（设计艺术学专业论文）基于LED光源的情感化照明研究.pdf

浙江理工大学硕士学位论文 基于l e d 光源的情感化照明研究 摘要 照明已经被我们称为环境设计的第四维空间，在新型的l e d 光源即将引发第 三次照明革命的背景下，建筑以及室内照明的情感回归具有紧迫而现实的意义， 论文从考查当代建筑照明缺乏人情味的现状出发，指出建筑照明本体的迷失是导 致建筑照明情感衰落的主要原因，过分强调技术和功能主义而忽视人文和人的心 理领域是照明给人带来情感危机的根源。 文章引进了设计心理学研究模型的概念和方法，配合实践的方式，深入研究 “情感化照明空间 的构成原理，空间的光构成与心理视觉( 视知觉) 相关性等 问题，并提出了“本能、行为、反思的全新的情感化照明理念。 情感化照明设计同时也是一项具有技术性和艺术性双重诉求的工作，论文通 过情感化照明的影响因素分析，结合光源技术，系统论述了光源是建筑空间的表 现和情感信息的载体而非本体；同时着重探索了基于设计心理学的以人为本的情 感化照明思想，以及基于最新l e d 光源技术的情感化照明设计的方法与流程，构 想了未来可能实现的“h d r i 建筑及室内情感化照明，并加以实践性的研究， 从而论证了照明设计师应该用综合的设计手法，在整合新光源技术的基础上，将 人的视觉和心理情感的因素渗透和融入到建筑及室内照明中，让建筑及室内空间 在不同场合的环境中产生与人心灵上的沟通与共鸣，从而在新光源技术下创造出 更富有情感意味的照明空间。 关键词：l e d 光源，建筑及室内，光空间，情感化照明 浙江理工大学硕士学位论文基于l e d 光源的情感化照明研究 em o t i o n a li l l um i n a t i o n d e s i g nb a s e do nl e d a b s t r a c t i l l u m i n a t i o nh a sb e e n w i d e l ya c k n o w l e d g e d a st h ef o u r t hd i m e n s i o no f e n v i r o n m e n t a ld e s i g n a tt h ea d v e n to ft h et h i r dr e v o l u t i o ni ni l l u m i n a t i o n 、析t h b r a n d n e wl e d l i g h t i n gs y s t e m ，i ti si m p e r a t i v et h a ti l l u m i n a t i n gt e c h n i q u e st a k ea n a f f e c t i v er e t u r n t h i sp a p e rs t u d i e st h e g e n e r a ls i t u a t i o n o ft h ec o n t e m p o r a r y a r c h i t e c t u r a li l l u m i n a t i n g ，a n dp o i n t so u tt h a tt h el o s so fa r c h i t e c t u r a li l l u m i n a t i n g r e a l i t yg i v e sr i s et ot h ed e c l i n eo fa r c h i t e c t u r a li l l u m i n a t i n gp r a c t i c ea n da r t a n o v e r e s t i m a t eo ft e c h n i c a la sw e l la sf u n c t i o n a le f f e c t si nt h ei l l u m i n a t i n gp r a c t i c ea n d a r t ，n e g l e c t i n g t h eh u m a n i s t i ca n d p s y c h o l o g i c a lc o n c e m s ，g i v e sr i s e t ot h e f u n d a m e n t a lc r i s i si nr e f e r e n c et oh u m a ne m o t i o n s t h i sp a p e rd r a w su p o nt h ec o n c e p t sa n dm e t h o d so fd e s i g n i n gp s y c h o l o g y ，a n d e x p l o r e st h ec o n s t i t u t i n gt h e o r i e sa b o u t e m o t i o n a li l l u m i n a t i n gs p a c e i nap r a c t i c a l m a n n e r ，a sw e l la st h er e l a t i o nb e t