世界杯足球赛落幕后盘点足球场照明
世界杯足球赛落幕后盘点足球场照明
BHTalk
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世界杯足球赛终于落下帷幕，阿根廷力夺大力神杯，老将梅西圆梦卡塔尔！
世界杯结束了总该盘点一下，关于比赛情况有许多专业机构进行总结、盘点。而我还是盘点足球场场地照明的相关知识。
足球场地简介
根据国际足联的规定，足球场场地尺寸见图1，足球场场地长为105～110m，宽为68～75m，国际正式比赛场地为68m×105m，球场底线和边线外侧至少5m内不能有障碍物，以保证运动员的安全。室内足球为5人制，场地尺寸为长38～42m，宽18～22m，国际赛事专用室内足球场尺寸为长40m、宽20m，球门宽3m、高2m。
图1 足球场场地尺寸
足球场场地照明标准
1 我国照明标准
我国室外足球场场地照明标准值见表1，室内足球场场地照明标准见表2，共分六个等级。其中，等级Ⅵ为HDTV转播重大国际比赛，现在使用越来越多。
如果足球场要举行国际比赛，还应满足国际体育组织照明的要求，下面是相关足球场照明标准，供读者参考。
2 国际足联的场地照明标准
表3 FIFA足球场人工照明参数推荐值
类别 |
参数 |
体育场等级 |
||||
A级 |
B级 |
C级 |
D级 |
|||
水平照度 |
水平照度Eh（lx） |
最小值 > 1,500 |
最小值 > 1,200 |
最小值 > 800 |
> 1000 |
|
平均值 > 2,500 |
平均值 > 2,000 |
平均值 > 1250 |
||||
均匀度 U1h |
> 0.50 |
> 0.50 |
> 0.40 |
> 0.40 |
||
均匀度 U2h |
> 0.70 |
> 0.70 |
> 0.60 |
> 0.60 |
||
垂直照度（lx） |
Ev 0° |
Ev 0° （lx） |
最小值 > 1,000 |
最小值 > 650 |
最小值 > 350 |
最小值 > 250 |
平均值 > 1,500 |
平均值 > 1,000 |
平均值 > 700 |
平均值 > 400 |
|||
均匀度 U1v-0 |
> 0.50 |
> 0.40 |
> 0.35 |
> 0.35 |
||
均匀度 U2v-0 |
> 0.60 |
> 0.50 |
> 0.45 |
> 0.45 |
||
Ev90° |
Ev90° （lx） |
最小值 > 1,000 |
最小值 > 650 |
最小值 > 350 |
最小值 > 250 |
|
平均值 > 1,500 |
平均值 > 1,000 |
平均值 > 700 |
平均值 > 400 |
|||
均匀度 U1v-90 |
> 0.50 |
> 0.40 |
> 0.35 |
> 0.35 |
||
均匀度 U2v-90 |
> 0.60 |
> 0.50 |
> 0.45 |
> 0.45 |
||
Ev180° |
Ev180° （lx） |
最小值 > 1,000 |
最小值 > 650 |
最小值 > 350 |
最小值 > 250 |
|
平均值 > 1,500 |
平均值 > 1,000 |
平均值 > 700 |
平均值 > 400 |
|||
均匀度 U1v-180 |
> 0.50 |
> 0.40 |
> 0.35 |
> 0.35 |
||
均匀度 U2v-180 |
> 0.60 |
> 0.50 |
> 0.45 |
> 0.45 |
||
Ev270° |
Ev270° （lx） |
最小值 > 1,000 |
最小值 > 650 |
最小值 > 350 |
最小值 > 250 |
|
平均值 > 1,500 |
平均值 > 1,000 |
平均值 > 700 |
平均值 > 400 |
|||
均匀度 U1v-270 |
> 0.50 |
> 0.40 |
> 0.35 |
> 0.35 |
||
均匀度 U2v-270 |
> 0.60 |
> 0.50 |
> 0.45 |
> 0.45 |
||
灯光连续性模式 |
MCM |
不允许中断 |
3分钟内Eh.ave>1000lx，15分钟内Eh.ave>2000lx |
3分钟内Eh.ave>1000lx，15分钟内Eh.ave>1250lx |
