彩電轉(zhuǎn)播體育場(chǎng)照明有哪些需求？

現(xiàn)代化體育場(chǎng)不僅需要在建筑外形上設(shè)計(jì)新穎而且各種體育軟、硬件設(shè)施也要完善齊全，當(dāng)然一定要有良好的照明環(huán)境。照明不僅需要滿足進(jìn)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(chǎng)直播對(duì)照明的色溫、照度、照度均勻度等要求，這個(gè)要求遠(yuǎn)比運(yùn)動(dòng)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(jī)、外景多機(jī)作業(yè)攝影機(jī)（EFP）、超慢鏡頭相機(jī)（SSM）等多種類型的拍攝手段，明確了彩電轉(zhuǎn)播體育場(chǎng)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(jìn)行了第三次修訂并發(fā)布最新修訂Technical Report——CIE 083:2019。

在報(bào)告中，規(guī)定了彩電轉(zhuǎn)播體育場(chǎng)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(píng)價(jià)指標(biāo)來評(píng)價(jià)光源的照明效果，且針對(duì)部分參數(shù)根據(jù)賽事的等級(jí)（國際賽事、國家賽事以及地區(qū)賽事）給出了推薦性的指標(biāo)。下面詳細(xì)介紹一些關(guān)鍵性評(píng)價(jià)參數(shù)。

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垂直照度

對(duì)于需要轉(zhuǎn)播的場(chǎng)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(duì)于垂直照度則必須強(qiáng)調(diào)方向性，需要測(cè)試攝像機(jī)垂直照度。那么攝像機(jī)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(cè)量方向是朝向東西南北四個(gè)方向的，測(cè)量用照度計(jì)的探頭垂直于地面擺放；而攝像機(jī)垂直照度則探頭是朝向攝像機(jī)方向的。報(bào)告中提到，固定位置相機(jī)需要朝向攝像機(jī)固定方向測(cè)試，運(yùn)動(dòng)相機(jī)則是需要朝向攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向測(cè)試，如下圖所示。

固定相機(jī)（左）及運(yùn)動(dòng)相機(jī)（右）

垂直照度測(cè)試

此外，對(duì)于垂直照度的評(píng)估報(bào)告對(duì)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(yùn)動(dòng)項(xiàng)目比賽時(shí)，為了操作攝像機(jī)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(gè)參數(shù)來衡量U1和U0，其中U1為體育場(chǎng)內(nèi)最小照度與最大照度之比，U0為體育場(chǎng)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(chǎng)地整體的照明質(zhì)量,但是近距離點(diǎn)之間照明水平有可能會(huì)有較為明顯的跳變，而這個(gè)跳變情況是通過水平照度梯度的指標(biāo)來評(píng)價(jià)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(gè)參數(shù)與常規(guī)的體育場(chǎng)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(gè)參數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)中新加的參數(shù)，這里詳細(xì)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(shí)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(shí)，也會(huì)因光譜成份與攝像機(jī)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(jì)對(duì)被測(cè)光源的光譜能量分布進(jìn)行測(cè)試，然后用分析軟件計(jì)算，得到TLCI的測(cè)試結(jié)果。該結(jié)果不僅能夠正確反映人眼對(duì)光源光色的感知程度，還可以反映攝像機(jī)對(duì)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(jí)上更加詳細(xì)。值得一提的是，TLCI的加權(quán)系數(shù)與CRI會(huì)有區(qū)別，遠(yuǎn)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(duì)于CRI來說，一個(gè)光源的顯色指數(shù)大于等于85，就認(rèn)為是適合于電視拍攝了，而TLCI-2012的數(shù)值是分得更加細(xì)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(duì)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(hào)為Ff）類似于CIE（CIE，2016）定義的術(shù)語“光通量波動(dòng)幅度”，計(jì)算公式為：

其中，Emin是某測(cè)試點(diǎn)的最小照度，Emax是同一測(cè)試點(diǎn)的最大照度。

報(bào)告要求，對(duì)于SSM及USM相機(jī)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(cè)試。

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對(duì)標(biāo)解決方案

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遠(yuǎn)方SPIC-300光譜照度計(jì)

遠(yuǎn)方SPIC-300光譜照度計(jì)是一款專用于現(xiàn)場(chǎng)照明測(cè)量的手持式設(shè)備，豐富的測(cè)試參數(shù)包括照度、相對(duì)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(biāo)等等，設(shè)備小巧便攜，探頭與機(jī)身可拆卸，方便組網(wǎng)測(cè)試。儀器的測(cè)試精度高、測(cè)量下限極低，十分適合于體育場(chǎng)內(nèi)照度、照度均勻度、照度梯度、色度等參數(shù)的測(cè)試與評(píng)價(jià)。

現(xiàn)場(chǎng)光譜測(cè)量新時(shí)代

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遠(yuǎn)方SFIM-400光譜閃爍照度計(jì)

遠(yuǎn)方SFIM-400光譜閃爍照度計(jì)是集閃爍、光譜、照度、色度等測(cè)量功能于一體，采用多項(xiàng)國際專利技術(shù)，解決了傳統(tǒng)照度計(jì)及色度計(jì)的光譜失配困擾，實(shí)現(xiàn)零失配，具備卓越的測(cè)量線性和極高的測(cè)量準(zhǔn)確度。此外，儀器集成光學(xué)快速采樣模塊，采樣頻率高達(dá)50kHz，非常適合于照明現(xiàn)場(chǎng)的閃爍特性評(píng)價(jià)。

手持式光譜和頻閃測(cè)試