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中新网北京11月20日电(记者 王禹)光彩耀目又令人心醉神迷的大力神杯，应足球世界薪火相传的四年之约，寄托着亿万球迷狂热的绿茵“信仰”，即将降临波斯湾西南岸的卡塔尔半岛，静候新的、更是唯一的王者。

2018俄罗斯世界杯，法国队时隔20年再次捧起大力神杯。中新社记者 富田 摄

2022卡塔尔世界杯将于11月20日至12月18日举办，虽然中国足球队未能参与其中，但中国的建筑企业主导了主场卢塞尔球场的建设，并在规模、跨度、设计标准等多项指标上刷新了世界杯专业足球场的记录。该球场总座席数达92000个，其中无视线遮挡座席数80000个，这一指标背后的技术含量如何？本文将从视线设计角度对比多个世界杯球场案例，解析足球观赛视线原理，从而对不同看台选型做出评价。

有了它，就可以将建筑工程进行可视化和量化分析，提高工程建设效率，再说得简单点，就是以前那么多数据看着就头疼，但是有了这个模型，就可以将它变成一长串的数据甚至图案，我们看一眼就知道应该建成啥样的，多大的等等。

所以有人就希望通过建立一个三维的数字化模型，它将建筑项目的所有信息纳入到这个模型中，而且这个模型不是静态的，而是随着建筑生命周期的不断发展而逐步发生变化，乃至自行演进。

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透视变形是足球比赛信息落在人眼的变形程度，从观众的视觉规律出发计算。观众获取足球比赛的信息主要包括两个方面：一方面是足球和运动员的运动特征，以此来分辨比赛的进攻状态；另一方面是场上运动员的分布特征，以此来判断运动员的位置和球队的阵型。足球运动主要沿场地长轴方向，分为边路进攻和中路进攻；按照场内各区域运动员分布频率的差异性，分为前场分布、后场分布和中场分布（图4）。

和咪咕相比，短视频起家的抖音无疑体育大赛转播的“新手”。所以嘛，抖音这次的世界杯页面打造还是偏向于“中规中矩”一些。

所以在这些年卡塔尔一直在尝试举办大型的国际体育活动，比如2006年的亚运会，2011年亚洲杯足球赛等，而足球是卡塔尔最受欢迎的体育赛事，2010年时，他们成功申请到了“2022年世界杯”的举办权，成为中东国家举办过的最大型的体育盛事。

一、专业足球场看台参数设定及模型建立

二、专业足球场看台视觉质量评价体系建立

三、专业足球场看台视觉质量模拟及分析

四、结语

《建筑设计资料集（第三版）》中提出距离、高度角、方位角对视觉质量的影响规律，并给出了综合体育场的视觉质量分区平面图（图2）。以上文献研究多基于二维图形，缺乏对看台三维参数变化的考虑，或以单一因素为主，缺乏对多因素作用规律的分析。为此，本研究从视觉和心理学原理出发，剖析专业足球场的视觉质量影响因素并进行参数化编程，结合典型看台形式的三维模型进行视觉质量计算，探索看台设计参数对视觉质量的影响规律，以期科学评价不同形式的专业足球场视觉质量，为专业足球场的看台选型和优化设计提供评判依据。

一、专业足球场看台参数设定及模型建立

1.平面参数提取及设定

内场一般为矩形或微圆形（图3），控制参数为长轴方向圆弧半径p，短轴方向圆弧半径q。矩形内场视作p、q取无穷大，微圆形内场p、q分别取100m、300m，转角半径r均取6.5m。

2.剖面参数提取及设定

综合平面相关参数以规范最小值设定：在矩形内场看台中，视点取东西看台球场边界处，在微圆形内场看中，视点取在内场过角球点的偏移线上（见图3）；X1在边线和端线处分别取9.5m（边线处起始距离X0+首排排深d1），11m（端线处起始距离X0+首排排深d1）；首排眼点高度Y1为2.15m（首排坐席高度h0+1.15m，1.15m为中国人体坐视高度）；首排排深d1为1m，其余排深d为0.8m；C值为90mm（国际足联规定专业足球场C值极限值为60mm，推荐值为90mm，舒适值为120mm，本文结合60000座球场案例的实际常用数值，取90mm）；上下层看台间高差G为3m。看台两层，一层看台35排，二层看台排数以外轮廓裁切后为准。在等座微圆形内场看台中考虑看台分层的变化。