w e e ni l l u m i n a t i n ge l e m e n t sw i t h i ns p a c ea n d p s y c h o l o g i c a lv i s i o n ，a n dc o n c l u d e sw i t ht h ep r o p o s a lo fe m o t i o n a li l l u m i n a t i o nb a s e d u p o nt h e ”r e f l e c t i v e m b e h a v i o r a l - - v i s c e r a l ”m o d e l i g h t i n gi saj o bo fd u a ln a t u r e ，w h i c hp u r s u e sb o t ht e c h n i c a la sw e l la sa r t i s t i c p e r f e c t i o n t h ep a p e rs y s t e m a t i c a l l ye x p o u n d st h en a t u r eo fi l l u m i n a t i n gs o u r c e s ， w h i c hi sn o tt h ee s s e n c eb u tt h ep e r f o r m a n c eo fa r c h i t e c t u r a ls p a c es e r v i n gt h ev e h i c l e o fa f f e c t i v e i n f o r m a t i o n 。m e a n w h i l e ，t h ea u t h o r a l s o e x p l o r e s t h eh u m a n i s t i c i l l u m i n a t i n gi d e a sa n dt h e o r i e sa n di m a g i n gt h e h d r i l i g h t i n gt e c h n i c a li nt h ef u t u r e t h i sp a p e rc o n t e n d st h a ta r c h i t e c t u r ed e s i g n e rs h o u l dt a k eaw h o l e s o m ea p p r o a c h ， d r a wo nt h en e w l y d e v e l o p e dl i g h t i n gt e c h n i q u e s ，a n di n v o l v ei n t oa r c h i t e c t u r a la n d i n t e r i o ri l l u m i n a t i o nt h o s ec a r e sf o rh u m a nv i s u a la n de m o t i o n a le l e m e n t s s ot h a ti t c o u l db ec o n d u c i v et oa n ye m o t i o n a l l ys i g n i f i c a n tl i g h t i n gs p a c e ，w h e r e i nt h e r ee x i s t s t h eh a r m o n i o u sc o n n e c t i o nb e t w e e nt h eh u m a ns o u la n dt h ep h y s i c a ls e t t i n gu n d e r v a r i o u sc i r c u m s t a n c e s k e y w o r d s ：l e dl i g h t ，a r c h i t e c t u r a l & i n t e r i o r ，l i g h t i n gs p a c e ，e m o t i o n a l i l l u m i n a t i o nd e s i g n 浙江理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师 的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰 写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期：汐c 7 年月 浙江理工大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权浙江理工 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 学位论文作者签名： 日期：b 7 年； 保密口，在 不保密一 只| t , , f t 1 年解密后使用本版权书。 