《電子技術(shù)應(yīng)用》
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為奧運添彩的LED

2022-01-02
來源:人民微看點
關(guān)鍵詞: 奧運 LED 半導(dǎo)體

以節(jié)能,、環(huán)保、壽命長,、色彩豐富等優(yōu)點著稱的LED(發(fā)光二極管)半導(dǎo)體光源,,為北京奧運會的成功舉辦增添了絢麗的色彩。北京奧運會36個比賽場館中使用的LED顯示裝置從數(shù)量到技術(shù)應(yīng)用都達到了新的高度,。包括景觀照明,、數(shù)字化交通信息顯示、疏導(dǎo)標識,、太陽能LED,、室外全彩顯示屏、應(yīng)急,,照明燈等應(yīng)用,,開創(chuàng)了奧運會歷史上大規(guī)模使用LED照明技術(shù)的先河。

  性能超群新光源

  LED半導(dǎo)體光源通過發(fā)光管直接把電能轉(zhuǎn)化為光能,,它的核心部分是半導(dǎo)體晶片,,四周被環(huán)氧樹脂封裝,,當(dāng)電流通過并作用于晶片的時候,電子會被推向空穴一端進行復(fù)合,,并以光子形式發(fā)出能量,,這就是LED的發(fā)光原理。選擇使用不同的晶片材料可以決定光的紅,、黃,、藍、白等不同顏色,。

  有人做過這樣對比:一只白熾燈只能把消耗電能的12%~18%轉(zhuǎn)化為光能,,其余均以熱能的形式散失。在所有用電照明燈具中,,電能利用率最低,,使用壽命通常不超過1000小時。而LED的發(fā)光效率是白熾燈的50~100倍,,使用壽命可達5萬~10萬小時,。LED照明與熒光燈相比,同樣顯現(xiàn)出它的優(yōu)勢,。LED非常具備節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點,,在色彩效果相近的情況下,能夠大幅度節(jié)能,。

  隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的發(fā)展,,在我們今天的生活和工作中,LED發(fā)光管已經(jīng)逐漸滲入到各個領(lǐng)域,。在計算機,、音響、影院設(shè)備以及各種顯示器上,,都可以看到它的身影,,各種電子設(shè)備器具上,不同顏色的發(fā)光管不停閃爍,,為我們指示著機器的工作狀態(tài),,在筆記本電腦、高清晰度電視,、個人數(shù)據(jù)助理器和第三代無線上網(wǎng)電話的應(yīng)用上,,也有廣闊的發(fā)展空間。

  現(xiàn)在,,科學(xué)家在原有基礎(chǔ)上研制出的有機發(fā)光管,,將LED發(fā)光半導(dǎo)體制造技術(shù)向前大大推進了一步。由于它的厚度只有十分之一毫米,,用它來加工制成的顯示器如同紙一樣薄,,與傳統(tǒng)的液晶顯示器相比,,具有運行速度快、重量輕,、亮度高,、用電量少等優(yōu)點。而且非常堅固,,具有非凡的抗沖擊性,。這些特點為制造可彎曲顯示器提供了可能。

  “鳥巢”演出放異彩

  在國家體育場“鳥巢”舉行的奧運開幕式上,,展示“夢幻長卷”巨大卷軸,,打開的是一個4564平方米的巨大LED屏幕。這是迄今為止世界上最大的單體全彩色大屏幕,,也是科技含量最高的一個巨大平臺,。畫卷裝有4.4萬顆LED發(fā)光二極管,展現(xiàn)出中國5000年文明歷史,;而升入空中的“夢幻五環(huán)”,,則由4.5萬顆LED發(fā)光管編排而成。

  與此同時,,身披LED綠衣的演員,,還在體育場中央搭起了一個由3萬多顆LED發(fā)光管組成的巨大光電“鳥巢”。還有開幕倒數(shù)計時用的2008個缶,,雖然用來“擊缶而歌”的缶是一種中國古老的打擊樂器,,但缶采用了LED光源來點綴,,使用的觸碰感應(yīng)LED發(fā)光體,,每個缶約有10余顆,總計用上3萬多顆,。此外,,在場地中央鋪設(shè)南北長147米,東西寬22米,,面積3234平方米的LED屏幕,,表演者身上的LED裝飾燈,鳥巢會場看臺上轉(zhuǎn)播屏幕等等,,全都使用了LED顯示技術(shù),。由此看出,LED半導(dǎo)體照明稱得上是開幕式藝術(shù)表現(xiàn)中十分重要的技術(shù)手段,,也是與“鳥巢”體育場功能相配套的重要設(shè)施,。

  冷光打造“水立方”

  國家游泳中心“水立方”建筑,表現(xiàn)的是水分子的集合體,,外形由巨型水分子聚合而構(gòu)成,,它猶如一座方方正正的水晶宮殿,,通體散發(fā)著誘人的魅力。