结合平面和剖面两类影响因素及相关参数，为便于各参数之间的比对，将常见的60000座专业足球场看台归纳为A1、A2、A3、A4、A5、B1、B2、C1、C2、D1、D2、E1、E2共13种类型（见表2）。经验算，以上类型看台俯视角均未超过34°。

二、专业足球场看台视觉质量评价体系建立

1.明视性

明视性指的是观看观赏对象的清晰度，主要和视距有关。专业足球场以场地四角作为视距标准点，利用Grasshopper分别计算每个眼点至四个角点的视距L1、L2、L3、L4，求得平均视距。为简化计算，本文将影响视觉质量的因素系数均缩放至0—1区间。计算最远视距（190m）处各眼点平均视距，取其中最大值约为160m；计算起始距离、首排高度、首排排深在规范最小值时首排各眼点平均视距，取其中最小值约为73.5m，由此可以计算平均视距落在最大、最小平均视距区间内的明视性系数：

2.真实性

通过对2014年和2018年世界杯小组赛及决赛共124场比赛数据的统计可知：足球运动中路进攻比例在25%上下波动，两个边路进攻比例相似，为37.5%；中场分布频率在50%上下波动，前后场分布频率相似，为25%（图5）。将中路和边路的进攻比例赋予到相应区域的透视变形计算中，得到足球场运动特征的透视变形加权系数。取中路和边路的中线作透视变形计算（图6），得到如下公式：

视距均匀性主要考虑眼点距射门区域的视距差比对视觉质量的影响程度，视距差比即眼点距离两个射门区域（足球比赛最精彩区域）的视距差与眼点到较远射门区域距离的比值。一般认为视距差比最小即眼点位于短轴上时，距离射门区域的视距相当，能均等地看到两边半场的射门信息。但视距差比最大的端部看台由于离球门近，可以第一时间感受进球等赛事精彩时刻。

3.舒适性

本视觉质量评价体系将视觉质量计算结果等分为10个区间，其中视觉质量计算结果越靠近1，视觉质量越优。通过看台参数的输入，可自动进行看台视觉质量计算，输出视觉质量模拟图。

三、专业足球场看台视觉质量模拟及分析

运用视觉质量评价体系，对表1所列球场看台类型进行视觉质量模拟，结合“各视觉质量分区坐席比例、视觉质量0.8以上坐席比例、平均视觉质量”等参量研究不同类型看台视觉质量特点，分析各设计参数对视觉质量的影响（表3、表4）。

1.看台选型的整体评价

等座看台的周边排数统一，与其他类型看台相比，南北和四角视觉质量较低的区域偏多，拉低了整体视觉质量，其中A1、A2平均视觉质量分别为0.6932、0.6856。此类看台屋盖结构规整，球场立面等高，从建设便易的角度推荐使用。

不等座看台的周边排数不一，由于四边中部看台排数增多，特别是东西两侧排数增多，转角处视觉质量差的看台相应减少，整体视觉质量优于等座看台。看台外轮廓呈起伏状，场内的聚拢氛围次于等座看台。从评价结果来看，在剖面参数一致的条件下，矩形内场看台平均视觉质量：D1（0.7099）>B1（0.7076）>C1（0.704）>E1（0.6969），微圆形内场看台平均视觉质量：D2（0.7）>B2（0.698）>C2（0.696）>E2（0.6929），由此可知，不等座看台视觉质量优劣排序为：四心椭圆控制圆心位于长轴看台>圆形看台>四心椭圆控制圆心位于短轴看台>八心椭圆看台。