指导教师签名： 日期川7 年 浙江理工人学硕士学位论文基于l e d 光源的情感化照明研究 第一章绪论 1 1 选题的目的、意义及概念界定 1 1 1 选题缘由 照明设计现在已经被公认为是建筑设计的第四维空间，而伴随光源技术的进 步，它带给我们的却是照明空间的情感迷失。夜幕降临，我们看到的是到处充斥 着噪光的世晃，原本属于空间重要构成元素的照明设计失去了他应有的情感表 达，照明设计的本体究竟是什么? 是展示技术，还是让技术来为我们营造舒适的 心理视觉、能引起人的情感共鸣的光空间? 记得第一次看见“苹果”笔记本电脑的时候，笔者就深深地被它的待机指示 灯所吸引，其有节律的亮暗变化仿佛是婴儿睡眠时的缓慢呼吸，小指示灯简单的 光线控制却将笔记本拟人化了，一个毫无生命的工业化产物竞能让人觉得它仿佛 是一个会呼吸的、值得我们去怜爱的生命体。当拜读了诺曼的情感化设计 后才真正领悟到：设计的本体是情感。 一个小小的指示灯就能引起人们的情感共鸣，那我们的复杂的空间照明设计 做到了吗? 实际上，我国在建筑及室内光环境领域的情感化研究是非常匮乏的， 究其原因首先是意识形态方面的，现代照明设计发展于工业化的时代一个崇 尚理性的功能主义的时代，长期以来，照明设计企图依赖科技创新( 光源显色性 及亮度的提升) 来巩固自身的存在价值，因而更加忽视了技术以外的感性因素， 最终使照明设计迷失在功能主义和简洁义的教条中。一个房间一盏灯的处理方式 随处可见，照明设计方式也仍然停留量( 光的照度) 的原则上，而不是以一种性 ( 光的性质) 的标准来衡量照明的环境的舒适度，设计师似乎已经淡忘了光除了 满足最基本的照度以外还有激发人的情感的作用；其次是传统光源与光源情感表 达的矛盾，传统光源长期统治着我们的生活环境，而这些光源在发光方式、色彩 输出，安装空间，以及灯光控制上具有很大的局限性，这也间接地让设计者形成 唐纳德a 诺曼，一位享誉伞球的认知心理学家。他不仅是美国两北入学计算机科学、心理学和认识知 科的教授，加利福尼哑人学圣地哥分校的名誉教授，同时还是尼尔森诺曼集团的联合创办人和灵魂人物， 苹果公司先进技术组的副总裁，崇尚以人为奉的设计理念。 设计心理学的经典力作，以本能、行为和反思这三个设计的不同维度为疑础，阐述j ，情感在设计中所处 的重要地位与作用，深入地分析，如何将情感效果融入产品的设计中，町解决长期以来困扰设计工作人员 的问题可用性与美感之间的矛盾。 l 浙江理工大学硕十学位论文基于l e d 光源的情感化照明研究 了一种思维定式：照明只能遵循传统的布光法则。从而导致我们在很长的时间内 都不能摆脱传统光源照明在建筑及室内空间内对情感表现的束缚。 随着l e d 新型半导体光源的研制进展，照明用光源的技术局限性渐渐被减 弱了，最新的l e d 光源从体积，色温，亮度，显色性，以及可控性上已经完全 具备了情感化照明的能力。技术方面，l e d 即将全面引发第三次照明革命，而 意识形态方面，新型光源照明设计的本体究竟是什么? 这成为了众人关注的焦 点，面对新型的l e d 我们是纯粹对传统光源的替代和模拟? 还是借用新技术另 辟蹊径形成一种全新的以人为本照明理念，从而使死气沉沉的理性照明回归到人 类感性的自然情感? 在这样背景下笔者基于最新的l e d 光源技术和设计心理 学，提出了“l e d 情感化照明设计研究”这一课题。 1 1 2 选题的意义 “技术的功能主义只有同时扩展到心理学领域才是正确的。这是通往人情化 建筑的唯一道路。”阿尔瓦阿尔托建筑的人情化技术评论1 9 4 0 年1 1 月刊。 “我们己经承认，也许已经同意。那种有理由称之为理性的东西常常太 缺少人情味。 阿尔瓦阿尔托理性主义和人，在瑞典工艺协会上的 发言，1 9 5 5 年。 以上是现代建筑的奠基人阿尔瓦邯可尔托的建筑思想的摘录。这位现代 建筑的巨匠，尽管深受包豪斯功能主义学派的影响，但却毅然走出一条融理性与 浪漫为一体的人情化道路。正是他的人性化建筑创作思想与手法，才为工业化时 代的建筑设计回归自然指出了希望。 从情感的角度来研究建筑及室内照明，实际上是研究人与建筑空间之间关系 的一种新方式，并能更多地、更切实地体现出照明对人的关怀。照明设计并不是 建筑设计的全部，但是由于它在空间中的特殊性，我们应该投入更大的关注热情。 照明设计同建筑设计一样，并没有特定的模式去遵循，也不应只是一味地源于经 验。正如设计者在面对一个新的设计任务时，不应该完全只是以来自书本、教师、 l i g h te m i t t i n gd i o d e ，即发光二二极管的缩写，它足利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正 向电压，半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生各种色光。 第一次照明革命是电照明的白炽灯替代j ，火光照明，第h 二次照明革命是电致气体发光的荧光灯、钠( 钠 蒸汽) 灯的发明，l e d 由于其节能，环保无辐射，伞彩度的光色表现，其诞生被业界公认为是第三次照明 革命的标志。 