“奧運(yùn)有我”:石家莊人為水立方增光添彩

    國(guó)家游泳中心“水立方”自揭開(kāi)神秘面紗后，以其純凈柔美的姿態(tài)、亦夢(mèng)亦幻的景觀吸引了世人的目光，令人嘆為觀止，國(guó)外媒體稱(chēng)它“美得就像來(lái)自天外”。水立方的美麗與石家莊有著緊密關(guān)聯(lián)。石家莊人是如何扮靚水立方的？水立方的光影奧妙何在？水立方背后有著怎樣不為人知的故事？近日，記者走近水立方景觀照明設(shè)計(jì)師——中電集團(tuán)十三所高級(jí)工程師朱曉東和他的同事，就人們熱切關(guān)注的問(wèn)題尋找答案。

    十三所結(jié)緣水立方

    “當(dāng)我看到水立方的鋼架的那一刻，就好像一位服裝設(shè)計(jì)師，終于尋覓到最中意的模特一樣，我一眼認(rèn)準(zhǔn)它就是LED照明最好的載體�！闭勂鸪醮我�(jiàn)到水立方時(shí)的情景，朱曉東記憶猶新。

    2006年8月，為推動(dòng)我國(guó)半導(dǎo)體照明技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)踐，科技部邀請(qǐng)6名業(yè)內(nèi)專(zhuān)家，考察6個(gè)奧運(yùn)場(chǎng)館，目的是從中挑選出最適合采用LED照明的場(chǎng)館。朱曉東位列其中。

    隨著考察的深入，朱曉東和另外5位專(zhuān)家發(fā)現(xiàn)，常規(guī)性建筑物根本不能良好地表現(xiàn)LED的魅力。在他們的心里，不僅僅是LED成就了水立方，同時(shí)，水立方也為L(zhǎng)ED照明技術(shù)提供了最好的展示平臺(tái)�！熬驼彰鱽�(lái)說(shuō)，水立方是獨(dú)一無(wú)二的�！�

    十三所作為國(guó)內(nèi)最早進(jìn)行半導(dǎo)體照明研究的科研院所，隨后組織了一支30余人的攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)，投入到國(guó)家863計(jì)劃課題“國(guó)家游泳中心半導(dǎo)體照明規(guī)模化系統(tǒng)集成技術(shù)研究”項(xiàng)目中。

    為水立方插上藝術(shù)翅膀

    讓膜結(jié)構(gòu)的水立方使用LED景觀照明，是一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)性的課題。最初決定在水立方內(nèi)采用LED照明技術(shù)時(shí)，一位國(guó)家級(jí)光學(xué)領(lǐng)域的權(quán)威專(zhuān)家曾提出質(zhì)疑，膜墻體是否會(huì)造成“光照不均勻”的效果。對(duì)此，朱曉東并未予以否認(rèn)，“光照不均勻這一說(shuō)法并沒(méi)有錯(cuò)，但是，對(duì)于水立方這個(gè)以鼓起的膜為墻、全身透著藝術(shù)美感的建筑來(lái)說(shuō)，光照的不均勻不但不會(huì)影響整體效果，反而會(huì)增加水立方的藝術(shù)表現(xiàn)力�！敝鞎詵|的堅(jiān)持得到了科技部的認(rèn)可，水立方景觀照明的成功實(shí)踐已經(jīng)說(shuō)服了所有人。

    “因?yàn)樗�立方擁有�?fù)雜的結(jié)構(gòu)，墻體又全部由膜來(lái)組成，因此，傳統(tǒng)的照明方式根本不適用，外立面投射不可能照亮水立方，內(nèi)立面投射只能照出大片亮光，這就不足以表達(dá)建筑設(shè)計(jì)的思想，所以，只有LED照明技術(shù)能夠支撐起建筑設(shè)計(jì)師為水立方設(shè)定的風(fēng)格�！敝鞎詵|解釋道，LED即發(fā)光二極管，因?yàn)樗�本身能夠發(fā)出有色光、功耗小，又能獨(dú)立控制，因此，是LED實(shí)現(xiàn)了水立方的靈動(dòng)和透徹，是它為水立方插上了藝術(shù)的翅膀。

