拉斯維加斯的‘巨型球’是靠什麼發光的？（科普解惑龍版）

位於拉斯維加斯的巨型球（MSG Sphere）。由明星建築公司Populous設計，歷經七年打造。

這幢未來主義的大型建築項目採用了總計31351平方米的固定鋁型材和2647平方米的預穿孔鋁型材，造價高達23億美元（約165億人民幣）。    

由於它宏偉的規模和獨特的球形設計，已經成爲全球新地標。它高約111.6米，寬約157.3米，也是目前全球最大的球形建築。

這座巨型球最attractive的莫過於其外層球幕。這塊面積達54000平方米的LED屏幕，相當於三個足球場大小，是“地球上最大的LED屏幕”。

那這個球外層是靠什麼發光的呢？？

LED發光

外層球幕的核心技術是發光二極管（LED）。它由大約120萬個定製設計的LED單元組成。這些單元專爲球形表面設計，確保了顯示屏的無縫曲面效果。

每個LED單元包含48個獨立的LED二極管，整個外層球幕由數千萬個微小光源共同照亮，能顯示2.56億種不同顏色，呈現出極其鮮豔的視覺效果。

在白天，這個像”麻團“一樣的球看起來黑不溜秋，與周圍景色格格不入

而到了夜晚，燈光閃爍，便開始釋放它獨有的光彩魅力

像素間距

像素間距是衡量屏幕清晰度的關鍵指標。外層球幕的LED單元間距約20釐米。

對於從遠處觀看的巨型戶外顯示屏而言，這是一個平衡了視覺效果、製造成本和能耗的選擇。這塊屏幕擁有120萬個像素單元，分辨率高達19000 x 13500像素。

屏幕的可靠性與耐久性

爲確保在拉斯維加斯強烈陽光下也能保持清晰和鮮豔的視覺效果，它擁有超過4000尼特的超高亮度。

此外，其設計融入了自適應亮度調節功能，能根據環境光線動態調整亮度，優化可見性並降低能耗。

大多數戶外LED廣告屏幕的預期壽命在80000到120000小時之間。這意味着如果屏幕每天24小時運行，在理想條件下可以使用大約9到13年。

影響LED屏幕壽命的關鍵因素：

• 溫度管理 高溫是LED壽命的最大敵人。巨型球的設計包含了LED模塊內部的充足通風、散熱器和風扇。工程團隊在設計時充分考慮了“氣候條件”和“熱性能”，甚至能預測觀衆的溫度舒適度，這也說明整個結構都配備了先進的HVAC和冷卻系統。

• 電流與亮度設置 爲了提高亮度而以過高電流驅動LED會產生更多熱量並對半導體材料造成壓力，從而縮短壽命。將LED運行在推薦電流水平，並根據環境光動態調整亮度，避免不必要的最大亮度，是延長壽命的關鍵。

• 環境防護 戶外屏幕必須承受雨水、灰塵、風和紫外線輻射等各種環境因素。適當的IP等級外殼和保護塗層對於保護敏感組件至關重要。

爲屏幕創作內容的困難和技術

不過爲16K分辨率的球形屏幕創作內容也是一項艱鉅的任務。Sphere Studios爲此開發了“Big Sky”攝像系統，配備3.16億像素的HDR傳感器，能夠進行單次拍攝實現16K分辨率的捕捉，避免了傳統多攝像機拍攝所需的複雜拼接過程，這對實現無縫、沉浸式視覺體驗至關重要。

實現如此規模顯示所需的海量處理能力，內部和外部顯示屏由150塊NVIDIA RTX A6000圖形處理單元提供動力，每塊GPU擁有超過10752個核心和48GB內存。

在巨大規模下，媒體存儲和實時播放構成了顯著的挑戰。內容預先錄製並存儲在網絡附加存儲（NAS）系統中，然後實時流式傳輸到數十臺媒體服務器，這些服務器以60幀的速度傳輸4K視頻。這些視頻流隨後被拼接起來，形成16K分辨率的顯示畫面。

一個中央控制軟件將所有元素連接起來，管理音視頻流、連接數據庫，並控制各種演出元素，如燈光、風扇、氣味發生器和振動傳感器，以創造一個統一的沉浸式環境。

儘管巨型球的能耗巨大（高峯期估計爲28兆瓦，足以供21,000戶家庭使用），但其LED屏幕通過與NV Energy簽訂的25年協議，其能源70%將來自太陽能，剩餘排放將通過可再生能源信用額度進行抵消。然而，關於其對光污染的擔憂，還包括更廣泛的生態影響都仍然存在。