不要求 |
|
频闪比 |
FF |
平均值、最大值均 < 1% |
平均值<12%，最大值均 < 15% |
平均值<20%，最大值均 <30% |
不要求 |
|
最小相邻均匀度比率 |
MAUR |
> 0.60，≤10failures |
> 0.60，≤30failures |
> 0.50，≤30failures |
不要求 |
|
相关色温 |
Tc（K） |
5000-6200 |
5000-6200 |
4200-6200 |
4200-6200 |
|
一般显色指数 |
Re |
≥ 80Re |
≥ 80Re |
≥ 70Re |
≥ 70Re |
|
眩光指数 |
GR |
< 50 |
< 50 |
< 50 |
< 50 |
|
维护系数 |
MF |
0.90 ——LED |
0.90 ——LED |
0.90 ——LED |
0.90 ——LED |
|
0.80——HID |
0.80——HID |
0.80——HID |
0.80——HID |
体育场的等级如表5-4所示。
表4 FIFA关于体育场的等级划分
|
FIFA competition 比赛类型 |
FIFA lighting standard 场地照明标准 |
|
FIFA World Cup ™ 足球世界杯 |
A |
|
FIFA Women ’ s World Cup ™ Final and semi-finals 女子世界杯决赛、半决赛 |
A |
|
FIFA Women ’ s World Cup Group matches, round of 16 and quarter – finals 女子世界杯小组赛 ~ 四分之一决赛 |
B |
|
FIFA Club World Cup ™ 世界俱乐部杯 |
B |
|
FIFA U-20 World Cup ™ U-20 世界杯 |
B |
|
FIFA U-20 Women ’ s World Cup ™ Final, Opening, (semi & quarter-finals by agreement) U-20 女子世界杯决赛、开幕式、依据协议的半决赛和四分之一决赛 |
C |
|
FIFA U-20 Women ’ s World Cup Group matches and round of 16 U-20 女子世界杯小组赛和 16 强 |
D |
|
FIFA U-17 World Cup ™ Final and semi-finals U-17 世界杯决赛、半决赛 |
C |
|
FIFA U-17 World Cup Group matches, round of 16 and quarter-finals U-17 世界杯小组赛 ~ 四分之一决赛 |
D |
|
Men ’ s Olympic Football Tournament 男子奥运会比赛 |
B |
|
Woman ’ s Olympic Football Tournament 女子奥运会比赛 |
B |
|
Non-broadcast matches 无电视转播的比赛 |
≥ 350 lx Eh |
注：表3、表4是根据FIFA2020编制而成。
3 CIE 关于足联的照明标准
|
观众容量 |
观看距离 * （ m ） |
平均使用水平照度（ lx ） |
|
10000座以下 |
120 |
150～250 |
|
10000～20000座 |
160 |
250～400 |
|
20000座以上 |
200 |
400～800 |
*观看距离是指观众席最远点到球场最远点的距离。
4 国际体育联合会关于室内足球照明标准
运动类型 |
Eh lx |
Evmai （ lx ） |
Evsec （ lx ） |
水平照度 均匀度 |
垂直照度 均匀度 |
Ra |
Tk （ K ） |
|||
U1 |
U2 |
U1 |
U2 |
|||||||
业余水平 |
体能训练 |
150 |
- |
- |
0.4 |
0.6 |
- |
- |
20 |
4000 |
非比赛、娱乐活动 |
300 |
- |
- |
0.4 |
0.6 |
- |
- |
65 |
4000 |
|
国内比赛 |
500 |
- |
- |
0.5 |