    “耗資數(shù)千萬(wàn)元的水立方景觀照明工程，由于建筑理念和LED表現(xiàn)能力的完美組合，工程完工后，這座建筑也因此增值無(wú)限�！敝鞎詵|對(duì)半導(dǎo)體照明的成功實(shí)踐，非常欣喜。

    不經(jīng)意的“燈火闌珊”

    據(jù)說(shuō)，水立方能呈現(xiàn)小魚(yú)嬉戲水中的畫(huà)面：一條小魚(yú)在水中游弋，從近到遠(yuǎn)“淡入”指定區(qū)域，再?gòu)倪h(yuǎn)到近在“泡泡”結(jié)構(gòu)中穿梭……“確實(shí)，這種輕松、有趣的手法正是體現(xiàn)水立方這一大型水上運(yùn)動(dòng)建筑結(jié)構(gòu)的絕佳設(shè)計(jì)�！闭f(shuō)到這個(gè)創(chuàng)作，朱曉東極其自豪。

    這個(gè)創(chuàng)作源自一個(gè)理解偏差的誤會(huì)。水立方的景觀照明分為兩部分，一個(gè)是外表面“泡泡”的部分，另外一部分是藏在泡泡墻中間的2000平方米的實(shí)景展示屏。在水立方照明用燈具招商時(shí)，一家廠商理解發(fā)生偏差，帶來(lái)了這塊巨大顯示屏。在試“燈”過(guò)程中，屏幕出人意料地模擬出魚(yú)兒游弋的場(chǎng)景：用泡泡墻做出水的效果，顯示屏上做出魚(yú)的畫(huà)面，這樣一來(lái)，前面有燈，后面有屏，兩者處于不同的層面，小魚(yú)看上去就如同在水中自由游動(dòng)。

    而此前，為實(shí)現(xiàn)這一場(chǎng)景，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)用了6個(gè)月時(shí)間試驗(yàn)了很多方法，比如設(shè)計(jì)了激光電視、巨型投影幻燈等方案，效果都不太理想。朱曉東說(shuō)：“這就好比你描述了一本雜志，而有人卻按照自己的理解拿出了一疊報(bào)紙，而這時(shí)，你發(fā)現(xiàn)那正是你晝思夜想的東西 。”看來(lái)自然科學(xué)不僅有結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿�，也還有許多不經(jīng)意的“燈火闌珊”。

    朱曉東告訴記者，這塊屏幕是中國(guó)最大的單體顯示屏，是由3個(gè)16：9 的屏幕拼接起來(lái)的一個(gè)超長(zhǎng)屏�！八�立方建筑高31米，屏高25米，避開(kāi)建筑的門(mén)，它幾乎是一面墻�！庇捎陲@示屏足夠大，泳池的長(zhǎng)度和顯示屏的長(zhǎng)度可以一致,屏幕可以按照1：1實(shí)景顯示奧運(yùn)賽事�！斑@種表現(xiàn)，從來(lái)沒(méi)有一個(gè)演示系統(tǒng)演示過(guò)。”朱曉東說(shuō)，目前，這塊實(shí)景顯示屏已經(jīng)安裝完畢。它將時(shí)時(shí)顯示賽場(chǎng)信息，并為景觀照明系統(tǒng)提供其它特殊的表現(xiàn)效果。

    最期待奧運(yùn)開(kāi)幕式

    “奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式那一天，水立方要讓全世界目光凝視3秒鐘�！敝鞎詵|說(shuō)。

