To, jak oświetlony jest obiekt sportowy w istotny sposób tworzy jego wizerunek i zwiększa prestiż danego miejsca. Właściwie zaprojektowany system oświetleniowy powinien nie tylko spełniać wymogi wizualne, ale także zapewniać większy komfort gry zawodnikom i widzom oraz dostarczać dodatkowych emocji. Decyzja o wyborze oświetlenia ma również wpływ na przygotowanie obiektu do spełnienia standardów transmisji telewizyjnej.

Rozważając, jakie oświetlenie będzie najlepsze dla naszego stadionu czy areny, warto zacząć od wymagań, które różnią się w zależności od tego, czy organizujemy zawody na szczeblu międzynarodowym, krajowym, regionalnym lub lokalnym. Inne dotyczą też treningów, a inne imprez masowych. Istotna jest także kubatura obiektu i odległość z jakiej widzowie oglądają mecz. Cała ta różnorodność wynika z norm opracowanych przez Europejski Komitet Normalizacyjny (CEN), które są spójne z wytycznymi transmisji TV.

Klasy oświetlenia wg. norm CEN

Zważywszy na mnogość czynników związanych z zapewnieniem w obiekcie sportowym doskonałego oświetlenia, należy określić kluczowe czynniki, które powinni brać pod uwagę profesjonaliści, zajmujący się oświetleniem sportowym.

Natężenie oświetlenia poziome

Oświetlone boisko jest najważniejsze z perspektywy każdego uczestnika wydarzenia: zawodnika, widza czy organizatora.  Natężenie oświetlenia poziome (Eh) służy przede wszystkim do stworzenia stabilnego tła, które pozwoli ludzkiemu oku na rozpoznanie poszczególnych osób i przedmiotów znajdujących się na płycie boiska.

W przypadku obiektów, które nie muszą być dostosowane do transmisji telewizyjnej średnie natężenie oświetlenia poziomego powinno wynosić od 50 -100 luksów do nawet 750 luksów, w zależności od rodzaju dyscypliny sportowej i klasy oświetlenia. Dla rozgrywek transmitowanych w telewizji ważniejsze od natężenia oświetlenia poziomego jest pionowe. Aby zapewnić zrównoważoną jaskrawość obrazu telewizyjnego, stosunek średniego poziomu oświetlenia w płaszczyznach pionowej i poziomej powinien pozostawać możliwie najbardziej zbliżony, jednak nie powinien przekraczać wartości 0,5-2. Natężenie oświetlenia poziomego nie powinno być mniejsze niż połowa wartości natężenia oświetlenia pionowego ani większe niż jego dwukrotność. 

Natężenie oświetlenia pionowe

Sportowców biorących udział w wydarzeniu, a także wykorzystywaną przez nich piłkę, można postrzegać w kategorii pionowych powierzchni. To oznacza, że kiedy te obiekty oświetlamy, musimy pamiętać przede wszystkim o oświetleniu w płaszczyźnie pionowej (Ev). Aby zagwarantować optymalną widoczność i umożliwić ludzkiemu oku identyfikację graczy z każdej strony, Ev należy mierzyć 1,5 metra nad murawą/parkietem, co odpowiada mniej więcej wysokości, na jakiej znajdują się twarze zawodników.

Doświadczenie pokazuje, że między luminancją poziomą i pionową istnieje ścisły związek. W przypadku sportów, dla których nie określono kryteriów oświetlenia pionowego, wystarczające będzie, jeżeli spełnimy wymogi co do natężenia oświetlenia w płaszczyźnie poziomej, a cały system oświetleniowy zostanie skonstruowany zgodnie ze sztuką.

Wyjątek stanowią jednak wydarzenia transmitowane w telewizji. Oświetlenie w płaszczyźnie pionowej ma istotny wpływ na jakość końcowego obrazu telewizyjnego i filmowego. W przypadku transmisji wymagane jest zwykle średnie Ev na poziomie 1000-2000 luksów.

Równomierność

Zapewnienie równomierności oświetlenia pozwala uniknąć problemów związanych z adaptacją oka – zarówno w przypadku graczy, jak i widzów – do otoczenia. Jeśli mamy do czynienia z niewystarczającą równomiernością, pewne obiekty lub szczegóły mogą okazać się trudne do dostrzeżenia.

