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(dá)設(shè)備的感應(yīng)來定位，識別用戶的動作，經(jīng)過計算機(jī)系統(tǒng)對捕捉到的參與者的動作進(jìn)行處理，實現(xiàn)用戶與影像進(jìn)行實時交互，讓用戶感受到科技加持下的新時代運(yùn)動體驗[1]。

當(dāng)運(yùn)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(yùn)動項目場景滿足各種運(yùn)動如籃球、足球，高爾夫運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)動光影步梯

通過投影機(jī)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(yùn)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(yùn)動球體（籃球，足球，高爾夫球，乒乓球等）模擬重力隨機(jī)在階梯滾動下落展示

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

創(chuàng)意設(shè)定3： 重點(diǎn)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(jī)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(jìn)行年輕化炫酷元宇宙的衍生再創(chuàng)作，將作為進(jìn)入嘉賓的入口處通過賽博風(fēng)格的主題點(diǎn)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(dá)。配合音效帶給觀者未來感極強(qiáng)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(jī)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(jī)制。

創(chuàng)意內(nèi)容設(shè)定：地面將融合墻面進(jìn)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(yùn)動器材融合投影機(jī)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(dá)或紅外進(jìn)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(diǎn)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(fèi)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(yùn)動鍛煉。

創(chuàng)意內(nèi)容設(shè)定：地面上通過畫面點(diǎn)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(yùn)動行為，并且通過雷達(dá)識別腳步觸發(fā)交互點(diǎn)后引發(fā)的動畫效果為交互者留下趣味記憶點(diǎn)

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(yùn)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(fèi)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(yùn)動鍛煉。

創(chuàng)意內(nèi)容設(shè)定：地面上通過畫面點(diǎn)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(yùn)動行為，并且通過雷達(dá)識別腳步觸發(fā)交互點(diǎn)后引發(fā)的動畫效果為交互者留下趣味記憶點(diǎn)，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(yùn)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(yùn)動光影步梯，為一層廣場和負(fù)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(jī)，對所投影的內(nèi)容，通過硬件融合器進(jìn)行畫面融合，正面打向樓梯區(qū)域。投影機(jī)采用激光光源，色域更廣，畫質(zhì)細(xì)膩，同時要求的投影機(jī)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(yùn)行。

光源的顯示技術(shù)采用藍(lán)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(diǎn)中心點(diǎn)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(jī)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(jìn)入投影機(jī)，并且同時確保投影機(jī)的進(jìn)排氣的換風(fēng)運(yùn)行。避免貴重的大型工程投影機(jī)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(jìn)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(dú)的投影互動系統(tǒng)，需與整個控制系統(tǒng)結(jié)合，達(dá)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(jī)、恒溫箱等進(jìn)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(yuǎn)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(jī)通訊。

控制過程：通過中控主機(jī)對智能配電箱的控制模塊發(fā)送開啟命令，打開投影機(jī)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(yuǎn)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(dá)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。