灯光投影互动系统在体育场馆的应用

吕佩蕾 陈智宏

1. 深圳市领先康体实业有限公司 广东 深圳 518000；

2. 深圳市建筑设计研究总院有限公司 广东 深圳 518000

1 概述

目前体育场馆的使用效率低，民众的参与度不高，在新建设的体育场馆增加一些增加活力的互动系统，能够提高民众的热情。

本系统通过各种传感技术来抓取参与者的动作以及图像，借助红外线或雷达设备的感应来定位，识别用户的动作，经过计算机系统对捕捉到的参与者的动作进行处理，实现用户与影像进行实时交互，让用户感受到科技加持下的新时代运动体验[1]。

当运动与互动投影相结合时，体感互动投影则是常常被使用的方式之一。除了体感互动投影之外，还能使用墙面互动投影系统打破空间的局限，将构建逼真的虚拟现实运动项目场景满足各种运动如篮球、足球，高尔夫运动等。甚至有的互动方式还能结合主题活动跨界联名推出，让用户能够在趣味的游戏中运动，带动活动现场的氛围。

2 设计主题内容

本系统在该项目中采用了以下多个主题内容：活力运动光影步梯、元宇宙之门光影展示区、沉浸式绿荫球场光影交互区、趣味科普交互魔法墙、动感体育竞技光影交互区、趣味科普展示裸眼3D魔法墙、型格步调光影长廊交互区等多个主题内容。下图为主题内容在场馆内的分布位置：

2.1 活力运动光影步梯

通过投影机融合技术将光影投射至户外阶梯上，投射内容融合场地运动主题类的裸眼3D视觉阶梯创意内容。

创意设定1： 球类运动球体（篮球，足球，高尔夫球，乒乓球等）模拟重力随机在阶梯滚动下落展示

创意设定2： 扁平化体育运动项目图标动画展示

创意设定3： 重点节日及体育馆主题活动宣传海报主视觉展示

2.2 元宇宙之门光影展示区

通过投影机融合技术将光影投射与墙面与地面形成L形状折面效果，投射内容融合体育中心进行年轻化炫酷元宇宙的衍生再创作，将作为进入嘉宾的入口处通过赛博风格的主题点线呈现地面标识起到指引入馆的功能。

创意内容设定：墙面画面基于体育中心场地实拍后融入赛博风格体育元素视效纵深穿越裸眼感影片，构建体育中心元宇宙之门的开启，地面将融合墙面整体风格并融入箭头导向体育馆入口示意作为引导信息传达。配合音效带给观者未来感极强的感官体验。

2.3 沉浸式绿荫球场光影交互区

通过投影机融合技术将光影投射覆盖此区域地面构建沉浸式足球体育场空间，地面将呈现符合视角的足球场画面，与经过此地区的人建立趣味足球的交互机制。

创意内容设定：地面将融合墙面进行搭建足球赛场的画面，并且场地上的多个足球可与人群发生交互，大家可以实现传球，踢球，射门等交互行为。

2.4 趣味科普交互魔法墙

魔法墙基于制作在墙面上的白模运动器材融合投影机扁平画面将趣味的动画投射到墙面上，从而以趣味生动的形式建立人与墙面的交互操作，硬件设备利用雷达或红外进行识别实现人与投影墙面的交互[2]。