0.7 |
- |
- |
65 |
4000 |
|
专业水平 |
体能训练 |
300 |
- |
- |
0.4 |
0.6 |
- |
- |
65 |
4000 |
国内比赛 |
750 |
- |
- |
0.5 |
0.7 |
- |
- |
65 |
4000 |
|
TV转播的国内比赛 |
- |
1000 |
700 |
0.4 |
0.6 |
0.3 |
0.5 |
65 |
4000 |
|
TV转播的国际比赛 |
- |
1400 |
1000 |
0.6 |
0.7 |
0.4 |
0.6 |
65最好80 |
4000 |
|
高清晰度HDTV转播 |
- |
2000 |
1500 |
0.7 |
0.8 |
0.6 |
0.7 |
80 |
4000 |
|
应急TV |
- |
1000 |
- |
0.4 |
0.6 |
0.3 |
0.5 |
65最好80 |
4000 |
5 奥运会标准
|
照度（ lx ） |
照度均匀度（最小） |
|||||
|
Ev-Cam -min |
Eh-ave |
水平方向 |
垂直方向 |
|||
（见注⑵） |
Emin/Emax |
Emin/Eave |
Emin/Emax |
Emin/Eave |
||
|
FOP( 场地 ) 见注 7 |
1400 |
0.7 |
0.8 |
0.6 （ 0.7 ） |
0.7 （ 0.8 ） |
|
|
热身区域、 ERC |
1000 |
0.4 |
0.6 |
0.4 |
0.6 |
|
|
观众（ C1# 摄像机）见注（ 3 ） |
见比值表 |
0.3 |
0.5 |
|||
Eh-ave-FOP/Ev-ave-Cam |
≥ 0.75 和≤ 1.5 |
|||||
|
计算点四个平面 Ev 最小值与最大值的比值（见注 4 ） |
≥ 0.6 |
|||||
Ev-ave-spec/Ev-ave-Cam |
≥ 0.1 和≤ 0.25 |
|||||
Eh-ave-Run-off/Eh-ave-FOP |
≥ 0.1 和≤ 0.33 |
|||||
梯度 |
UG-
全场
(
|
≤ 20% |
||||
|
UG-
特定区域
(
|
≤ 10% |
|||||
|
UG-
特定区域
(
|
≤ 10% |
|||||
光源 |
CRI Ra |
≥ 90 |
||||
Tk |
5600K |
|||||
|
相对于固定摄像机的眩光等级 GR |
≤ 40 |
（ 2 ） Ev-min 为所有计算点中的最小垂直照度值，而非最小的平均垂直照度值，这一点非常重要，是奥运会标准与其它标准区别最大之处；
（ 3 ）表中“观众”指的是前 12 排座位，超过 15 排座位，垂直照度均匀度将会降低；
（ 4 ） Ev-max 和 Ev-min 为比赛场地内所有计算点 4 个垂面上的最大和最小垂直照度值；
（
5
）除注明外，所有计算网格为
（ 6 ）照度等级为奥运比赛时的最小值；
（ 7 ）所有的主摄像机（ ERC 除外），都满足 Ev-min=1400lx 。对于 ERC ， Ev-min 可以为 1000lx ；
（ 8 ） ARZ 1 内的 Ev-max 应在 ARZ 2 范围之内。
（ 9 ） 缩写定义
ERC: 摇动摄像机，四个于比赛场地边线和底线平行的垂直平面上的垂直照度；
SSM ：超级慢动作摄像机；
FOP
：用于比赛区域的场地，足球场的
FOP
为
105~
TF=Total FOP= 观众席所包围的场地，包括用于比赛区域的 FOP ；
Cam= 摄像机；
ARZ1= 球场两端，球门线、边线和禁区之间的区域；
ARZ2= 球门区；
Spec= 观众；
C1#= 主摄像机；
UG-FOP ： FOP 区域内的照度梯度；
UG-ARZ1 ： AZR1 区域内的照度梯度。
布灯方式
图2 四角布灯
适用范围： 适用于有电视转播的足球场，广泛应用于中小型体育场。四角布置是足球场地照明主要的布灯方式。
技术特点： 四个灯杆或灯塔（以下简称灯杆）布置在四个角球区外，同时，也应布置在运动员正常视线之外。对角灯杆通常在足球场场地对角线的延长线上。
灯杆位置： 无电视转播时，图中边线外 5° 和底线外10°是最小值，灯杆只能布置在图中红色区域内。有电视转播的场地，图中底线外的角度不应小于15°
