_thumb.jpg)
室外灯光投射角度对篮球场照明的影响
体育场馆照明不仅要满足空间照明需求，更要越来越多地考虑人们的主观体验，例如舒适度。对于电视转播的体育赛事场馆来说，满足运动员、观众以及摄像机的照明需求至关重要。因此，针对这些体育场馆，需要针对各种规格进行专业的光学设计。
目前，大多数篮球场通常使用大功率卤素灯或金卤灯，安装配置包括四塔式、双面布置、灯带式和混合布置。然而，这些配置大多侧重于满足照明标准和实现均匀性，往往忽略了个人的主观体验。在体育运动中，尤其是篮球运动中，当运动员投篮或进行需要抬头的动作时，他们可能会直接面对光源。高强度的灯光会造成眩光，这会严重影响运动员的表现，甚至可能损害他们的健康。
针对这些问题，我们利用室外篮球场现有的灯具进行了照明优化设计。由于灯具不对称，灯具安装的水平偏转角和垂直俯仰角对照明效果有显著影响，因此与传统灯具相比，其安装要求有所不同。
1. 篮球场室外照度测量
我们对室外篮球训练场新安装的灯具进行了照度现场测量。该球场为标准尺寸。测试点的长边间距为2米，短边间距为1.5米，测量高度为2米。在不受杂散光干扰的情况下，记录了每个点的照度。结果列于表1。
表1 室外篮球场水平照度lx测试结果
数据分析显示，该球场的平均水平照度为240 lx，照度均匀度为0.49。虽然未进行眩光测试，但在测量位置仍然观察到了明显的眩光。对于这个作为一般训练设施的室外篮球场来说，240 lx的平均照度已经足够，但0.49的均匀度却未达到标准要求。此外，由于灯光投射角度不正确，导致发光面经常直射眼睛，造成不适。
中间灯杆下方照度差异较大，影响均匀度。对照国家室外篮球场照明均匀度标准，结合表1数据，可以看出，虽然平均水平照度满足业余篮球场的各项要求，但照度均匀度不足。场地整体亮度差异较大，灯杆下方照度较高，边缘 照度较低，亮点和暗点明显。
这种变化会导致比赛期间光线强度快速变化，增加眩光并引起运动员不适。瞳孔可能会快速收缩和扩张，导致视觉疲劳，而眩光则会引起头晕。此外，篮球场外表面的高反射率加上过多的照明会产生强烈的反光。这些因素会影响运动员的表现，尤其是在投篮和跳跃等动作中，强光可能会直接影响他们的视力。总而言之，为了解决已安装的篮球场照明问题，调整安装角度可以增强均匀度并最大限度地减少眩光。
2. 照明设计与模拟
2.1 场地照明模拟
该场所配备了LED泛光灯，其光效超过100 lm/W，显色指数超过80。该LED灯的输出功率为120 W，光分布不对称，如图2所示。这种不对称的光输出有效地满足了照明设计标准。为了优化资源利用率，现有灯具和支撑结构将保持不变，仅需调整灯具的安装角度和其他具体细节。
图2 光分布
运用DIAlux照明设计软件，通过调整灯具投射角度，模拟室外篮球场的照明条件。并根据现场收集的数据，创建了场地模型。场地两侧均安装了照明设备，其中一侧的三根灯杆间隔12米，高8米。中间一根灯杆安装三盏灯，另外两根灯杆各安装两盏灯，共计14盏灯。
这个室外篮球场的灯杆高8米，间距12米，这是固定的测量值。唯一可调节的因素是灯具的投射角度。在DIAlux软件中，该角度是通过调整灯具的照明点来设置的，通常是灯具到计算表面的最远点，但在某些情况下可能需要特殊设计。本文讨论的灯具发光方式不对称。
为了达到最佳效果，在模拟计算过程中，照明点会经过多次调整，并考虑光线的偏转角度。虽然篮球场是照明的主要区域，但球场的边缘也需要关注。
2.2 光照模拟
如图2所示，灯具的不对称发光角度约为30°。为了确定最佳投射方向，在球场上绘制了多条垂直偏差30°的辅助线，并在中心设置了网格线作为参考，以便精确定位照射点。照射点的布置是照明设计的关键环节。基于场地两侧灯具的对称布置和30°的偏振角，我们首先确保沿着球场对称中线的照明均匀，所有照射点都位于这条中线上。
接下来，由于场馆的对称性，我们将区域划分为四个区域，并对其中一个区域的照射点进行调整，以实现均匀的照明。最后，利用该区域已确定的照射点以及网格和辅助线，确定整个场馆的照射点。我们特别关注场馆边缘的特殊区域，对这些区域的灯具照射点进行了微调。在此过程中，我们仔细考虑了灯具的非对称光输出特性。经过多次调整，最终获得了一组令人满意的照射点数据，如图4所示。
然后将灯具的配光曲线导入DIALux软件，并设置灯具参数。利用图4中的照射点，模拟篮球场室外的光照，结果如图5所示。
图4 灯具发光点
图5 模拟场所照度
检查图5所示的照明数据，该数据表明平均照度为229 lx，均匀度等级为0.7，均匀眩光值低于10。调整灯具的投射角度后，均匀度从测得的0.49提升至0.7，眩光也得到了最小化。在三维场景中，我们注意到灯具并未直接照射该区域。因此，调整灯具角度后，在球场上进行篮球运动时，人们通常不会面向发光面，从而减轻了眩光的影响。
我们评估了室外篮球场的水平照度，发现平均照度为240 lx，均匀度为0.49，且存在明显的眩光。由于只能通过改变灯具的投射角度来调整照明，我们利用DIALux软件调整场地上的照明点，以确定每盏灯具的最佳投射角度。通过应用这些最佳角度，我们模拟了水平照度，并实现了0.7的均匀度和小于10的眩光值。
该优化策略有效利用了现有灯具的非对称光输出特性，并通过调整照明点来确定合适的投射角度。在模拟环境中，人眼并未直接朝向光源。因此，调整投射角度可以增强照明均匀性并最大限度地减少眩光，而眩光是照明设计中至关重要的因素。
3. 相关产品