    “水立方建筑表現(xiàn)的是水分子的集合體，它可以表現(xiàn)出1600萬(wàn)種顏色�！彼�解釋說(shuō)，水立方景觀照明系統(tǒng)有紅綠藍(lán)三種基礎(chǔ)色彩、十萬(wàn)個(gè)控制點(diǎn)、上百萬(wàn)個(gè)器件。比如奧運(yùn)開(kāi)幕式，配合廣場(chǎng)上放的煙花，將通過(guò)攝影機(jī)“變回”到水立方的“泡泡”墻體上，呈現(xiàn)出與實(shí)景煙花相應(yīng)的顏色，表現(xiàn)出熱情、絢爛的花火。當(dāng)然，這不是利用反光，而是通過(guò)電腦控制顯現(xiàn)的光影。

    目前，水立方只向世人展現(xiàn)了藍(lán)色的一面，就已令眾人驚艷。水立方還可以模仿出深遠(yuǎn)的海水、春天里靜靜的淡水湖水面，還有水在晚霞中沸騰的火紅場(chǎng)景，組合變換出各種各樣美輪美奐的“表情”。水立方可以模擬光在水中的折射、透射和反射，模擬水下光感、波光粼粼的水面，將從視覺(jué)上給人以進(jìn)深感。

    “水立方到底有多美，還要等到奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式那天才見(jiàn)分曉。”朱曉東滿(mǎn)懷期待地說(shuō)，“建筑設(shè)計(jì)給了水立方骨骼，而LED景觀照明就是它的精魂，目前，我們?nèi)栽诓粩喔倪M(jìn)水立方的景觀照明設(shè)計(jì)，相信到開(kāi)幕式那天，水立方一定會(huì)令大家震驚！”

    有關(guān)水立方照明“N之最”

    全球的媒體和運(yùn)動(dòng)員都在關(guān)注著“水立方”，它是全球奧運(yùn)場(chǎng)館里，夜景表現(xiàn)能力最強(qiáng)的建筑，而且是唯一的全部采用LED做景觀照明的奧運(yùn)場(chǎng)館。

    在中國(guó)所有LED應(yīng)用范例里，它是單體最大的建筑景觀照明工程。而針對(duì)水立方的膜建筑結(jié)構(gòu)，它又是全世界在最大的膜結(jié)構(gòu)上，用LED形成的建筑照明項(xiàng)目。

    另外，在此科研課題的自主創(chuàng)新技術(shù)方面，也非常出色。此科研項(xiàng)目跟絕大部分科研項(xiàng)目有差異，它是在“集成技術(shù)”上創(chuàng)新，而不是單一方向技術(shù)創(chuàng)新，通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)集合達(dá)到合力的最大化。其中包括LED照明技術(shù)，以完成對(duì)特殊膜結(jié)構(gòu)照明；傳輸技術(shù)，即用二代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)IPV6，由于要把一個(gè)表現(xiàn)的東西送達(dá)到數(shù)萬(wàn)個(gè)點(diǎn)上，而且變化速度很快，所以要滿(mǎn)足寬帶大數(shù)據(jù)流的傳輸；切換場(chǎng)景技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)當(dāng)中的變化等等。

    朱曉東介紹說(shuō)，“水立方”課題的設(shè)計(jì)目標(biāo)不僅要交給國(guó)家一個(gè)全世界人都沒(méi)見(jiàn)過(guò)的奧運(yùn)建筑，還將由此過(guò)程產(chǎn)生管理創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的成果，集合制造、應(yīng)用、設(shè)計(jì)、檢測(cè)等一流的專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)，為世界應(yīng)用LED總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，做出貢獻(xiàn)。

    為景觀照明做質(zhì)量保證

    “水立方景觀照明系統(tǒng)集合了中國(guó)一流的專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)，在景觀照明質(zhì)量保證方面也一樣�！秉S杰表示，質(zhì)量保證團(tuán)隊(duì)是拿著“一次成功”的質(zhì)量控制概念和技術(shù)，為奧運(yùn)“水立方夜景照明”做監(jiān)造和產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作的。

    據(jù)介紹，做這套質(zhì)量保證工作的是依托于十三所的“國(guó)家半導(dǎo)體器件質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心”，也是國(guó)家最高級(jí)別的檢測(cè)中心、實(shí)驗(yàn)室之一。中心在不同行業(yè)具有相應(yīng)資格，它也是信息產(chǎn)業(yè)部半導(dǎo)體器件質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、中電科技半導(dǎo)體器件可靠性中心。

