體育館智能化視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

孫 晴 亓宇昭

（西安建筑科技大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院 建筑智能化設(shè)計(jì)研究所，陜西 西安 710055）

在當(dāng)今現(xiàn)代化體育場(chǎng)館競(jìng)賽中，體育競(jìng)賽信息的實(shí)時(shí)發(fā)布尤為重要。場(chǎng)館競(jìng)賽信息的實(shí)時(shí)發(fā)布為場(chǎng)內(nèi)外觀眾提供了更為直觀的實(shí)況比賽數(shù)據(jù)，也使得比賽更為公平、公正。本文主要對(duì)體育場(chǎng)館競(jìng)賽視頻采集發(fā)布系統(tǒng)、轉(zhuǎn)播智能化系統(tǒng)、LED大屏等智能化視頻系統(tǒng)在比賽中的意義及如何實(shí)施進(jìn)行設(shè)計(jì)探討。

1 影像采集及回放系統(tǒng)

作為競(jìng)賽智能化專(zhuān)用系統(tǒng)的重要組成部分，比賽場(chǎng)地影像采集和回放系統(tǒng)能夠給現(xiàn)場(chǎng)的觀眾、體育評(píng)論員、解說(shuō)員、裁判、仲裁等體育技術(shù)管理人員提供視頻素材及資源。而且，現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)體育發(fā)展迅速，競(jìng)賽全過(guò)程視頻資料也是運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練提升的重要參考資料。影像采集已經(jīng)逐步變成體育比賽仲裁及裁判判決的主要依據(jù)。影像采集系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 影像采集系統(tǒng)圖

影像采集終端由采集端與發(fā)布端組成。現(xiàn)場(chǎng)前端攝像機(jī)可以分為主攝像機(jī)、輔攝像機(jī)，經(jīng)過(guò)光纖或無(wú)線傳輸至影像編解碼處理器，再至專(zhuān)用工作站的視頻存儲(chǔ)服務(wù)器，經(jīng)由影像回放軟件回放采集數(shù)據(jù)。

通常，在比賽場(chǎng)地的四周墻面，預(yù)埋高清攝像機(jī)接口或音視頻接口箱。比賽場(chǎng)地四周的視頻采集攝像機(jī)可以抓拍特寫(xiě)、移動(dòng)、翻轉(zhuǎn)等鏡頭。體育場(chǎng)館上空馬道懸掛部分視頻采集攝像機(jī)可用來(lái)拍攝全景、遠(yuǎn)景及部分出入場(chǎng)和特寫(xiě)鏡頭。

比賽視頻采集系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)屬性可具體區(qū)分。因此，在布設(shè)前端攝像機(jī)前，必要的攝像機(jī)機(jī)位布置是影響采集設(shè)計(jì)的因素。

2 電視轉(zhuǎn)播及現(xiàn)場(chǎng)評(píng)論系統(tǒng)

電視轉(zhuǎn)播系統(tǒng)由前端攝像機(jī)、轉(zhuǎn)播機(jī)房設(shè)備、評(píng)論員席、轉(zhuǎn)播車(chē)等組成。電視轉(zhuǎn)播系統(tǒng)是實(shí)時(shí)將比賽場(chǎng)地競(jìng)賽信息畫(huà)面?zhèn)魉椭列l(wèi)星轉(zhuǎn)播車(chē)后與世界各地媒體終端觀眾分享的一套系統(tǒng)。電視轉(zhuǎn)播機(jī)房?jī)?nèi)安裝具有視頻光纖跳線架的視頻轉(zhuǎn)接機(jī)柜和轉(zhuǎn)播車(chē)供電機(jī)柜。視頻轉(zhuǎn)播的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)送至室內(nèi)LED大屏、評(píng)論員席顯示屏、轉(zhuǎn)播車(chē)視頻編輯操作臺(tái)等。

2.1 電視轉(zhuǎn)播機(jī)房

一般情況下，視頻轉(zhuǎn)播信號(hào)的匯總于體育場(chǎng)館內(nèi)設(shè)置的電視視頻轉(zhuǎn)播機(jī)房。視頻轉(zhuǎn)播機(jī)房主要為其停泊在轉(zhuǎn)播機(jī)房附近的高清電視轉(zhuǎn)播車(chē)提供供電、視頻信號(hào)鏈路。

