓能力、一定的防滑性能，透光度高且能呈現鏡面倒影效果。因為完全是定制異形箱體模塊，在選取的PCB種類上再進行單獨的激光切割加工，使每一塊PCB的顯示屏箱體最終能拼成形態各異的月牙舞臺且還能完美顯示每一個像素點，畫面的靚麗、細膩給觀眾以深刻印象（見圖8）。

施工過程中，基于舞蹈演員對舞臺的要求，除了做到每一塊屏安全牢固外，拼接更是要做到精準到位，每個升降塊間的縫隙不超過2cm;同時，由于月牙升降臺弧線多，又分多段升降，并且要和圓形、方形升降臺實現對接。除考慮與機械舞臺的匹配外，另一個重點考慮的問題是，地屏處于戶外，延慶山區晝夜溫差大，夏冬溫差大。

3.4圓柱LED屏

主舞臺上的29根直徑1m、高7m的圓柱LED屏，如圖9所示，采用先進的點距3.81mm柔性模組屏，每個柱子由184個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。

整個演出的過程中伴隨著音樂的節奏，快速上下升降，其安裝方式的固定及信號線的布置成為了重中之重。經過數十次磨合測試，最終確定安裝方式及保護措施，模組安裝采用磁吸式設計，能與鋼結構緊密貼合，安裝維修方便;由于機械電機升降部分在柱子內部，空間也比較小，便特制小型信號盒安裝在柱子后方的邊緣位置，信號線也使用不占空間的扁線，確保最終呈現的機械升降臺靈活舞動，可自由變幻各種流線造型。

3.5播控系統

視頻播控系統的設計如圖10所示，所有控制臺部分一主一備;對于播放設備使用高性能Disguise-4×4pro（D3）服務器。

為系統配置的Disguise操控軟件，從設計到演示再到現場播控，全部流程都是三維化的;可實現整個顯示系統統一控制，也可單獨控制任何一個區域;可同步進行播放和編輯，互不影響，為現場彩排帶來了更多的方便與快捷;可接收音頻時間碼實現節目流程與各工種的完全同步;同時，通過對舞臺建模，將舞臺3D渲染效果呈現，可早讓導演組提前知曉舞臺現場場景，有更多的準備及調試時間。另外，為了避免信號的衰減和延時，將信號線全部改成光纖傳輸，龐大的光纖傳輸系統將各個區域的屏幕信號連在一起。

施工過程中，基于消防安全標準和防止電流與信號間的干擾，須將強、弱電分開布線，所有線纜均用線槽分開布置，并做好安全標記，保障大屏幕系統安全。

4總結

此次演出的大屏幕系統，從方案設計開始，完全根據這次活動的特點，提出設計需求，比如地屏異形屏的尺寸與機械舞臺的吻合，圓柱屏的柔性貼合，網幕的通透性，立面屏的弧度與地屏的拼合;同時也提出了質量要求，要具有高亮、高刷、高清晰度、高還原度、高穩定性等。在方案的實施階段，對多款設備進行全面比對，并進行各種測試，選出每一款合適的產品，對特殊設備進行定制;從預搭到預演，不斷探索更好的方法。當然也遇到了一些問題，如屏幕結構與機械部分運行時線纜的處理，提前與土建結構溝通更加合理地設計布線方式，屏幕面罩材料受熱整體膨脹等，都需要認真總結，以利于今后做得更好。

此次世園會開幕式文藝演出的大屏幕系統通過運用各種LED屏幕與舞臺機械、威亞技術的融合，打造沉浸式舞臺視覺體驗，讓舞臺全視角、多層次、大視覺地展現開來，將生態系統作為整體舞臺景觀，讓舞臺畫面效果與山水、花草樹木結合一起，將科技與文化、人類與自然、中國與世界凝聚于湖光山色的自然意趣之間，體現了創意與創新。

作者簡介：

黃貴江，北京嘉明偉視國際會展有限公司總經理，曾為奧運會、世青會、全運會、電影節、春節晚會活動的AV項目提供咨詢、設計和服務，北京世園會開幕式文藝演出現場大屏幕的設計者及總負責人。

羅勝，曾參與過三大男高音紫禁城演唱會、奧運會、央視春節晚會、同一首歌、各大衛視跨年演唱會等項目的視頻設計與制作，北京世園會開幕式文藝演出現場大屏幕系統技術總監。