2.看台平面形式对视觉质量的影响

对比A-E类中的矩形和微圆形内场看台视觉质量，可知矩形内场看台较微圆形内场看台整体更靠近球场，视距减小，视觉质量较优。因而，在其他参数一致的情况下，A1、B1、C1、D1、E1整体优于A2、B2、C2、D2、E2。在靠近边线和端线中点区域，微圆形内场看台较矩形内场看台后退，视野角减小，视觉质量略优。

（1）等座看台外轮廓形状与内场一致，与视觉质量模拟图外圈重合度最差，南北和转角大部分区域视觉质量处于0.6以下，其中A1平均视觉质量为0.6932，视觉质量在0.8以上的坐席占51.74%。但此类看台排数少，水平角较小。

（2）圆形看台与视觉质量模拟图外圈重合度较高，视觉质量在0.5以下的区域几乎消失，南北看台后排区域看台视觉质量略低，其中B1视觉质量最优，平均视觉质量为0.7076，视觉质量在0.8以上的坐席占52.16%。设计时可适当减少南北区域坐席数量，例如波尔图火龙体育场，采用了方形内场，设计时保留南北方向1层看台，将视觉质量差的2层看台裁切掉，使得坐席更集中于东西方向。

（3）四心椭圆控制圆心位于短轴看台南北看台排数较多，与视觉质量模拟图外圈表现出来的排数比例相反，视觉质量劣于圆形看台，南北后排部分视觉质量处于0.5以下，其中C1视觉质量最优，平均视觉质量为0.704，视觉质量在0.8以上的坐席占52.83%。

（4）四心椭圆控制圆心位于长轴看台与视觉质量模拟图外圈重合度最高，视觉质量在0.5以下区域完全消失，其中D1视觉质量最优，平均视觉质量为0.7099，视觉质量在0.8以上的坐席占52.78%。日本在2002年为世界杯所建的埼玉体育场即采用了此种看台类型，微圆形内场，东西看台两层，南北为一层连续看台。

（5）八心椭圆看台基本保留了等座看台形状特点，减少了四角高位看台，视觉质量稍优于等座看台。其中E1视觉质量最优，平均视觉质量为0.6969，视觉质量在0.8以上的坐席占51.07%。

3.看台不同方位视觉质量特点

A—E类看台中，东西看台视觉质量较优，眼点在边线处向外，视觉质量增长后逐渐减小。在边线1/4与3/4处，看台较低，透视变形大，视野角大，视觉质量在0.75—0.85；在边线中点区域视距均匀性得到改善，视觉质量略高，距边线中点10至35排时视觉质量最好，达到0.85以上，适合作为vip坐席；眼点由短轴逐渐往上，视觉质量降低，但透视变形减小，有较好的视野，一般将西看台此区域用作媒体坐席。南北看台整体视觉质量不高，随着眼点向外，视觉质量增长后逐渐减小，其中端线区域视觉质量略优，为0.75—0.85，为死忠球迷喜爱的位置；看台四角视距较远，透视变形大，视觉质量较差，大多在0.5以下。因而多数看台采用增加东西方向看台排数，或减少南北方向和四角区域看台排数。综合以上特征，在三维专业足球场看台视觉质量计算所得规律有异于通用的视觉质量分区图，这是由于对足球观赛特点的参数描述和指标引入产生的（图9）。

4. 看台分层对视觉质量的影响

两层看台之间的高出量G增加，同样造成二层看台升起量加剧，视觉质量降低，其中A4较A2两层看台之间增加了一层包厢，视觉质量降低了0.0031。针对眼点抬高造成的视觉质量降低，可以通过看台之间的重叠，使得后层看台靠近球场，视距减小，明视性增加，从而改善视觉质量。看台层数增加，可重叠的部分越多，视觉质量的改善越显著，其中A5较A2看台层数增加了一层，二三层看台往前伸出3排，平均视觉质量增加了0.0134，视觉质量在0.5及以下的区域几乎消失。增加看台层数同样可以带来增设包厢的机会，以此为出发点则会让球场更具商业价值和运营潜力。例如巴西利亚国家体育场，两层看台之间设置了三层vip包厢，并配以大量的vip坐席，通过二层看台的重叠，视觉质量得到一定的提升。

四、结语