燈光投影互動系統在體育場館的應用

呂佩蕾 陳智宏

1. 深圳市領先康體實業有限公司 廣東 深圳 518000；

2. 深圳市建筑設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，在新建設的體育場館增加一些增加活力的互動系統，能夠提高民眾的熱情。

本系統通過各種傳感技術來抓取參與者的動作以及圖像，借助紅外線或雷達設備的感應來定位，識別用戶的動作，經過計算機系統對捕捉到的參與者的動作進行處理，實現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]。

當運動與互動投影相結合時，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打破空間的局限，將構建逼真的虛擬現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合主題活動跨界聯名推出，讓用戶能夠在趣味的游戲中運動，帶動活動現場的氛圍。

2 設計主題內容

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

2.1 活力運動光影步梯

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

創意設定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

創意設定2： 扁平化體育運動項目圖標動畫展示

創意設定3： 重點節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

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

創意內容設定：墻面畫面基于體育中心場地實拍后融入賽博風格體育元素視效縱深穿越裸眼感影片，構建體育中心元宇宙之門的開啟，地面將融合墻面整體風格并融入箭頭導向體育館入口示意作為引導信息傳達。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

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

創意內容設定：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生交互，大家可以實現傳球，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，硬件設備利用雷達或紅外進行識別實現人與投影墻面的交互[2]。

創意內容設定：

2.4.1 按壓，旋轉，放置動作3D球類白模后觸發球類項目應用動畫效果。

2.4.2 點擊每個方格中的3D白模人形標識后觸發體育項目演示動畫效果。

2.5 動感體育競技光影交互區

通過投影融合技術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。

創意內容設定：地面上通過畫面點線面扁平元素創意引導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交互點后引發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，呈現動態圖像浮雕創意影片于墻面上，并且可自由變幻靈動展示內容，十分吸引眼球并且投影不會受到戶外環境設備成像影響。

創意內容設定：

國家/深圳體育行業大事記展示

體育中心活動展示

商業品牌（體育行業）廣告展示

體育運動項目發展知識科普展示

2.7 型格步調光影長廊交互區

長廊形區域作為體育中心區域間的鏈接，構建交互者行動過程的軟性交互，通過投影融合技術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。

創意內容設定：地面上通過畫面點線面扁平元素創意引導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交互點后引發的動畫效果為交互者留下趣味記憶點，有利于打造網紅打卡通道。后期可融入商業品牌冠名融合（LOGO標識，品牌產品名稱及圖片等）

3 投影系統技術

以上的為各個區域的主題內容的設計，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的內容。

活力運動光影步梯，為一層廣場和負一層商業的連接樞紐。每天均有不少的游客通過，該互動區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。

該樓梯的區域長約8m，寬22m，把投影的區域劃分為9份，使用9臺投影機，對所投影的內容，通過硬件融合器進行畫面融合，正面打向樓梯區域。投影機采用激光光源，色域更廣，畫質細膩，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。

光源的顯示技術采用藍色激光與熒光輪顯示技術，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，方便后期系統的安裝調試。內置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，通過調節可實現單臺曲面畫面，具備幾何校正后的曲率調整功能，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，外殼設計為防水通風的專業結構，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。恒溫箱內不僅單用通風進行散熱，在南方地區夏天溫度較高，應同時具備制冷功能，能夠調節箱體內溫度。

每一個單獨的投影互動系統，需與整個控制系統結合，達到智能控制的要求。每個區域配置了一套中控系統，對投影機、恒溫箱等進行控制。系統支持本地控制，同時透過云平臺服務，不需要固定IP實現遠程控制，支持網絡級聯，支持IOS（IPad/iphone)、android（安卓）、傳統射頻觸屏手持終端，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，待檢測到末端的設備上線后，再通過RS485或網絡接口遠程啟動設備。同時系統支持定時開關功能，結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閉，能夠達到一個最佳投影效果。

4 結束語

體育場館是一種公共的體育文化設施，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，結合體育主題相結合，吸引人民群眾參與其中，活躍整個體育場館。通過多種創新、創意的主題，提高民眾的鍛煉熱情，增加場館的利用效率。