2 浙江理一e 大学硕士学位论文基- j - l e d 光源的情感化照明研究 或己经建成的建筑等现成经验中去寻找解决的问题的方式，也不应该单纯借助于 某些哲学的、艺术的或者别的一些领域的思想来试图凭空制造出一些所谓新的照 明形式，而应该更多地深入生活，深入到社会的人们的情感需求中去，让每个 即将诞生的新建筑照明设计都具有一个健康的、有生命力的情感。 而目前仍有许多照明设计师视“装饰是罪恶的”和“住宅空间就是居住机器 为信条，教条地实践着这些信念。以至于只追求功能理性、技术至上，认为这就 是照明存在的唯一意义。 对现实的忧虑和对未来的憧憬迫使我们冷静地反省照明设计中的情感问题， 这也是笔者重拾阿尔瓦5 可尔托建筑人性化思想的重要原因。针对目前我国建筑 照明设计中的弊端( 或单纯从技术角度出发，或单从形式出发的状况) ，提出情 感化照明的研究有着紧迫而现实的意义，情感化照明不仅仅是技术的、或只是形 式的，它是在技术与情感整合的基础上，通过设计师的创造性劳动，在注入设计 者的思想和情感后，使照明能呈现出与人互相交流的、有意义的状态。因此对该 课题的研究有着积极的实践意义。 1 1 3 概念及研究范围界定 情感化设计含义的界定： 情感化的英文单词是“e m o t i o n a l ”。其准确的解释应该是：感动人的、能激 起人的感情的。情感化设计并不是说某种设计具有自身的情感，而是说该设计能 激发人的某种情感，在照明设计领域可以理解为能激发人的某种感情的照明设 计，本文的“情感化照明这一概念由诺曼的“情感化设计 一词演绎而来。 研究的范围界定： 照明分为自然光照明与人工光源照明，自然采光对建筑及空问来说具有重要 的意义，因为自然光本身是具有一种情感的，昼夜，四季，天气变化对建筑及室 内的影响都能激起人们的某种情绪，自然照明的情感表现往往能被设计师纳入建 筑设计的系统之内。相对于自然光，人工照明设计却往往受到冷落，其视觉表现 常显得死板、教条和没有人情味，所以本课题研究主要是建筑及室内环境的中的 人工照明的情感化问题，由于最新l e d 光源在情感表现上所具有的优异特性， 所以笔者将研究限定为l e d 在建筑及室内的情感化表现。这里的建筑主要是指 公共建筑和住宅，室内也主要指公共建筑以及居室内的空间。 1 浙江理工大学硕士学位论文基tl e d 光源的情感化照明研究 1 2 相关理论研究及评述 实际上，人们探索照明情感的脚步一直都没有停止过。从保罗海宁森的无 眩光光源的设计、理查德凯利基于心理学的照明理念到安藤忠雄的“与自然对 话”的光空间观等等，他们这些对照明表现力和意义不懈的追求和探索，建 筑照明设计的状况才有所改变，建筑及其场所环境才渐渐有了情趣和意义。笔者 正是从这几位大师中吸收了很多的情感照明理念，他们的观点为本文的研究提供 了有力的理论支持。 1 2 1 保罗海宁森的室内光源设计及其采光理论 保罗海宁森是简约主义照明理论的代表人物。他认为灯光是创造和感受空 间的关键。室内光照分配对空间营造具有重要意义，光影投射在物体上具有再塑 造的效果，光对颜色和织物质地的感受也能产生的重要影响。他使人们更注重非 眩光照明使用。 对于照明感觉方面的研究他得出了以下采光理论： 所有的光线必须经过一次反射才能达到工作面，以获得柔和均匀的照明效 果，并避免清晰的阴影。 无论从任何角度均不能看到光源，以免眩光刺激眼睛。 应对白炽灯光谱进行补偿，以获得适宜感官的光色。 减弱灯罩边沿的亮度，并允许部分光线溢出，以防止灯具和黑暗背景形成 过大反差，造成眼睛不适。 应利用一种相对向下的光线分布，产生一种闭合建筑空间的效果。 保罗海宁森根据人的视知觉本能对人工光源提出了自然光照的要求，首次 将人提到了照明主体的位置，避免清晰阴影和眩光是一种对自然照明模拟以满足 人的自然视觉的理念。作为灯光设计师，他辉煌的成就直到今天都对丹麦以至整 个灯具设计界有着超乎寻常的影响。 保罗海宁森：p o u lh e n n i n g s e n ( 1 8 9 4 1 9 6 7 ) ，丹麦著名的灯光设计师、建筑师兼作家。 4 浙江理工大学硕士学位论文基于l e d 光源的情感化照明研究 1 2 2 理查德凯利的照明设计思想 在理查德凯利以前，人工光源对人的影响往往被片面地归结为只是照度 的高低，很多人错误地认为照度越高，视觉环境也就越好。在2 0 世纪5 0 年代，密 斯凡德罗设计纽约西格拉姆大厦时，特意邀请了著名舞台灯光师理查德凯 利担任建筑照明设计，凯利以其对视觉心理学的理解和有关舞台照明的经验定 环境光重点光气氛营造 斟】1 理查德凯利的三种照明功能 ( 来源：k a r lm a r i a r e l e r 理查德凯利和定性照明设计) 义了一个以心理学为基础的独特的照明设计概念，此后尊称为“现代建筑照明设 计之父”。当时凯利提出了著名的照明定性设计的理论：如( 图11 ) 所示，他 将在戏剧照明领域获得的经验和知觉心理学的基本原理结合在一起，( 在凯利之 前一个量化均匀的照度指标是照明设计依据的主要标准) 并按照两个方面柬区 分，即：光的质量以及三种基本功能：环境光，重点光和气氛的营造( 某些书上 将气氛营造翻译为装饰照明或者闪烁照明) 。环境光是指对于感知空白j 和物体这 是最基本的照明需求，它让我们在特定的环境中定位( 知道自己或空间内的物体 所处的位置) 。