摘要:体育场馆照明和普通商业照明最大的不同,在于它要同时满足两件事——人看得清,摄像机也拍得清。水平照度只是入场券,垂直照度、照度均匀度、眩光指数、色温与显色指数共同决定了比赛能否正常进行、转播画面能否使用。本文按 JGJ 153-2016《体育场馆照明设计及检测标准》的口径,讲清训练、业余比赛、专业比赛与 HDTV 转播各级别的要求差异,以及现场该怎么测、怎么判。
一、体育照明和普通照明差在哪
普通办公照明的核心任务是让人在水平面上看清纸面或屏幕,评价指标集中在水平照度、照度均匀度和统一眩光值 UGR 三项。体育场馆完全不同:运动员在三维空间里高速移动,摄像机拍的是垂直面,观众与转播机位分布在场地四周和上方,评价体系自然要复杂得多。
具体来说,体育照明比普通照明多了三个约束。第一,必须照亮垂直面——运动员的面部、球衣颜色、球体在空中飞行时的形态,都依赖垂直方向的光,只把地面照亮是不够的。第二,必须在几十米高的灯位上做精准控光,灯具装上去之后维护成本极高,因此对配光精度和光衰一致性要求更严。第三,要同时服务现场观众和转播摄像机,而两者的评价角度并不一致。
还有一个容易被忽略的细节:跳投、扣杀、接高球这类动作会让运动员向上直视灯具,眩光控制在这里不是舒适性问题,而是功能性问题。
二、水平照度与垂直照度
水平照度 Eh 指落在水平面上的照度,决定场地地面亮不亮、地面上的标志线是否清晰。垂直照度 Ev 指落在垂直面上的照度,它决定的是「从某个方向看过去,目标能不能被辨认」。
垂直照度不能只算一个方向。JGJ 153-2016 把垂直照度分为主摄像机方向 Evmai 与辅摄像机方向 Evaux——转播机位不止一个,主机位负责主画面,辅机位负责侧向与特写,两个方向的垂直照度都要满足要求,画面切换时才不会出现明显的明暗跳变。
更关键的是,水平照度与垂直照度必须成比例。有电视转播时,场地平均水平照度与平均垂直照度的比值应符合下表要求。
| 场馆类型 | 平均水平照度 / 平均垂直照度 |
|---|---|
| 体育场 | 0.75~1.80 |
| 体育馆 | 1.0~2.0 |
这个比值很多人会记反。分子是水平照度、分母是垂直照度:比值偏大,说明垂直照度相对不足,转播画面里人脸和运动服会发暗,慢动作回放时目标边缘发糊;比值偏小,说明为了照顾垂直照度把水平照度压低了,现场观众会觉得地面不够亮,场地标志线不清楚。体育场和体育馆取值范围不同,是因为体育场的观看距离更远、灯位更高,垂直方向的衰减更明显。
三、均匀度:比照度值更难的指标
照度值可以靠增加灯具功率堆出来,均匀度不行,它只能靠布灯方案解决。
均匀度通常用两个口径表达:U1 是最小照度与最大照度之比,U2 是最小照度与平均照度之比。垂直照度的均匀度有更特殊的规定——比赛场地每个计算点的四个方向的最小垂直照度与最大垂直照度之比不应小于 0.3;如果是 HDTV 转播重大比赛,这个比值不应小于 0.6。
为什么规定「四个方向」?因为垂直照度带方向性。同一个计算点,从东侧打过来的光和从西侧打过来的光,测出来的垂直照度可以差好几倍。转播时摄像机是绕着场地转的,只保证一个方向的垂直照度没有意义。
除了点位上的均匀度,还要控制均匀度梯度,也就是相邻计算点之间的突变。有转播时,计算网格小于 5m 的,每 2m 的照度变化不应大于 10%;网格不小于 5m 的,每 4m 的变化不应大于 20%;没有转播要求的场地,每 5m 的变化不应大于 50%。梯度控制的目的,是避免转播画面里出现肉眼可见的明暗条纹——摄像机对缓慢的亮度变化不敏感,对周期性条纹却非常敏感。
四、转播级要求带来什么变化
一旦场地要承接电视转播,尤其是 HDTV 转播重大比赛,照明要求会在多个维度同时收紧。已核实的高级别示例是:显色指数 Ra 不应低于 90,光源色温 Tcp 不应低于 5500K,眩光指数 GR 不应大于 30。
Ra 不低于 90 是为了色彩还原。摄像机对色彩的还原依赖光源光谱的连续性,显色指数低的光源拍出来球衣颜色发闷、肤色发灰,后期调色也补不回来。色温 Tcp 不低于 5500K 是配合摄像机的白平衡基准,色温偏低会让画面整体偏黄。这两个指标在普通照明里很少被严格要求,在转播场合却是硬门槛。
眩光指数 GR 不大于 30,用的是场地照明的眩光评价体系,和室内常用的 UGR 不是同一套。体育场馆空间大、灯具安装高度高、观看距离远,用 GR 评价更贴合实际。这个限值对配光设计要求很高——既要保证垂直照度,又不能让光线直射摄像机镜头。
| 比赛级别 | 水平照度 Eh | 垂直照度均匀度 | 显色指数 Ra | 色温 Tcp | 眩光指数 GR |
|---|---|---|---|---|---|
| 训练与健身活动 | 各级别中最低,逐级提高 | 无转播要求,按无转播均匀度梯度控制 | 逐级提高 | 逐级提高 | 逐级提高 |
| 业余与专业比赛(无转播) | 在训练级基础上逐级提高 | 不应小于 0.3 | 逐级提高 | 逐级提高 | 逐级提高 |