Równomierność jest wyrażana przez:

• stosunek najniższego do najwyższego poziomu natężenia oświetlenia (U1 = Emin/Emax)
• stosunek najniższego do średniego poziomu natężenia oświetlenia (U2 = Emin/Eśr) 

Przy wydarzeniach nietransmitowanych równomierność oświetlenia w płaszczyźnie poziomej określa się zazwyczaj w zakresie od 0,5 do 0,7 (Emin/Eśr), zależnie od dyscypliny i klasy oświetlenia.

Przy wydarzeniach transmitowanych w telewizji, szczególnie w dobie transmisji w jakości HD, wysoka równomierność jest niezbędna dla uzyskania płynnego obrazu i naturalnie wyglądających scen. Dla natężenia oświetlenia poziomego przyjmuje się, że stosunek ten powinien osiągać wartość 0,8, a w przypadku natężenia oświetlenia pionowego 0,7 (Emin/Eśr) w kierunku kamer zamocowanych na stałe.

Nawet jeśli zdefiniowane przez nas poziomy uznamy za akceptowalne, nagłe zmiany natężenia oświetlenia mogą wywoływać dyskomfort. Problem ten powstaje najczęściej, gdy kamera wykonuje obrót. Równomierność natężenia oświetlenia w przypadku transmisji telewizyjnej/filmowej w pojedynczym punkcie siatki należy więc wyrazić jako procentową zmianę w stosunku do sąsiadujących na siatce punktów pomiarowych. Określamy to mianem gradientu równomierności.

Wartość gradientu równomierności natężenia oświetlenia poziomego i pionowego w kierunku kamer głównych na poziomie ≤20% w przypadku 4-metrowej siatki pomiarowej, powinno zapewnić możliwość płynnego obracania się kamery między poszczególnymi obszarami. 

Podczas projektowania wnętrz należy kierować się zasadami ergonomii. Nie inaczej jest w przypadku przestrzeni biurowej. Odpowiednie ustawienie komputera, zachowanie prawidłowych odległości pomiędzy poszczególnymi stanowiskami i wyposażenie ich w ekrany z filtrem lub warstwą antyodbiciową zapewnia komfort pracowników. Ważne jest również, aby ekran ustawiony został bokiem do okna. W przeciwnym razie będzie odbijało się w nim światło powodując większe zmęczenie oczu. Problemem jest też odbijanie się w monitorze jaskrawych części opraw oświetleniowych. Efekt olśnienia spowodowany jest najczęściej zastosowaniem opraw o zbyt dużej mocy lub ich niewłaściwa lokalizacja. Aby go ograniczyć, konieczne jest zastosowanie źródeł emitujących światło rozproszone.

Ograniczanie olśnienia
Olśnienie jest zjawiskiem odczuwanym subiektywnie, dla którego – na podstawie licznych doświadczeń i eksperymentów– CIE opracowało praktyczny system oceny do zastosowania w zewnętrznych obiektach sportowych (publikacja CIE 112 „Glare evaluation system for use within outdoor sports and area lighting”).

W publikacji CIE 112 określono tzw. wskaźnik olśnienia GR, który przyjmuje wartość od 10 do 90. Im mniejsza wartość, tym mniejsza szansa na doznanie efektu olśnienia przez zawodników.

Dla zastosowań sportowych przyjmuje się, że wskaźnik GR nie powinien przekroczyć wartości 50.

Modelowanie i cienie

Modelowanie oznacza zdolność oświetlenia do wyeksponowania kształtu i faktury. Modelowanie jest szczególnie istotne dla atrakcyjnego zaprezentowania zawodników i obiektów w boisku, nie wspominając o widzach na trybunach. Instalacja, w której światło pada tylko z jednego kierunku wywoła ostre cienie i niewłaściwe modelowanie.

Oddawanie barw

W kontekście parametrów kolorymetrycznych opraw oświetleniowych istnieją dwa istotne aspekty:

• Postrzegana barwa. Nazywamy tak ogólną kolorystykę otoczenia oświetlonego przez dane źródło światła.
• Zdolność źródła światła do oddawania barw, inaczej wskaźnik oddawania barw CIE (Color Rendering Index, CRI). Określa on, jak wiernie dane źródło światła jest w stanie oddać gamę kolorów.

Pewne pojęcie na temat barwy światła emitowanego przez daną lampę można uzyskać na podstawie jej temperatury barwowej najbliższej – mierzonej w Kelvinach (K), zwykle w przedziale 2000-6500K. Im niższa temperatura barwowa, tym „cieplejsza” postrzegana barwa światła; im wyższa temperatura barwowa, tym będzie „chłodniejsza" lub bardziej niebieskawa. 