重点光突出环境背景的重要物体或区域，这样的视觉环境结构合 理，使我们能够迅速获得主体的视觉印象，识别重要区域，井赋予它们我们认为 必要的尽可能多的关注。气氛营造让光营造气氛或效果，从而束装饰环境，影响 人的心境。 他的照明理论承认视觉是一个处理信息的过程。视觉环境不仅仅是光和物理 浙江理工大学硕士学位论文基丁l e d 光源的情感化照明研究 表面的组合，人也不仅仅限于被动地接受周围环境，而是接受过程中的一个主动 因素，因为人们是根据视觉环境中不同的需求和各异的经历和期待来理解视觉环 境图像的。 凯利在设计上的成功之处就在于：他的作品永远是建立在对建筑充分的分析 和把握上的，这使得他在同时代的照明工程师中脱颖而出。凯利认为光的效果和 魔力应该是建筑设计的精华，照明设计应该是贯穿建筑设计始终的过程，即使是 资深建筑师，如果不能身体力行地去关注光，那么他就不可能创作出好的作品。 凯利留给我们设计作品、发明创造、以及照明人性化模式和理论无疑是最宝 贵的财富，凯利的定性照明设计理论为本文提供了是情感化照明研究的先驱。 1 2 3 唐纳德a 诺曼的情感化的工业设计理论 唐纳德a 诺曼( 以下简称：诺曼) 划时代地将人类的情绪纳入了工业设 计研究的对象，他指出：“人脑有三种不同的加工水平本能的、行为的和反思 的。与人脑的这三种加工水平相对应，对产品的设计也有三种水平本能水 平的设计、行为水平的设计和反思水平的设计。本能水平的设计主要 涉及产品外形的初始效果，行为水平的设计主要是关于用户使用产品的所有 经验，反思水平的设计主要包括产品给人的感觉，它描绘了一个什么形象， 它告诉其他人它的拥有者是什么品味。设计者在设计新的产品时，应综合考虑设 计的这三种水平，创作出既美观易用又富有个性的产品。”【1 】在诺曼的情感化设 计理论中，更多的是在讨论设计思想，而不是具体的设计方法和步骤。 照明设计是产品设计吗? 而在解读了诺曼的情感化设计理念以后，笔者得到 了一个肯定的答案，并尝试着将他的三种设计水平应用到了照明设计领域。光的 设计同样可以分为“本能的照明对光照度的需求( 光亮是每个人本能的追 求，几乎没有人会喜欢呆在绝对黑暗的环境，没有光我们根本无法感受空间和在 空间中确定自己的位置) ；“行为 水平的照明效用和功能性，我们不妨引用 一下前面提到的理查德凯利的重点照明理论，重点照明是功能性的最好体现也 可以说是“行为水平的照明设计；反思水平的照明照明环境对唤起人们某 种共鸣，或者身处该照明氛围内人所获得的一种满足感有关的照明氛围，在后面 的研究中这三种设计水平成为了笔者的情感化照明的研究主线。 “本能的、行为的和反思的 这三个不同维度，在任何设计中都是两种或者 浙江理工大学硕士学位论文基于l e d 光源的情感化照明研究 三种交织的，对于任何一种设计，其中一个维度都没有是不可能的。重要的是要 研究这三个维度是如何与认知情感相交织的。 诺曼的情感化设计理论为本文的情感化照明设计研究提供了坚实的理论基 础。 此外，路易斯康的光影理念、诺曼福斯特的建筑观、安藤忠雄的“与自然 对话的光空间观 都为本文的情感化照明研究提供了极大的理论及实践的支持。 1 3 论文研究方法及构架 我国建筑及室内照明语言方面的研究文章及专著在近年来呈繁荣的态势，这 与建筑照明在当今成为人们关注的热点有很大关系。但纵览这些文章及著述可以 发现它们中的大部分或从纯理论方向，或从纯技术方面对照明以研究。因此本论 文在兼顾照明空间表现主体( 光源) “形而下”研究的同时，更侧重在前述几位 照明大师们的理论基础上对建筑及室内照明的“形而上”精神意义中的人的 情感方面加以探索。以期为以后建筑及室内照明研究深入主体的情感方面，抛砖 引玉、开辟新的视野。 本论文是采用开放式的结构形态，主要通过技术，艺术，实践三个层面论证 l e d 情感化照明理论的必要性、可行性，及取得的阶段性成果，并提出了未来的 发展展望，为以后l e d 在建筑照明情感化领域内进行更为深入的研究留有余地。 第一章绪论部分，主要概述建筑及室内情感化照明的相关理论以及阐明本 文研究建筑及室内情感化照明的意义和价值，从而为正文部分的研究提供了目 的。 第二章基于照明情感化设计的基本要素分析，结合建筑及室内照明设计的 现状，从而引发对建筑及室内情感化照明的问题的思考。 第三章反思传统照明情感表现，并从技术层面分析l e d 对情感化照明的影 响，同时为情感化照明研究的意识形态注入了全新的理念，通过对情感化设计的 三种情感照明设计的意识形态( 参见本文2 7 页) 的分析，将建筑及室内情感化 照明的研究引向的现实环境，为下一章构筑情感化照明的实践研究提供更为广阔 的理论支持和背景平台。 第四章具体从构筑情感化照明途径方面，深入到建筑及室内主体，结合本 体的情感经验，多角度，多手段地通过实例( 设计稿及真实案例) 加以实践性研 7 浙江理工大学硕十学位论文基y - l e d 光源的情感化照明研究 究。为将来实现l e d 的情感化建筑及室内照明提供实际操作的支持。 结语部分对全论文进行概要性总括，点明和强化研究的意义和价值。整篇论 文写作关系呈现总一分一总的逻辑思路。 注释： 1 】唐纳德a 诺曼情感化设计电子工业出版社2 0 0 5p 3 浙江理工大学硕士学位论文基t - l e d 光源的情感化照明研究 第二章情感化照明研究要素及现状分析 2 1 光的体验 光线，是揭示生活的因素之一。