| 有电视转播的比赛 | 逐级提高,且需满足与平均垂直照度的比值要求 | 不应小于 0.3 | 逐级提高 | 逐级提高 | 逐级提高 |
| HDTV 转播重大比赛 | 各级别中最高 | 不应小于 0.6 | 不应低于 90 | 不应低于 5500K | 不应大于 30 |
还有一个容易被忽略的点是频闪。LED 灯具如果驱动输出纹波偏大,在摄像机的快门频率下会出现滚动的暗带。转播场馆选灯时,除了光效和配光,还要关注驱动的纹波水平,必要时在技术规格书中明确提出要求。
五、怎么测怎么验收
体育场馆照明的测量方法按 JGJ 153-2016 第 9.2 条款执行,采用网格布点、照度计逐点读数;通用的测量原则、仪器要求与记录方式可参照 GB/T 5700-2023《照明测量方法》。水平照度一般测量场地地面,垂直照度测量时照度计的受光面应朝向规定的摄像机方向,这一点和普通照明测量差别很大,现场很容易做错。
实际验收建议按下面的顺序推进。
- 核对设计文件与灯具实物:型号、功率、配光类型是否一致,灯具数量与布置点位是否与图纸相符。
- 照明系统连续点燃至光输出稳定(LED 灯具通常需要一段稳定时间),测量期间关闭调光与场景控制,置额定状态。
- 按网格在地面划出计算点测量水平照度;同一批点位再按主摄像机方向与辅摄像机方向分别测量垂直照度。
- 排除干扰光源:关闭场地内的临时照明与广告灯箱;白天测量应遮蔽或扣减天然光贡献,夜间测量避免杂散光。
- 计算平均照度、U1、U2、垂直照度四方向比值与均匀度梯度,逐项对照标准限值判定。
- 至少复测一次并比对两次读数,偏差明显的点位排查是否为灯具故障、遮挡或测量操作问题。
对于有转播需求的项目,建议在竣工验收之外另约一次「转播前实测」,由转播方、场馆方与照明方共同确认摄像机机位与垂直照度的对应关系,避免赛前临时调整灯具角度带来的扯皮。
洪哥的观点:体育照明的坑,我在现场见过最多的是「照度测下来够,用起来不够」。有一次深圳某体育公园的球场,水平照度实测达标,但打球的人反馈晚上看不清球的落点。我们爬上去看灯位,发现所有灯具都是同一个投射角度,垂直方向的光几乎为零。后来重新调整了灯杆上的投射方向、把两侧的光做了交叉,问题就解决了。体育照明比到最后,比的不是灯有多亮,是光从几个方向来。另一个反复被问到的是频闪——如果场地有拍摄需求,宁可多花一点成本选低纹波的驱动,也不要等拍出来发现有暗带再返工,那时候灯具都装到十几米高了。
常见问题
Q1:体育场馆照明的照度是不是越高越好?
不是。照度只要满足对应比赛级别的要求即可,盲目提高会带来三个副作用:一是能耗与照明功率密度超标,GB 55015-2021《建筑节能与可再生能源利用通用规范》对功率密度有明确限值;二是眩光加剧,垂直照度做上去了但配光没控制好,运动员和摄像机反而更难受;三是均匀度更难做,局部过亮会把最小与最大的比值拉低。正确的顺序是先确定比赛级别,再按级别配足照度,把余量留给均匀度和眩光控制。
Q2:没有转播需求的社区球场,也要参照 JGJ 153-2016 吗?
建议参照执行。JGJ 153-2016 是体育场馆照明的现行行业标准,训练、健身、业余比赛都有对应的要求档次,不是只服务专业场馆。社区球场即使不做转播,也应按无转播档的均匀度梯度(每 5m 不大于 50%)和眩光要求控制,否则场地会出现明显的明暗斑,打球时判断球路会受影响。
Q3:垂直照度现场怎么测才算规范?
关键是照度计受光面的方向。测主摄像机方向垂直照度时,探头受光面应朝向主摄像机机位;测辅摄像机方向时朝向辅机位,不能随手举着测。此外要记录测量时的探头高度和朝向,同一计算点的四个方向都要测到,才能算出标准要求的最小与最大垂直照度比。现场常见的错误是只测一个方向、或者各次测量的探头仰角不一致,数据拿回去没法用。
Q4:LED 体育照明灯具选型还要看什么?
除了照度与配光,还要看三项:一是驱动输出纹波,直接影响转播画面会不会出现滚动暗带;二是光衰一致性与色温一致性,几十米高的灯位一旦出现单灯偏色或明显变暗,维护成本极高;三是防护等级与散热结构,室外场馆还要考虑雷雨与温差。可以看看我们的高天棚灯与投光灯产品线 产品中心。选型时把是否转播、场地尺寸、灯位高度一并提供给厂家做光效模拟,比只比对参数表可靠得多。
Q5:体育场馆照明项目从设计到验收一般要经过哪些阶段?
通常是四步:现场勘测与灯具定位、光效模拟验证照度与均匀度、灯具与系统供应及安装调试技术指导、竣工测量与验收。其中光效模拟这一步最容易被省掉,但恰恰是它能提前暴露出布灯方案的问题——等灯具装到灯杆上再发现均匀度不够,调整成本会高得多。工程照明解决方案的完整流程可以参考 工程照明解决方案。
Q6:场馆后期加装智能控制,会影响原有照明指标吗?
只要改造时保持灯具的配光与安装角度不变,照明指标不会受影响。需要注意的是调光后的表现:部分灯具在深度调光时纹波会明显增大,如果场馆有转播需求,应在实际使用的调光档位上复核频闪表现,而不是只测全亮档。无线 Mesh 自组网方案不需要重新布线,可以在不改变原有灯具位置的前提下加装控制,具体可看 智能照明节能系统。