視頻轉(zhuǎn)播機(jī)房?jī)?nèi)的配電柜由雙路低壓電源提供互為備用的供電配電箱。其配電箱的饋線電纜可經(jīng)由與外界轉(zhuǎn)播車(chē)想通的電纜溝或電纜橋架內(nèi)敷設(shè)的低壓電纜連接至高清轉(zhuǎn)播車(chē)。轉(zhuǎn)播機(jī)房?jī)?nèi)的380 V電源配電箱為轉(zhuǎn)播車(chē)提供每輛車(chē)不小于30 kW的供電負(fù)荷容量（4K高清轉(zhuǎn)播可提高至50 kW），其供電方式采用TN-S系統(tǒng)供電，同時(shí)轉(zhuǎn)播機(jī)房應(yīng)具有局部等電位接地體。轉(zhuǎn)播機(jī)房?jī)?nèi)提供設(shè)備檢修和備用預(yù)留的強(qiáng)電電源插座和語(yǔ)音、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)點(diǎn)。

2.2 攝像機(jī)機(jī)位

電視轉(zhuǎn)播信號(hào)源是有前端攝像機(jī)提供。前端攝像機(jī)分為主攝像機(jī)與輔攝像機(jī)兩類(lèi)組成。

主攝像機(jī)一般位于運(yùn)動(dòng)員入口、混合采訪區(qū)、場(chǎng)地、觀眾區(qū)等。主攝像機(jī)采用固定平臺(tái)或臨時(shí)搭建平臺(tái)的大型攝像機(jī)組成。一般位于觀眾區(qū)的主攝像機(jī)設(shè)計(jì)中預(yù)留相對(duì)高處未遮擋2 m×2 m的攝像機(jī)平臺(tái)正對(duì)賽場(chǎng)中央。輔助攝像機(jī)位于前述區(qū)域的場(chǎng)地緩沖區(qū)外，主要采錄運(yùn)動(dòng)員比賽信息，局部特寫(xiě)等。根據(jù)不同的比賽工藝，攝像機(jī)機(jī)位需要深化設(shè)置。攝像機(jī)的通訊與供電由預(yù)留在墻面或地面的插座板（插座箱）提供。部分輔攝像機(jī)采用臨時(shí)移動(dòng)三角輪攝像機(jī)，其機(jī)動(dòng)性較之固定攝像機(jī)會(huì)便利許多。

2.3 評(píng)論員席

廣播電視媒體評(píng)論員安置于評(píng)論員席，評(píng)論員席位于體育場(chǎng)館主席臺(tái)側(cè)坐席區(qū)域。評(píng)論員席在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，要求能夠視野開(kāi)闊的觀測(cè)到現(xiàn)場(chǎng)競(jìng)賽情況，比賽全過(guò)程和比賽入場(chǎng)、退場(chǎng)都應(yīng)納入評(píng)論員席位視野觀察范圍內(nèi)。評(píng)論員席位放置工作臺(tái)、視頻顯示和語(yǔ)音擴(kuò)聲設(shè)備。評(píng)論員席的數(shù)量不是固定的，每個(gè)體育場(chǎng)館根據(jù)比賽規(guī)模和競(jìng)賽級(jí)別設(shè)置評(píng)論員席的數(shù)量，每個(gè)席位供一家媒體使用。電視轉(zhuǎn)播要求評(píng)論員席配置有電源插座、語(yǔ)音插座、信息插座及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，并提供必要的燈光設(shè)備。評(píng)論員席的聲影采集也需要經(jīng)過(guò)預(yù)埋電纜敷設(shè)至電視轉(zhuǎn)播機(jī)房。

3 信息發(fā)布與查詢系統(tǒng)

信息發(fā)布系統(tǒng)是賽事組織者或者體育場(chǎng)館的經(jīng)營(yíng)者實(shí)時(shí)發(fā)布有關(guān)賽事信息和場(chǎng)館經(jīng)營(yíng)信息的平臺(tái)。信息發(fā)布系統(tǒng)具有查詢、觀看、檢索等功能。系統(tǒng)能夠接收運(yùn)動(dòng)員成績(jī)統(tǒng)計(jì)信息、計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)信息、仲裁信息、裁判信息經(jīng)過(guò)信息發(fā)布系統(tǒng)的綜合處理平臺(tái)后實(shí)時(shí)發(fā)布至系統(tǒng)終端顯示設(shè)備。