灯杆高度： 灯杆的高度按式1计算：
h=d.tgφ （1）
因此，先在场地平面上给出d，再用角度φ，就可用式1计算出灯杆高度h。
灯具与灯架： 灯具安装支架要前倾15°，避免上排灯光被下排灯遮挡，造成光的损失及球场上照度不均匀。
2 两侧布置——光带布置
光带布置： 分为连续光带布置和断续光带布置，代表案例分别为广州奥林匹克体育场和国家体育场“鸟巢”。
适用范围： 有电视转播的足球场，尤其适用于特大型、大型体育场。
技术特点： 有电视转播的赛场，一般都有看台，看台顶棚可以支撑照明装置。与四角布置相比，光带布置的灯具离球场更近，照明效果更好。
光带位置： 为了保持守门员及在角球区附近进攻的球员有良好的视线条件，以球门线中点为基准，底线两侧至少15°之内可布置灯具，但不能照射到禁区内；底线向外20°可以布灯。
通常，大中型体育场东西两侧各设置一条光带即可，某些大型体育馆，也可采用此方式布置灯具。随着电视转播技术的提升，HDTV已经普及，UHDTV也已开始转播，对照明要求更高，灯具数量将有所增加。因此，特大型体育场及多数大型体育场，尤其是综合性体育场，每侧往往要设置两排光带，前排光带设置在雨棚边缘附近，负责远端照明；另一排光带设在雨棚的中部或后部，负责近端照明。
光带高度： 光带的高度也可按式1进行计算，但d值和h值的含义发生了变化。
因此，先在球场平面上给出d，再取角度φ，用式1计算出光带高度h。
3 两侧布置——多杆布置
多杆布置： 典型的多杆布置有四杆、六杆、八杆布置，多为东西两侧对称。
适用范围： 没有电视转播的足球场，其照明多采用多杆布置方式，偶有多杆布置应用于电视转播的场地。
特点： 通常将灯杆布置在赛场的东西两侧，一般来说，多杆布灯的灯杆高度可以比四角布置的低。多杆布置有四杆布置，图3中“④”所示；或采用六杆布置，图中“⑥”所示；也可采用八杆布置方式，如图中“⑧”所示；很少采用十杆或十杆以上布置方式，也很少采用奇数灯杆布置方式。
灯杆位置： 为了避免对守门员和进攻队员的视线干扰，以球门线中点为基准点，底线两侧至少 10°角 之内不建议布置灯杆，即图中粉红色区域。（注：多杆布置适用于没有电视转播的场地照明，如果需要电视转播，则图中粉红色角度应为15°）
灯杆还应布置在无障碍区之外，并不得影响观众正常观看的视线。
灯杆高度： 多杆布灯的灯杆高度仍用公式1进行计算，计算三角形要包含灯杆，并同时与场地垂直、与底线平行，夹角φ≥25°。
国际足联2020版标准给出灯杆高度需满足h≥15m，具体要求见表8。
等级 |
灯杆数（个） |
每个灯杆上的灯具数（套） |
灯具总数（套） |
灯杆高度（m） |
系统总光通量（klm） |
平均水平照度标准值（lx） |
单位平均水平照度的总光通量（klm/lx） |
1 |
6 |
10 |
60 |
22-25 |
7500 |
750 |
10.0 |
8 |
8 |
64 |
15-17 |
8000 |
750 |
10.7 |
|
2 |
4 |
10 |
40 |
22-25 |
5000 |
500 |
10.0 |
8 |
5 |
40 |
15-17 |
5000 |
500 |
10.0 |
|
3 |
4 |
7 |
28 |
22-25 |
3600 |
300 |
12.0 |
4 |
4 |
28 |
15-17 |
3600 |
300 |
12.0 |
表中，1级——国际足联精英比赛训练；2级——国际足联比赛训练；3级——国际足联标准训练。
4 周圈布置
周圈布置： 这是FIFA 2020标准中才开始使用的布灯方式，在此之前，欧足联、亚足联等机构开始使用，可以理解为试用，现在在全球范围内推广使用，这次卡塔尔世界杯至少两个赛场采用此布置方式。
适用范围： 有电视转播的特大型、大型足球场，尤其适用于综合性体育场。
技术特点： 灯具借助雨棚下的马道沿着场地四周布置，这是FIFA 2020的新规定。
过去角球附近禁止布灯区域（如图4所示），FIFA新标准也允许布灯。如果此区域布置灯具，要避免将灯光投射到大禁区内。
图4 原来禁止布灯的区域可以有条件布灯
5 混合布置
适用范围： 有电视转播的足球场。此种布灯方式也被广泛地应用，尤其适用于综合性体育场、旧场馆改造等情形。
技术特点： 融合了两侧布置、四角布置的特点。
案例图示