W przypadku oświetlenia sportowego temperatura barwowa powinna mieścić się w przedziale 4000-6500K. 

Zdolność danego źródła światła do oddawania barw określa wskaźnik oddawania barw przyjmujący wartość liczbową z zakresu od 0 do 100. Źródło światła o CRI równym 100 będzie oddawać barwy w sposób wierny, gdzie punktem odniesienia jest światło słoneczne. Percepcja kolorów jest bardzo istotna w dla większości dyscyplin sportowych.

Choć pewne zniekształcenia barw spowodowane sztucznym oświetleniem są dopuszczalne w przypadku wydarzeń nietransmitowanych, telewizja wymaga bardzo dokładnego odwzorowania barw.

Przejście od oświetlenia konwencjonalnego do oświetlenia LED wywołało dyskusję na temat tego, czy CRI jest nadal właściwą metryką wierności barw dla transmisji telewizyjnych. Został on opracowany w oparciu o krzywą czułości ludzkiego oka i dla zestawu pastelowych barw, co nie jest koniecznie właściwym odniesieniem dla kamer transmitujących wydarzenia sportowe, które przekazują obrazy bogate w nasycone barwy.

Europejska Unia Nadawców opracowała wskaźnik TLCI (Television Lighting Consistency Index), który bazuje na szybkości reakcji kamery. TLCI zyskuje na popularności wśród nadawców jako sposób oceny zdolności oddawania barw spełniający ich potrzeby i oczekiwania. Dyskusje na ten temat trwają, jednak powszechnie przyjmuje się, że właściwe kolory można uzyskać przy wartości TLCI >80.

Migotanie

Szczególnym problemem dla kamer nagrywających w zwolnionym tempie jest migotanie źródeł światła zasilanych prądem o częstotliwości 50Hz.

Kamery rejestrują zmiany poziomu oświetlenia wynikające z różnicy pomiędzy częstotliwością rejestracji kamery a amplitudą sygnału źródeł światła zasilanych z sieci elektrycznej. 

Ten efekt, widoczny jedynie podczas odtwarzania w zwolnionym tempie, nazywamy jest migotaniem.

Federacje sportowe zaczęły w swoich zaleceniach dotyczących oświetlenia ujmować tak zwany „współczynnik migotania”. Aby uniknąć migotania obrazu w zwolnionym tempie, zaleca się aby współczynnik migotania wynosił poniżej 3 procent.

Norma europejska EN 12193 wymaga, aby wydarzenia sportowe, które mogą narazić uczestników na niebezpieczeństwo w przypadku zaniku oświetlenia podstawowego, zostawały zawieszone w celu zapewnienia bezpieczeństwa uczestników.
Poziom natężenia oświetlenia podczas awarii i zatrzymania wydarzenia, stanowi procent poziomu oświetlenia dla danej klasy (5 procent lub 10 procent). Oświetlenie awaryjne zostaje uruchomione w przypadku awarii oświetlenia głównego i braku zasilania co najmniej przez okres wskazany w normie. (może być to 30, 60, lub 120 sekund, zależnie od dyscypliny.)

Powyższe dotyczy w szczególności dyscyplin takich jak pływanie, gimnastyka, sporty jeździeckie uprawiane w halach i na świeżym powietrzu, łyżwiarstwo szybkie, bobslejarstwo i saneczkarstwo, skoki narciarskie, narciarstwo alpejskie i wyścigi rowerowe.

Zważywszy na kosztowny charakter profesjonalnych przekazów sportowych i telewizyjnych, kluczowe jest, aby federacje sportowe i komitety organizacyjne dbały o zapewnienie ciągłości wydarzeń w przypadku wystąpienia awarii zasilania.

Dlatego też w przypadku większości zawodów na poziomie profesjonalnym wymaga się, aby w razie przerwy w zasilaniu podstawowym uruchamiane było zasilanie dodatkowe – w sposób, który nie zakłóca działania oświetlenia pola gry.

Główne kwestie, które należy tu wziąć pod uwagę są następujące:

• Opóźnienie czasowe związane z przejściem z jednego źródła zasilania na drugie, z uwzględnieniem czasów ponownego uruchomienia opraw oświetleniowych.
• Konieczność utrzymania poziomu oświetlenia wystarczającego do utrzymania ciągłości transmisji.

