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揭秘冬奥会开幕式上世界最大LED舞台数字的显示技术

昨夜的鸟巢再次创造奇迹,用数字视听科技讲出最浪漫的中国故事。

今天的北京再次成为世界焦点,赛场上运动员们刷新纪录,赛场外中国科技应用也不断刷新历史。

为了把冬奥数字科技创意完美地呈现在世人面前,2022北京冬奥会开幕式用42208个50厘米见方的LED模块搭建出沉浸式体验空间。

地面显示系统作为开幕式演出显示系统和表演舞台,承载了开幕式60%以上的演出创意,是目前世界最大的LED三维立体舞台,像素达到14880x7248,接近8个8K分辨率,完美呈现裸眼3D效果。

鸟巢LED地屏平面布置图

为开幕式现场调度中心、消防指挥中心、鸟巢应急指挥中心提供小间距LED显示屏及播控系统

“为了达到显示同步和沉浸式效果,技术团队按照满足点对点最佳显示效果设计播控系统,共设计了7组8K播放服务器和6组视频拼接器,实现多个播放器视频输出同步。”负责冬奥会开幕式播放系统的设计、搭建以及运行保障工作的利亚德集团冬奥会开幕式技术负责人王加志说。

各区域8K播放服务器分布

“此外,为了避免传统的菊花链式级联同步带来的串行故障风险,技术团队采用了1套帧同步信号发生器,同时为14台播放服务器和24台视频拼接器提供统一的外同步信号,确保38台独立的设备保持同步工作且互不干扰,同步时间误差不超过2μs(微秒),画面像素扫描误差不超过1行。”王加志说。

在开幕式地面LED显示系统的设计和施工环节,引入了航天质量管理方法,将严格标准融入每一个环节中。经过前期充分的测试验证,每一块LED显示模块和链接线缆,面对冬季-20℃低温,以及演员高强度彩排踩踏和设备机械的碾压,都能稳定呈现超8K高清视频流畅的画面效果,颠覆了传统演出舞台的空间结构,实现人屏互动,打造出数字化多维空间特效。

如此超大型LED屏如何实现可靠、安全、稳定供电也是要解决的难题之一。

“开幕式舞台三个显示装置的总用电量非常大,主,备供电回路用电负荷各需要2600kW,三个装置共用100kW的航空箱配电柜52台,20kW的电源分配器534台,各类电线电缆198000米。设计团队在LED显示屏的配电系统设计中采用了双电源双电力模式。”2022北京冬奥会开幕式地屏提供方、利亚德集团冬奥会开幕式项目经理王定芳说。

双电力、双电源设计

即在每个LED单元箱体内配置一主一备两个开关电源,两个电源的工作模式为均流热备模式。正常供电时,每个电源带载50%的用电负荷,当其中一块电源故障时,另一块电源可立即带载100%的用电负荷,无切换断电延时。

二级配电柜均设计为航空箱式的航插配电柜

北京冬奥会开幕式整个项目周期跨越北京夏季、雨季以及12月至次年2月的冬季、雪季,为保障开幕式顺利举行,设计团队根据开幕式现场应用超大面积LED显示模组时面临的复杂内外部环境,研究开发出具有防水、防滑、防眩目、高荷载的高性能LED显示模组,以适应户外低温冰冻等极端环境。LED显示屏及其部件全部达到IP66防护标准,完全防止外物侵入,承受强烈喷水时电器的进水量不会产生有害的影响。

“LED地屏显示面板还加装抗眩光、抗摩尔纹、防滑雾化面罩,显示画面柔和,为摄像转播提供全焦段无杂波、无干扰的纯净视频显示画面。”王定芳说。

防护面罩

同时考虑到安全性,在结构部件设计上主要以金属材质主,部分零件选用具备阻燃等级的含塑材质,并且采用器件分散排布设计,散热均匀,有效避免热量集聚风险。

“开幕式前工作人员通过多次演练和测试调整系统,频繁安装、拆卸,检验了系统的耐受度。”王加志介绍说,此外,本次冬奥开幕式首次使用了系统四备份和像素四备份,以确保万无一失。(记者 马爱平)

(受访者供图)

【责任编辑:郑伟】

 

来源:科技日报