“它是人和一切昼行动物大部分生命活动所 赖以进行的条件，又是推动生命活动的另一种力量热量的视觉对应物。 除此之外，光线还能向眼睛解释时间和季节的循环。光线，几乎是人的感官所能 得到的一种最辉煌和最壮观的经验，正因为如此，它才会在原始的宗教仪式中受 到人们顶礼膜拜。随着它对人类日常生活和生产活动的巨大作用同益为人们所熟 悉，人们越来越担心着它的泯灭。只有艺术家和诗兴偶发的普通人，才能在对它 进行审美关照和审美欣赏中，洞见它的美的光辉。”【lj 这段话形象的说明了光不 但赋予了我们生命，光同时也赋予了我们情感。 光是人们视觉感知的基本条件，没有光就谈不上视觉。光反映自然界中一切 事物的形态、质感、色彩和轮廓，使空间与形态发生联系。它将多姿多彩物质世 界展现在我们眼前，使被照射的物体变为可见而它自身却不可触知。从这一 点上可以说光是一切视觉信息的载体。而从视觉心理的角度来看。不同的视觉信 息乃至光本身都会使人产生不同的心理体验，给人的情感上和精神上带来丰富的 感受，“小时候我们关于情感的记忆几乎都和光有关，这种情感是和光的记忆相 联系的【2 1 ，光是情感的源泉，也是在本课题中第一个要研究的对象。 2 1 1 自然光与人工光源的情感表现分析 我们每天都在和光打交道，现实中有两种光：一种是阳光通过门、窗等照射 进来的自然光。另一种是人工光，是指用各种人工光源对室内环境进行照明的一 种方法，任何一种类型的光线都会影响人的心理活动和心境。 自然光主要指阳光，它不仅带给我们光明，还在其所充斥的空间营造出各种 不同的情绪。随着季节、天气、昼夜的变化阳光的强度、方向、色调、饱和度等 特性的也随之不断改变，并改变着我们对空间的心理感知开阔、狭窄、高耸、 压抑等，也改变着我们的情绪亲密、冷漠，平和、紧张、活力等。 人工光源的发展经历了一个漫长的发展过程，现今学术界公认的人工照明分 为火照明时代、电照明时代和半导体照明时代，见( 图2 1 ) 。自从1 8 7 9 年1 0 月2 l o 浙江理工大学硕士学位论文基于l e d 光源的情感化照明研究 日爱迪生发明了第一只自炽灯开始，人类告别了利用火光照明的历史，此后，新 型光源的出现，在照明史上都具有划时代的意义。自白炽灯以后，相继出现了荧 光灯，金卤灯，高压纳灯等电光源，到了2 i 世纪后，新型节能高效的半导体l e d 曛二闲网 约1 9 世纪以前约2 0 世纪 图2 1 人丁光源发展圉( 来源：作者 喀、? 。， i 半导体照昭时代 约2 1 世纪以后 光源成为新一代的人工光源的代表。 我们不可否认，从表现力来看，自然光富于变化，任何自然光都会随着时日j 的变化而表现出强度、方向、入射角、色调等方面的变化，它使沐浴在其中的建 筑及空间的形象也随之表现出差异。多变是自然光照明的一大特点，但多变也带 来了光照的不稳定性和非连续性、以及直射阳光对视觉工作的不利影响。这些不 利因素同时又成为自然光利用的瓶颈，在需要特定情感需求的工作场所，仅仅依 靠自然光，是难以满足情感化照明的要求的。因此必须利用人工光进行辅助照 明。 与自然光相比，夜晚是人工光源的情感表现舞台，自然光则无能为力了，虽 然以物理指标街量，人工光存在着种种不足，但它在满足不同光环境要求，以及 在光源外观的多样性、场景设计的多变性、布光的灵活性、投光的精确性等方面， 较之自然光有着不可替代的优势。特别是l e d 光源的出现，它克服了传统光源的 种种弊端，为人工光源的情感表现提供了强有力的技术支持。 2 1 2 人工光源对情感的重要影响因素 人工光源对情感的影响因素主要有光源的色温、亮度、显色性、光影及其安 装位置，以下的分析主要是基于人的心理视知觉进行的。 2 1 2 1 色温 色温会影响人的情感。那色温究竟是指什么? 我们知道，通常人眼所见到的 1 0 浙江理工大学硕士学位论文基于l e l j 光源的情感化照明研究 光线，是由七种色光的光谱所组成。但其中有些光线会偏蓝，有些则偏红，色温 就是用来度量光线的颜色成分的。主要是指光的色彩倾向，而不是指某种色光， 色温不是指光的色彩。事实上我们将很多高色温或者低色温的光源发出的光统称 为白光只不过是这种白光具有某种色彩倾向而己，色温与光源显色性。也没有 必然的联系，显色性只和光的频谱成分有关。 色温的测量单位为k 。如白炽照明温度是2 7 0 0 k 左右，而阳光温度是5 5 0 0 k 左 右，它的色温最接近标准的白色，( 国22 ) 为常见光源与自然光的色温比对。 窿斛 薹茎鏊 臻一 霓。“8 ”? 豺 。型 譬 i 0 1 2 v i , g w _ 嚣o 蔓嘲l 、了。 v蚺 m # m m b m 一 。“4 “。4 “84 “8“6 f i 0 魄 g ：4 + 4 ”一j 。 k * 自m 舭i ? t 自 0i 2，i q c _ ，i _ m h i h mq l _ o h 目f ，r 】n，r tn n m7 k 圈2 2 色温比对幽( 来探：中岛龙兴照明灯光设计) 在本课题的研究中我们更需要了解的是光源色温对人的，1 1 , 理因素的影响，心 理学家发现：“高色温对人的视觉和脑疲劳的恢复是不利的，在此种光源条件下 休息也是不适宜的，如能在较低的色温光源下休息，人就会感到放松和舒适，有 显色性2 物件在某种光源下的显色能力称为该光署4 色性 浙江理j _ = 人学硕士学位论文 基于l e d 光源的情感化照明研究 利于促进人脑疲劳的恢复”。