Federacje sportowe i komitety organizacyjne zwykle definiują te kryteria.

Odpowiednie oświetlenie w płaszczyźnie poziomej ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa widzów wchodzących i wychodzących z trybun oraz innych pomieszczeń.

Ze względów bezpieczeństwa oraz w celu umożliwienia widzom skutecznej orientacji stadion musi być wyposażony w system oświetlenia awaryjnego zatwierdzony przez właściwe władze lokalne do użytku w przypadku awarii oświetlenia ogólnego w każdej części stadionu, do której mają dostęp obywatele lub personel.

Oświetlenia awaryjnego dotyczy norma EN1838. Ponadto norma europejska EN 12193 zaleca minimalną wartość 10 luksów dla zapewnienia widzom komfortu w obszarach dla nich przeznaczonych.

W zależności od stylu produkcji, nadawca telewizyjny może określić poziom oświetlenia strefy dla widzów w relacji do poziomu oświetlenia pola gry.

Jeżeli do oświetlenia miejsc dla widzów stosuje się dedykowane oprawy, powinny one mieć temperaturę barwową jak najbardziej zbliżoną do temperatury barwowej oświetlenia boiska do gry. Współczynnik migotania również powinien być zbliżony do oświetlenia pola gry.

Światło z zewnętrznych instalacji może przeszkadzać osobom w pobliżu obiektu: na przykład kierowcom na okolicznych drogach i mieszkańcom pobliskich domów. Tę kwestię mogą regulować przepisy lokalne lub wytyczne miejscowych władz.

W razie braku takowych regulacji – europejska norma EN 12193 określa limity natężenia światła w oparciu o rekomendacje CIE. Kluczowe kryteria to: natężenie oświetlenia w płaszczyźnie pionowej skierowanego na nieruchomości, wartość światłości danego źródła światła w potencjalnie natarczywym kierunku, ilość światła emitowanego w górną półprzestrzeń, efekt olśnienia doświadczany przez kierowców w danym miejscu.

Prawidłowe rozwiązanie oświetleniowe dla zastosowań sportowych uwzględnia wszystkie te aspekty.

Produkowany przez firmę Signify system oświetlenia Philips ArenaVision, zaprojektowany z myślą o obiektach sportowych i rozrywkowych, pozbawiony jest efektu migotania oraz oferuje właściwości dostosowane do najnowszych standardów transmisji telewizyjnej, jak również wyjątkowo wydajne układy optyczne zapewniające maksymalną elastyczność podczas procesu projektowania oraz bardzo wysoką jakość światła i równomierność na płaszczyźnie roboczej. Pełna kontrola nad całym układem pozwala profesjonalistom szybko i łatwo tworzyć dynamiczne sceny oraz właściwą atmosferę. Ponadto w połączeniu z oprogramowaniem do zarządzania oświetleniem Interact Sports system ArenaVision LED umożliwia zdalną diagnostykę i zarządzanie, a także kompatybilność z systemami zarządzania obiektem.

Równie dobrym wyborem jest system Philips OptiVision LED – rozwiązanie oświetleniowe firmy Signify przeznaczone dla obszarów sportowych i rekreacyjnych. Szerokie możliwości rozsyłu strumienia świetlnego pozwalają na mnogość konfiguracji, zapewniając przy tym doskonałą równomierność natężenia oświetlenia. Asymetryczna optyka pozwala kontrolować rozsył strumienia świetlnego, ogranicza olśnienie i światło niepożądane.

Ponadto w połączeniu z oprogramowaniem Interact Sports, przeznaczonym do oświetlania terenów rekreacyjnych i treningowych, system OptiVision LED zwiększa efektywność operacyjną, dając użytkownikom możliwość monitorowania instalacji oświetleniowej. Dodatkowy komfort i obniżenie kosztów utrzymania zapewnia zestaw zaprogramowanych scen świetlnych do wyboru w zależności od potrzeb użytkownika.
Obie oprawy oferują również funkcję natychmiastowego włączania, która jest kluczowa dla zapewnienia ciągłości oświetlenia.

Właściwy system oświetlenia sportowego zaspokaja szereg potrzeb: pozwala na wysoką jakość transmisji, zapewnia bezpieczeństwo widzom i zawodnikom, gwarantuje wspaniałe warunki do gry, minimalizuje niepożądane skutki dla okolicznych mieszkańców oraz wiele innych. Signify znajduje się czołówce firm dostarczających systemy spełniające wszystkie te wymagania.