创意内容设定：

2.4.1 按压，旋转，放置动作3D球类白模后触发球类项目应用动画效果。

2.4.2 点击每个方格中的3D白模人形标识后触发体育项目演示动画效果。

2.5 动感体育竞技光影交互区

通过投影融合技术将巨幅画面投射到长廊地面，并软性带动消费者在行走过程中参与交互，打破枯燥的行走过程，起到趣味性的沟通与身体的运动锻炼。

创意内容设定：地面上通过画面点线面扁平元素创意引导交互者在行走过程中参与跑，跳的运动行为，并且通过雷达识别脚步触发交互点后引发的动画效果为交互者留下趣味记忆点

2.6 趣味科普展示裸眼3D魔法墙

投影画面巧妙裸眼3D视觉双目视差原理，呈现动态图像浮雕创意影片于墙面上，并且可自由变幻灵动展示内容，十分吸引眼球并且投影不会受到户外环境设备成像影响。

创意内容设定：

国家/深圳体育行业大事记展示

体育中心活动展示

商业品牌（体育行业）广告展示

体育运动项目发展知识科普展示

2.7 型格步调光影长廊交互区

长廊形区域作为体育中心区域间的链接，构建交互者行动过程的软性交互，通过投影融合技术将巨幅画面投射到长廊地面，并软性带动消费者在行走过程中参与交互，打破枯燥的行走过程，起到趣味性的沟通与身体的运动锻炼。

创意内容设定：地面上通过画面点线面扁平元素创意引导交互者在行走过程中参与跑，跳的运动行为，并且通过雷达识别脚步触发交互点后引发的动画效果为交互者留下趣味记忆点，有利于打造网红打卡通道。后期可融入商业品牌冠名融合（LOGO标识，品牌产品名称及图片等）

3 投影系统技术

以上的为各个区域的主题内容的设计，以上述的活力运动光影步梯主题为例，介绍一下投影上技术的内容。

活力运动光影步梯，为一层广场和负一层商业的连接枢纽。每天均有不少的游客通过，该互动区域可增加广场的趣味性，聚集不同地方的游客到该入口，从而吸引人流至地下商业。

该楼梯的区域长约8m，宽22m，把投影的区域划分为9份，使用9台投影机，对所投影的内容，通过硬件融合器进行画面融合，正面打向楼梯区域。投影机采用激光光源，色域更广，画质细腻，同时要求的投影机需大于8500流明，能够在晚上有良好的观影效果，光源寿命≥20000h，同时能够确保24h运行。

光源的显示技术采用蓝色激光与荧光轮显示技术，视频分辨率不小于1920×1200，支持4K及HDR的输入。支持全电动聚焦、变焦和位移，方便后期系统的安装调试。内置CURVE变形模块，支持2×2、3×3、5×5、9×9、17×17、33×33几何校正，几何校正的格点中心点可选择是否开启，通过调节可实现单台曲面画面，具备几何校正后的曲率调整功能，降低几何校正对画面扭曲的影响。

投影机安装在室外，需考虑防尘、防水及散热功能。采用了恒温箱，外壳设计为防水通风的专业结构，能够在雨雪天气有效的避免水分进入投影机，并且同时确保投影机的进排气的换风运行。避免贵重的大型工程投影机损坏，并且为了防止雷击，配置了可靠的预制地线接口。恒温箱的表面处理是采用防腐防锈的喷涂表面处理。浅色的表面处理可以有效减少天气热的时候，太阳对于恒温箱的直晒加热。恒温箱内不仅单用通风进行散热，在南方地区夏天温度较高，应同时具备制冷功能，能够调节箱体内温度。

每一个单独的投影互动系统，需与整个控制系统结合，达到智能控制的要求。每个区域配置了一套中控系统，对投影机、恒温箱等进行控制。系统支持本地控制，同时透过云平台服务，不需要固定IP实现远程控制，支持网络级联，支持IOS（IPad/iphone)、android（安卓）、传统射频触屏手持终端，通过wifi与主机通讯。

控制过程：通过中控主机对智能配电箱的控制模块发送开启命令，打开投影机及恒温箱的末端回路电源，待检测到末端的设备上线后，再通过RS485或网络接口远程启动设备。同时系统支持定时开关功能，结合周边景观灯光的使用，在晚上使用时将周边的景观及泛光照明的灯关闭，能够达到一个最佳投影效果。

4 结束语

体育场馆是一种公共的体育文化设施，具有一定的公益性和特殊性。在体育场馆中，通过使用投影、灯光等多种，结合体育主题相结合，吸引人民群众参与其中，活跃整个体育场馆。通过多种创新、创意的主题，提高民众的锻炼热情，增加场馆的利用效率。