    檢測(cè)中心主任黃杰說(shuō)，“水立方景觀照明系統(tǒng)質(zhì)量保證”由國(guó)家半導(dǎo)體器件中心牽頭，組織帶領(lǐng)其它4個(gè)不同領(lǐng)域的國(guó)家級(jí)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行層層把關(guān)，完成綜合性質(zhì)量保證任務(wù)。他們共同承擔(dān)著水立方的質(zhì)量保證和質(zhì)量檢驗(yàn)，使水立方景觀照明項(xiàng)目在質(zhì)量上達(dá)到設(shè)計(jì)要求的任務(wù)。

    另外，中心還將預(yù)計(jì)項(xiàng)目運(yùn)行的壽命及狀態(tài)。“產(chǎn)品做不好是沒(méi)有時(shí)間返工的。” 黃杰說(shuō)，中心派出了專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員到生產(chǎn)廠家進(jìn)行監(jiān)造，并抽樣檢測(cè)，做可靠性評(píng)價(jià)。每個(gè)LED燈具必須通過(guò)加速壽命的實(shí)驗(yàn)方法，推算持續(xù)亮燈5萬(wàn)個(gè)小時(shí)才能合格。

    除承擔(dān)水立方建筑照明的技術(shù)支持和質(zhì)量保證任務(wù)外，十三所還承擔(dān)了奧運(yùn)中心區(qū)的其他幾個(gè)重要的建筑項(xiàng)目。其中，有位于“鳥(niǎo)巢”與“水立方”斜對(duì)面的“玲瓏塔”，做技術(shù)設(shè)計(jì)和科研工作，還為國(guó)家體育館制定驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等。

    根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)展情況，目前，十三所還在做項(xiàng)目研究、質(zhì)量保證等工作，而且他們的工作還將一直持續(xù)下去，直到奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕前——2008年8月8日晚上8時(shí)。

    在采訪的最后，朱曉東和黃杰告訴記者，其實(shí)，“水立方”的故事折射了十三所的故事，這支近40個(gè)人的團(tuán)隊(duì)勇于進(jìn)取、積極奮斗的故事正是十三所人創(chuàng)新精神的體現(xiàn)�！八�立方”的科研經(jīng)費(fèi)和項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)費(fèi)是海外華人提供的，他們會(huì)用自己的實(shí)力給捐款人一個(gè)滿(mǎn)意的交代。

    十三所“水立方”景觀照明關(guān)鍵人物

    中電集團(tuán)十三所，是國(guó)內(nèi)最早進(jìn)行半導(dǎo)體照明研究的科研院所，國(guó)家863 LED重大課題落戶(hù)于此。十三所是唯一參加“水立方”半導(dǎo)體照明項(xiàng)目的專(zhuān)業(yè)研究院所，主持了LED光源及燈具、可靠性研究?jī)蓚�(gè)子課題，參與研究了景觀照明技術(shù)、照明控制系統(tǒng)兩個(gè)子課題。在水立方景觀照明項(xiàng)目中，承擔(dān)了兩部分內(nèi)容。由此形成了2組、30余人的攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)。

    朱曉東：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所LED照明（新興半導(dǎo)體照明光源）專(zhuān)家，從事LED照明工作近十年。領(lǐng)導(dǎo)河北立德電子有限公司，成為多項(xiàng)國(guó)家863重大課題以及“國(guó)家游泳中心半導(dǎo)體照明規(guī)模化系統(tǒng)集成技術(shù)研究”的主研與技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)，參與系統(tǒng)設(shè)計(jì)及主持led、燈具、控制系統(tǒng)、系統(tǒng)可靠性的研究工作。

    黃杰：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所測(cè)試中心主任、高級(jí)工程師。領(lǐng)導(dǎo)“國(guó)家半導(dǎo)體器件質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心”檢測(cè)團(tuán)隊(duì)，為水立方夜景照明做出質(zhì)量保證。