色温在3 3 0 0 k 以f 有稳重的气氛，温暖的感觉；色 温在3 0 0 0 6 0 0 0 k 为中间色温，有爽快的感觉；色温在6 0 0 0 k 以上有冷的感觉。高 色温光源照射下，如照度不高则给人们有一种阴森的气氛；低色温光源照射下， 照度过高会给人们有一种闷热感觉在处理色温时我们要充分考虑照度对色温产 生的心理影响。在同一空间使用两种光色差很大的光源，其对比将会出现某些层 次效果。 为探究人们对色温的偏好，笔者尝试了一个简单的实验：将一个白色的茶壶 放置在一个纯黑的虚拟环境中，将一盏等照度的光源用不同的色温对场景加以渲 染，色温分别被设置为2 5 0 0 k ，4 0 0 0 k ，6 5 0 0 k 8 0 0 0 k ，9 5 0 0 k 。如( 图23 ) 我们可以感觉到场景色温由低到高的变化。 怪| 2 3 色温的情感( 米源作者) 笔者将渲染图打印后分发给两个班级的a ，b 两组共3 0 位学生，命题为 “你愿意在以下哪种光照条件下_ 丁作? ”，调查结果数据见( 表21 ) 蜀片代号a 缓b 编巷计斩占百分比 a3251 66 7 b02266 7 c9 8 1 75 66 7 dl126 6 7 e224 1 33 3 表2 1 色温倾向统计( 来源：作者) 表中大部分学生的选择集中在c 图上，这表明大部分人愿意在接近自然的 白光环境e e t _ 作，这正好印证了中岛龙兴。“亚洲人更喜欢标准白色的光源”1 5 1 的研究结果。 此外，色温还有一个有趣的现象，假如我们把某一张图片孤立拿出来给学生 月牵当代著g 照明设 师 浙江理工大学硕士学t ；7 ：论文基于l e d 光源的情感化照明研究 观察，几乎所有的学生都会将场景内的物体判断为白色( 白色的茶壶和白色的桌 面) ，因为人的眼睛看色是有“错误”的，在不同色温环境里看颜色时，跟睛会 通过大脑不自觉地调整色差，按机器电录色彩来说，白色的东西在不同色温下都 不是一样白的，但经人眼辨别后认为还是白色，这是一种奇妙的色温视觉恒常性。 在进行照明设计的时候我们可以将不同色温的光源放置在一起，这样人眼就会 “无所适从”，从而也会形成前面提到的色温层次感。 一般来说，照明用的传统光源的色温几乎是恒定的，而最新的l e d 光源具有 2 5 0 0 k 9 0 0 0 k 的色温表现力，几乎涵盖了所有的传统人工光源的色温范围，足以 满足人们对光源色温调节的需求。其中5 5 0 0 k 左右的l e d 性能非常稳定，是用作 照明的晟理想的l e d 光源，也是最接近自然白光色温的光源，这类l e d 我们称之 为白光l e d 。 2 1 2 2 亮度 物理学上的亮度与视知觉中人们感知的亮度是不一样的，列昂巴提斯塔阿 尔渡提。曾经说过：“象牙和白银是白色的，但是当把它们放到天鹅面前时，就相 形见绌了。正是由于这个道理，如果我们在绘画中使黑白比例搭配得就像是它们 在自然之中那样由最亮的部分到阴影部分均匀地分布着，明亮的物体看上去就 十分明亮。因为对物体的认识从来都是通过比较进行的。”1 4 1 在菜一特定的区域 之内，如果所有的亮度值都以同样的比例改变，那么，这一区域之内的每一件物 体的亮度值看上去都“不变”，然而一旦我们将各种物体的亮度值的分布状态改 变时，其中所有物体的亮度也都会随之改变。如( 图2 4 ) 中三个小方块的明度 是恒定的，同是5 0 的灰色，物理上他 们处于同一个亮度 级别，而背景的大 方快的明度是不一 样的分别为7 0 的 口 7 0 b + 5 0 8i 0 0 b + 5 0 b3 0 b + 5 0 b 圉2 4 视觉亮度( 来源；作者) 妻篇黧褰畿黜嬲臻器裂黼篙黼监赞粼勰尹4 列昂。提斯塔。8 尔渡提1 4 0 4 1 4 7 2 ) 意大型建筑师1 4 家。 浙江理工_ 人学硕士学位论文基于l e d 光源的情感化j l c 明研究 灰；1 0 0 的黑；3 0 0 的扶。相同明度的方块，在黑色背景下的小方块给我们的 感觉是“撮亮”。 由此可见心理学中的亮度是由对比产生的反映到室内的照明则是物体的 亮部与阴影的关系，光源越亮背景可能越暗，反差也越大，光源的照度直接会影 响这种对比，因此，作为居室内的光源最好能具有可调亮度的特性，这样可以 根据我们的即时的心理需要来控制室内的明暗对比。 光源的亮度越大，可以实现的明暗对比跨度也就越大，在处理室内照明的亮 度时也具有更大的可控范围。 2 1 2 3 显色性 光源肘物体的显色能力称为显色性，显色性是通过与同色温的参考或基准光 源下物体外观颜色的比较而束的。光所发射的光谱内容决定光源的光色，只含有 红光光谱的光称为红色光这和色温的概念是不一样的，色温只是广谱( 全频谱) 的光波混合时的某种色彩频谱的倾向较大比如，红色波长的波段在光源中较为 突出时，该光源的色温就偏低，但仍然属于白光的范畴。 当某种光源的光谱中缺乏某物体在基准光源下所反射的主波。