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为“水立方”装上明亮“大眼睛”(图)

[日期：2008-07-25] 来源：科学网作者：发表评论(0)打印

_{“水立方”夜景。}

随着奥运脚步的一天天临近，以“鸟巢”和“水立方”为代表的奥运场馆首当其冲地成为人们参观的焦点。每到夜幕降临，在“水立方”南侧立面周围的人们就会看到一幅如梦似幻的景观：一群群色彩艳丽的热带鱼在“水立方”的“水泡泡”里轻盈地游弋，时而又变成波涛汹涌的巨浪呼之欲出，时而又化为一团奥运圣火熊熊燃烧……而将这一梦幻场景展现在观众面前的，就是由大连路明集团自主研制的国家游泳中心幔态LED(发光二极管)大屏幕。这个“水立方”的“大眼睛”将让世界感受到中国自主创新的高科技产品带来的神奇魅力。

　　第一个纯粹中国制造的奥运工程

　　在“水立方”整个建筑内外层包裹的是一种轻质新型材料ETFE膜。在其最初设计方案中并没有显示系统的要求，因为建筑物外观采用ETFE膜极少见，要在这种膜的结构中再用显示系统，更是没人想过。路明集团总裁肖志国得知这一信息后，在公司高层会议上坚定地说，“中国人的百年奥运梦即将实现，每一个炎黄子孙都应该为奥运尽自己的一份心意。路明拥有从外延片、发光芯片到LED显示和照明及亮化工程的完整的产业链，各科研中心、技术生产系统要不计一切代价，实现‘水立方’的显示功能。”

　　为了实现为“水立方”装上“大眼睛”的目标，路明集团召集技术人员多次研讨，经过严密论证，把这个项目的解决方案浓缩为一个字——“幔”。

　　从产品概念到工业设计，从LED发光芯片制造到配套元器件生产、组装、施工调试等，路明集团进行了多方面试验和创新，路明幔态LED所涉及的全部核心技术和知识产权均由大连路明集团自主开发。

　　7项世界第一彰显高科技含量

　　“水立方”的半导体照明工程在世界显示领域实现了7项突破：具备日间隐形功能的世界首创；户外显示多元视频源技术的创新应用；户外显示虚拟呈像技术的世界首创；户外大屏幕画中画功能的创新应用；超高温环境中稳定运行；超远距离呈像；幔态LED显示面积的世界第一。

　　路明幔态LED是由660万颗超高亮度的显示芯片组成的巨大帘状帷幔形显示系统，故称之为幔态，其特点是显示面积巨大、可塑性强。“隐形”是其重要的外观特征，即在具备传统大屏幕全部特性的同时，还要保持建筑物设计外观的完整性，使人们既可以在白天感受建筑物本身的静态美感，也可以在夜晚享受到隐形屏带来的动态影像之美。在研制之初，技术专家优化精简了幔态LED内部的线路连接方式，在外观上更加规整、排线更加隐蔽，避免了采用传统的照明显示设备而形成的巨大阴影会破坏建筑的整体美感。

　　“水立方”建筑主体是由钢架支撑起来的，它们处在双层膜结构之间，由此在几百根钢梁与薄膜的接触面上形成了568个支点，这导致在“水立方”的路明幔态LED上出现了568个显像盲点。面对技术难点，路明集团通过图像环绕技术消灭了这568个近似于篮球的黑洞，实现了图像的完整清晰显示。这套虚拟像素技术填补了国际空白。

　　为了让“水立方”的“大眼睛”正常运转，如何克服高温环境也是一个必须解决的难题。“水立方”的膜结构设计形成了一个巨大的温室，白天膜体内吸收了大量热能，致使膜间的平均温度高达70多摄氏度，而一般电子产品运行的室温不应超过45℃。经过长达2个多月近百次的试验，路明集团使路明幔态LED本身几乎不产生热量，并能在75℃的高温条件下正常稳定运转。

　　奥运会期间，长104米、高20米、主体面积达2080平方米的路明幔态LED，将配合“水立方”内举行的体育赛事进行现场实况直播、精彩回放，同时支持各种视频及图文播放。由于率先采用了多元独立视频源技术，使得它不但可以像传统屏幕一样作整体成像显示，还可根据需要把“水立方”104米宽的画幅平均分割为3个独立的视频画面，播放各自的视频内容。

　　同时，基于大连路明集团自主研发的LED显示软件控制系统，路明幔态LED实现了“画中画”功能。

　　路明幔态LED还是世界上最具“穿透力”的户外显示系统。它介于“水立方”双层膜结构之间，画面呈像需要穿过1.5米厚的外层膜体到达观赏者的肉眼。经过技术攻关，大连路明集团路美芯片公司精选出660万枚高亮度LED芯片，保证了显示光源对于“水立方”外层膜体的穿透力和色彩的艳丽性。

　　世界上最难施工的显示屏

　　为“水立方”量身打造的显示工程被定名为幔态LED系统。这意味着一切的设计工作、显示元器件、发光芯片、工程施工的辅助工具都需要专门配套设计，甚至施工环境都是独一无二的。

　　由于“水立方”的构造独特，钢梁底架只有半米多高，施工的技术人员基本在匍匐状态下作业，最窄的地方不足半米，行动需要超常的耐心和毅力，工作人员开玩笑地把他们描绘成“像拿着鸡蛋的攀岩运动员”。

　　工程人员马胜将那段经历总结为“战战兢兢、如履薄冰”般地施工。因为气枕的安全是贯穿在工程中的生命线，一旦有尖锐物体，就会发生不可估计的损失。施工人员要在注意自身安全的同时，确保不能刮碰气枕膜，但对于钢架杆件的安装就更加困难了——几十吨的钢铁杆件都由人工起吊，而且钢网架共计3组，又没有任何牵引无法固定，安装技术人员不得不像猴子爬树一样，一次携带一个幔态灯条，然后在二三十米的高空安装固定。在“水立方”主体多层膜结构内，中午的平均气温高达60摄氏度，每次从“水立方”的膜结构墙体出来，工人们全身都被汗水浸透。

　　路明幔态LED的最后调试过程也是一项精密、庞杂的视觉校正工作。路明的技术专家使2080平方米的幔态LED显示屏具备了人工智能，不停地对自身660万枚路美高亮度LED芯片进行精密自我监测和检测，确保显示屏时刻正常运转。

编辑：Allen.GY | 阅读：次

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