信息查詢發(fā)布系統(tǒng)終端顯示設(shè)備根據(jù)發(fā)布對(duì)象的不同，可分為競(jìng)賽數(shù)據(jù)發(fā)布專(zhuān)用終端和普通信息發(fā)布公共終端。普通信息發(fā)布針對(duì)觀眾、物業(yè)、維保等普通人員，涉及場(chǎng)館維保信息、建設(shè)信息、歷屆賽事組織及結(jié)果情況、代表團(tuán)信息、媒體參會(huì)成員信息、城市信息、組委會(huì)信息、天氣時(shí)鐘信息等。而針對(duì)競(jìng)賽管理及裁判人員的信息發(fā)布系統(tǒng)專(zhuān)用終端涉及比賽裁判信息、賽場(chǎng)技術(shù)信息、賽事管理信息等。

信息發(fā)布系統(tǒng)的前端采集可連接視頻采集與回放系統(tǒng)、計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)、轉(zhuǎn)播系統(tǒng)、大屏系統(tǒng)等。信息發(fā)布系統(tǒng)的終端更具多樣化，可采用LCD液晶屏、觸摸板、LED顯示屏、手機(jī)媒體終端等。

公共終端通常采用LCD電視屏或LED大屏為媒介，布置于場(chǎng)館的進(jìn)出口、疏散通道、休息廳、公共等候區(qū)等等。其提供查詢、檢索、發(fā)布信息為觀眾和普通管理服務(wù)人員。

專(zhuān)用終端通常采用LCD電視屏，布置于競(jìng)賽管理辦公室、競(jìng)賽組委會(huì)辦公室、裁判休息室、技術(shù)官員區(qū)、各個(gè)有人值守的機(jī)房等位置。其提供賽事技術(shù)參數(shù)給相關(guān)人員。

4 LED大屏系統(tǒng)

LED大屏顯示系統(tǒng)在籃球競(jìng)賽中必不可少，LED大屏需要滿足場(chǎng)內(nèi)各個(gè)位置觀眾能夠清晰地看到賽事相關(guān)信息，因此，在選擇LED屏?xí)r對(duì)視距有所要求，根據(jù)字符高，用下式計(jì)算最大視距：

式中：H——最大視距（m）；k——視距系數(shù)，一般取345；D——字符高度（m）。

體育場(chǎng)LED顯示屏應(yīng)至少能夠顯示16點(diǎn)陣漢子14行，行間距宜不小于字符高度的1/10，每行應(yīng)至少能夠顯示26個(gè)漢字。

LED大屏顯示系統(tǒng)不僅需要對(duì)比賽成績(jī)、比賽時(shí)間，以及犯規(guī)次數(shù)等進(jìn)行顯示，還要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的比賽進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和回放，與其他智能化設(shè)備組成不可缺少的聯(lián)系；現(xiàn)場(chǎng)影像采集、電視轉(zhuǎn)播用攝影機(jī)需要與LED大屏控制機(jī)連接。具體系統(tǒng)圖，如圖2所示。

圖2 LED大屏系統(tǒng)圖

5 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)代體育場(chǎng)館競(jìng)賽中，圍繞比賽以及觀眾對(duì)場(chǎng)館賽事情況的需求，需要對(duì)比賽的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、公平性等問(wèn)題嚴(yán)格要求。LED大屏顯示系統(tǒng)為場(chǎng)內(nèi)觀眾提供更為開(kāi)拓的視野需求，使得場(chǎng)館各個(gè)方位的觀眾能更直觀地看到場(chǎng)館比賽的實(shí)況；電視轉(zhuǎn)播系統(tǒng)使得場(chǎng)外觀眾也能了解比賽實(shí)況及分析；信息查詢和發(fā)布系統(tǒng)應(yīng)提供比賽成績(jī)信息、賽事組織信息、歷屆賽事信息、各種新聞信息、場(chǎng)館建設(shè)信息、組委會(huì)信息、代表團(tuán)信息、媒體單位成員信息、城市背景信息、旅游觀光信息、天氣預(yù)報(bào)信息等，提供視頻點(diǎn)播和精彩比賽片段等多媒體信息服務(wù)。