时，会使颜色 产生明显的色差。色差程度愈大，光源对该色的显色性愈差。比如蓝色的光照射 到红色的物体上，该物体的红色固有色就无法体现了。 从生理角度而言，光源的显色性越好越有利于人眼的视觉机能，但在舞台美 图2 5 绿光使场景显色性降低( 左圈) ( 来源：格雷厄姆 白光使物体呈现出较高的显色性( 右囤) 沃尔斯特舞台灯光) 物件在基准光源所反射的主波2 即物体的商有鲁 浙江理工人学硕士学位论文基于l e d 光源的情感化照明研究 术的灯光中，有时候为了满足心理需要，生理需求会居于次要地位，为烘托和渲 染气氛的需要，往往会通过加滤色片的方式来降低光的显色性，如( 图2 5 ) 左 图。 在舞台中才用绿色光对场景进行照明通常是用来营造一种神秘感和恐怖感， 当需要改变气氛时则会加入一定量的白光来削弱这种感觉，如( 图2 5 ) 右图。 通过滤色片的显色性控制方式显然是不太适合普通的建筑及室内照明的，在 这些空间里，我们很难却置需要更换滤色片的大型灯具，要在普通的建筑及室内 照明设计中实现这种效果就需要一个体积小，亮度大，能简单控光的光源。目前 三基色。l e d 通过对三种光色的亮度比例控制就能够帮助我们实现这种梦幻般的 舞台照明效果。在进行情感照明设计的时候，基于l e d 我们就可以将舞台灯光 的语言搬到现实的照明设计之中。 2 1 2 4 光影 光影可以使空间产生情绪感。空间的情感对空间内的人而言极为重要，空间 情感的变化会直接影响人的情绪，从而同化人的思维，使其与空问共呼吸，达到 心境合一的最佳状态。在光影中，空间表情变得琢磨不定，忽而热烈、忽而宁静、 忽而清晰、忽而模糊，这种动感足空廿】情感的一种宣泄。 影是光的产物，影包含本影和半影，自然漫射光使物体投下的影子较为柔和 透明，见( 图2 6 ) 左图，这种影基于人的视知觉而吉是感性、随意和放松的： 必 圈2 6 漫射光渊( 左图) 与点光源的阴影( , f i 圈) 的不同情感表现( 来源：作者) 而人工的点光源投下的阴影边缘较为锐利，几乎只有非透明的本影，这种影则是 理性的、固定的，有一种机械化的感觉在照明空间中往往会让人感觉到紧张不 。三基色。6 0 。基+ 红绿蓝r 0 8 拖色原理的。誓。6 0 浙江理【大学硕十学位论文基于l e d 光源的情感化照明研究 安和危机感，见( 图26 ) 右图。 2 0 世纪6 0 年代以来，越来越多的学者试图通过对人的视觉心理的分析来阐述 空间感是怎样产生的，以及空间是什么的问题。从视觉心理的角度来看空间不仅 仅是由实体围台的空的部分，空阐是比实体更为精神化的一种存在。实体的围合 固然是产生空问的一个重要物质要素，但它只是一种媒介最终空间感的产生还 是要通过人的视觉心理感知，因此，对光影的熟练运用，是营造情感化照明重要 手段之一。 光影通过对空间的感染力，保持与设计师情感的联系，井与设计师的性格形 成对照。设计师的独特性格会造成空间的独特性，比如思维严谨的设计师所表达 的空间情绪必定严肃、规整，情绪活泼的设计师在空间的塑造上则会更具活力。 勒柯布西耶曾经说过：“建筑的要素是墙与空到，光与影”【5 j 。在空丑j 中， 光影是营造空间情感的一种有效元素，和墙、顶、地等空间界面元素功能类似， 但又有所不同，相对于空间，墙、顶、地等表现出的一种稳定，明晰和尺度感 光影则飘忽不定，具有灵动感。它受到更多外界因素的影响，如光源、位置、光 色及投光方式等因素。然而正因为这种飘忽不定使光影具有更强、更有效的可塑 性，对空间情感的塑造也更加突出。我们可阻从日本建筑大师安藤忠雄的光之 教堂中深切的感受到这种空问的灵动，见( 图27 ) 蔷i i i 避 图27 安藤忠雄的光之教堂( 来源；费顿出版社安藤忠罐作品全集) 现代建筑将窗户从结构跟制中解放出来，可以在任何尺度中被自由地创造。 但这却没有带柬光在建筑中的解放光的活力被无效地分散，最后陷于沦雀。“现 照明设计创造了一个过分透明的世界一个泛光的世界，排斥其它，消除黑暗。 这种充斥着光的世界，就像绝对的黑暗一样，意味着空间的死亡”嘲。这正如冯 1 6 浙江理工大学硕士学位论文基于l e d 光源的情感化照明研究 友兰先生所说：“富于暗示，而不是明晰得一览无余，是一切中国艺术的理想， 诗歌、绘画以及其他无不如此。 7 1 q b 国的建筑艺术也包含着同样的审美情趣， 与西方建筑追求高大宏伟的人为气势相比，中国传统建筑则是在与自然共存中取 得和谐的姿态，建筑室内空间中光的运用也透射出自然含蓄之美。路易斯康也 说过“设计空间就是设计光”，这就是光影与空间的本质关系。 2 1 2 5 光源的位置对人的心理影响 有研究表明，光源的高度与人的心理也有很大的关系，光源的高度和心情平 静感的联系，可以与太阳光的自然表现效果作比较。即：太阳高度最高的正午时 分，色温达到最高，强烈的阳光自上而下地照射时人的心理最活跃，但同时会伴 有紧张感。随后，时间每向傍晚前进一步，太阳的光就失去一点强度，在降低色 温的同时，也慢慢地降低了高度。在傍晚时分，人们在街上行走时的身影，开始 在路面上变长时，一天也就要结束了，人们的紧张感也就缓和下来了。人影的长 度就是心情平静的测量器。这就是因为只要是太阳在头顶上正面照射，或是斜着 照射，或是