現(xiàn)代化體育場不僅需要在建筑外形上設(shè)計新穎而且各種體育軟、硬件設(shè)施也要完善齊全,當然一定要有良好的照明環(huán)境。照明不僅需要滿足進行比賽和觀眾觀看的要求,還需要滿足拍攝電影和電視現(xiàn)場直播對照明的色溫、照度、照度均勻度等要求,這個要求遠比運動員和觀眾要求高很多。
CIE總結(jié)了現(xiàn)有的電視和電影技術(shù),包括主相機、外景多機作業(yè)攝影機(EFP)、超慢鏡頭相機(SSM)等多種類型的拍攝手段,明確了彩電轉(zhuǎn)播體育場照明需求,2019年在 CIE 83-1989 Guide for the lighting of sport events for colour television and film systems, 2nd edition基礎(chǔ)上進行了第三次修訂并發(fā)布最新修訂Technical Report——CIE 083:2019。
在報告中,規(guī)定了彩電轉(zhuǎn)播體育場的照明、光源類型以及安裝建議,使用垂直照度、水平照度均勻性、閃爍、色溫、顯色指數(shù)、電視光源一致性(TLCI)等關(guān)鍵評價指標來評價光源的照明效果,且針對部分參數(shù)根據(jù)賽事的等級(國際賽事、國家賽事以及地區(qū)賽事)給出了推薦性的指標。下面詳細介紹一些關(guān)鍵性評價參數(shù)。
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垂直照度
對于需要轉(zhuǎn)播的場地而言,照明的照度要求不再局限于水平照度,還需要考察垂直照度,而對于垂直照度則必須強調(diào)方向性,需要測試攝像機垂直照度。那么攝像機垂直照度與我們通常意義上的垂直照度有何不同呢?
簡單地講:四方向垂直照度的測量方向是朝向東西南北四個方向的,測量用照度計的探頭垂直于地面擺放;而攝像機垂直照度則探頭是朝向攝像機方向的。報告中提到,固定位置相機需要朝向攝像機固定方向測試,運動相機則是需要朝向攝像機的運動方向測試,如下圖所示。
固定相機(左)及運動相機(右)
垂直照度測試
此外,對于垂直照度的評估報告對照度均勻性以及照度梯度也提出了相應(yīng)的要求,此處不再贅述。
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水平照度均勻性
彩色攝像所需的照度均勻度比黑白攝像或視覺欣賞要大得多,尤其是在快速運動項目比賽時,為了操作攝像機而不使畫面失真,照明需要有足夠高的照度和良好的均勻度。水平照度均勻性用兩個參數(shù)來衡量U1和U0,其中U1為體育場內(nèi)最小照度與最大照度之比,U0為體育場內(nèi)最小照度與平均照度之比。
水平照度均勻性控制了比賽場地整體的照明質(zhì)量,但是近距離點之間照明水平有可能會有較為明顯的跳變,而這個跳變情況是通過水平照度梯度的指標來評價的,因此水平照度梯度也需要特別關(guān)注。
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色度參數(shù)
彩色攝像所需的照明色度要求主要包括色溫、顯色指數(shù)(CRI)以及電視光源一致性指數(shù)(Television Lighting Consistency Index,縮寫為TLCI)。前兩個參數(shù)與常規(guī)的體育場照明要求比較一致,需要采用高顯色指數(shù)、色溫變化不大的光源,而第三個參數(shù)是標準中新加的參數(shù),這里詳細說明一下。
在電影電視拍攝的照明環(huán)境中,LED光源的使用已經(jīng)非常普遍。由于LED光源發(fā)光原理和光譜分布的特殊性,有時候,CRI指數(shù)很高的光源,在電影電視的拍攝環(huán)境下使用時,也會因光譜成份與攝像機的感光芯片彩色特性的不匹配,表現(xiàn)出輸出畫面顏色上的偏差。基于此歐洲廣播聯(lián)盟(European Broadcasting Union,縮寫為EBU)于2011年年提出了電視光源一致性指數(shù),命名為TLCI-2012,它是通過光譜輻射度計對被測光源的光譜能量分布進行測試,然后用分析軟件計算,得到TLCI的測試結(jié)果。該結(jié)果不僅能夠正確反映人眼對光源光色的感知程度,還可以反映攝像機對光色的接收和色彩的還原程度。
與CRI類似,TLCI用0至100的數(shù)值來表示光源在電視照明環(huán)境中的色彩還原的表現(xiàn)程度,數(shù)值的意義與CRI也比較一致,但是在分級上更加詳細。值得一提的是,TLCI的加權(quán)系數(shù)與CRI會有區(qū)別,遠方的光譜儀(如SPIC-300系列)已集成了該分析功能,可以一鍵分析電視光源照明一致性。
對于CRI來說,一個光源的顯色指數(shù)大于等于85,就認為是適合于電視拍攝了,而TLCI-2012的數(shù)值是分得更加細致,見下表。
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閃爍因子
隨著超慢鏡頭(SSM)和極慢鏡頭(USM)的發(fā)展,對環(huán)境光源穩(wěn)定性要求越來越高,閃爍量化是十分必要的。
閃爍因子(符號為Ff)類似于CIE(CIE,2016)定義的術(shù)語“光通量波動幅度”,計算公式為:
其中,Emin是某測試點的最小照度,Emax是同一測試點的最大照度。
報告要求,對于SSM及USM相機而言,環(huán)境光源的閃爍因子應(yīng)該不超過1%,此外,為了保證不同位置處的拍攝鏡頭都不受頻閃的影響,照明環(huán)境下水平和垂直方向的閃爍特性都需要測試。
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對標解決方案
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遠方SPIC-300光譜照度計
遠方SPIC-300光譜照度計是一款專用于現(xiàn)場照明測量的手持式設(shè)備,豐富的測試參數(shù)包括照度、相對光譜分布、顯色指數(shù)(CRI)、電視光源一致性指數(shù)(TLCI)、電視燈具匹配系數(shù)(TLMF)、相關(guān)色溫、色坐標等等,設(shè)備小巧便攜,探頭與機身可拆卸,方便組網(wǎng)測試。儀器的測試精度高、測量下限極低,十分適合于體育場內(nèi)照度、照度均勻度、照度梯度、色度等參數(shù)的測試與評價。
現(xiàn)場光譜測量新時代
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遠方SFIM-400光譜閃爍照度計
遠方SFIM-400光譜閃爍照度計是集閃爍、光譜、照度、色度等測量功能于一體,采用多項國際專利技術(shù),解決了傳統(tǒng)照度計及色度計的光譜失配困擾,實現(xiàn)零失配,具備卓越的測量線性和極高的測量準確度。此外,儀器集成光學快速采樣模塊,采樣頻率高達50kHz,非常適合于照明現(xiàn)場的閃爍特性評價。
手持式光譜和頻閃測試
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原文標題:符合彩電轉(zhuǎn)播的體育場照明有哪些新要求?【明微電子·分析】
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