  白天,,覆蓋在“水立方”外的半透明的“泡泡”在陽光下熠熠生輝,;夜晚,剔透的藍色光芒從“泡泡”內(nèi)溢出,,使這座水晶宮生動而富有表情,,這是墻體內(nèi)數(shù)萬個LED燈的功勞?!八⒎健辈捎昧霜毺氐目涨粌?nèi)透方式,。有紅、綠,、藍三種基礎(chǔ)色彩,、10萬個控制點、上百萬個器件,,呈現(xiàn)出1600萬種顏色與亮度變化,。動感水波可以從海藍色轉(zhuǎn)變成其他色系,如同海水在不同時間段反射出的不同色調(diào),。

  在北京奧運會開幕式時,,奧運廣場上空燃放的煙花,通過攝影機回放到“水立方”游泳館的墻體,,呈現(xiàn)出與實景煙花相應(yīng)的顏色和熱情,、絢爛的效果。

  “水立方”的景觀照明分為兩部分:一部分是外表面的“泡泡”部分,,另外一部分則是在“水立方”南側(cè)立面的基礎(chǔ)上豎起的2000平方米的實景顯示屏,,它由3個16:9的屏幕拼接而成并隱藏在“泡泡”墻體中間?!八⒎健苯ㄖ?1米,,顯示屏高25米,避開建筑的門,,它幾乎就是一面墻,。實景顯示屏很大,泳池的長度和顯示屏的長度可以達成一致,。因此,,屏幕可按照1:1的比例,實景顯示奧運賽事,,更令人感到神奇的是,,“水立方”的燈光還能夠表現(xiàn)魚兒戲水的場景。實景屏藏在“泡泡”墻后面十幾厘米處,,“水”由“泡泡”墻燈光打出,,“魚”則在實景屏上移動,。這樣一來,前面有燈,,后面有屏,,兩者處于不同的層面,魚兒就可以自由游動了,。

  LED照明與“水立方”是一對黃金組合,,能夠表現(xiàn)水分子的一切特性,此前任何一種傳統(tǒng)光源都無法達到這樣的效果,。白熾燈要表現(xiàn)色彩效果,,只能添加無數(shù)色片,而且并不適用“水立方”這樣的建筑,?!八⒎健钡妮x煌,是LED半導(dǎo)體景觀照明工程的杰出貢獻,,全部采用LED的“水立方”景觀照明工程,,不含汞、無廢棄物,、無紫外線,。可以節(jié)約能源達70%以上,,全年預(yù)計節(jié)電74.5萬度,。

  “漏斗”顯示水平高

  走進北京奧林匹克籃球館,“漏斗”型的中央顯示屏幕系統(tǒng)格外引人注目,。這是國內(nèi)首套全彩高清LED顯示系統(tǒng),,由漏斗屏、環(huán)形屏及計時記分控制系統(tǒng)三部分組成,。其中,,懸掛于場地正中央的顯示屏自重22噸,由13塊巨型屏幕組成,,因形似漏斗,俗稱漏斗屏,。在漏斗屏的中部,,東南西北四方向各有一塊高3.2米,寬5.76米,,分辨率為320像素×576像素的顯示屏,,點間距為10毫米,單屏總像素184320,,漏斗屏的最上方,,有8塊高2.24米,,寬3.2米,分辨率為112像素×160像素,,點間距為20毫米,,單屏總像素17920的顯示屏環(huán)行排列。能夠使坐在球館內(nèi)任,,何角落的觀眾都能直視顯示屏,,十分輕松的看清屏幕上所顯示的信息。

  環(huán)形顯示屏安裝在場館看臺首層內(nèi)廊一周,,由110面屏幕組成,。主要用來播放渲染現(xiàn)場熱烈氣氛的視頻圖像,比如焰火,、水流噴灑等場景,,賽場計時記分控制系統(tǒng)可綜合設(shè)定和控制賽場分數(shù)和時間,將比賽結(jié)果通過控制室內(nèi)的設(shè)備投放到漏斗顯示屏和看臺層環(huán)形顯示屏,;同步更衣室計時時鐘和比賽時鐘,,使得賽場秩序井然有序,比賽結(jié)果更加準確,、公正,。

  體育場內(nèi)設(shè)有四部升降機組,由計算機系統(tǒng)控制屏幕的升降,??梢愿鶕?jù)觀眾視角和客戶需求升降,以達到最佳的顯示效果,。最高可升至距地面15.9米,。這套顯示系統(tǒng)在比賽中可以完成精彩瞬間捕捉、奇特鏡頭回放,、實時直播同步,、賽況信息播報、計時記分統(tǒng)計,、廣告播出等多項任務(wù),,可滿足奧運會籃球比賽的需要。

  處處追及風(fēng)景線

  2008年北京奧運會將交通信息服務(wù)作為奧運交通保障體系的重要環(huán)節(jié),,通過LED顯示為公眾提供動態(tài)交通信息服務(wù),,近100面新建LED可變情報板安裝到了奧運交通的主要道路和區(qū)域。到目前,,北京全市范圍的LED可變情報板總數(shù)量達到300面,,遍布北京市快速路系統(tǒng)和城市主要道路。

  北京軌道交通地鐵全彩色LED顯示屏,也是奧運交通信息服務(wù)項目之一,。它們在奧運會期間,,第一時間向行色匆匆的市民傳遞奧運會比賽的現(xiàn)場實況、成績比分和賽事花絮,,實現(xiàn)觀眾與賽場的互動,。





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