（设计艺术学专业论文）景观照明设计的光构成方法研究.pdf

南京航空航天大学硕士学位论文 i 摘 要 随着国家经济的日益强盛和社会文明的不断进步，城市景观照明设计迅速 发展，极大地丰富了人们的生活内容。但是，景观照明设计也存在着许多问题， 如因为灯光设计不合理而产生能源浪费问题，导致光污染问题，造成人文关怀 缺失问题，尤其是在传统景观照明设计中的文化表现缺失问题。 产生这些问题的主要原因是在景观照明光构成设计中没有一套系统完善的 程序方法可遵循并得以贯彻实施。为此，本论文在阐述一般光构成原理、光构 成设计原则的基础上，研究分析了景观照明光构成设计与绿色设计、与人性化 设计、与文化表现设计等之间的关系，初步建立了景观照明光构成在绿色设计、 人性化设计和文化表现设计中的方法和程序，并通过白鹭湖公园景观设计方案 中两个特色景观的实践案例，对论文提出的景观照明光构成设计的方法与程序 进行了可行性的验证，为今后的景观照明光构成设计提供了依据。 关键词：景观照明设计，光构成，绿色照明设计，人性化设计，传统文化表现 景观照明设计的光构成方法研究 ii abstract with the development of the economy of our country, great progress has been made in every field. thereinto, landscape illumination design developed rapidly. as a result, peoples life was largely improved. however, there are still a lot of problems. for example, unreasonable illumination design has brought many problems of energy source waste, light pollution and the lack of traditional culture, especially the lack of traditional culture in the traditional landscape illumination design. all the problems mentioned above are attributed to that there is no procedure specification to carry out during landscape illumination designing. in this paper, based on explaining the basic theory and principals of composition of lights design, it analyzed the relations and established initially the method and procedure between landscape illumination design and the green design, humanity design and culture performance design. at the same time, two practical cases of characteristic landscape, in the egret lake park landscape design project, validated the method and procedure of landscape illumination design which proposed to the paper. and they also provided the basis for the further studies on landscape illumination and composition of lights design. keywords: landscape illumination, composition of lights, green illumination, humanity, traditional culture performance 景观照明设计的光构成方法研究 vi 图、表目录 图 1. 1 长安街夜景 .2 图 1. 2 海外滩夜景 .2 图 1. 3 埃菲尔铁塔夜景 .3 图 1. 5 东京夜景 .3 图 1. 6 侵扰光污染示意 .5 图 1. 7 侵扰光污染 .5 图 1. 8 眩光污染 .5 图 1. 9 颜色污染 .6 图 2. 1 雨中的女孩 .12 图 2. 2 光的颜色应用 .13 图 2. 3 反射视觉效果 .14 图 2. 4 光线折射示意图 .14 图 2. 5 光的静态造型 .15 图 2. 6 光的余像 .15 图 2. 7 人民大会堂室内照明 .17 图 2. 8 埃菲尔铁塔的夜景照明 .17 图 2. 9 稳定与生动的照明 .18 图 2. 10 高雄市某桥梁夜景 .18 图 2. 11 拉斯韦加斯夜景 .19 图 2. 12 2008 北京奥运会“水立方”夜景.20 图 2. 13 2008 北京奥运会“鸟巢”体育馆.21 图 2. 14 光构成造型基础与设计原则的关系 .22 图 3. 1 景观照明光构成绿色设计方法.28 图 3. 2 桥梁绿色设计 .29 图 4. 1 光谱光效曲线 .35 图 4. 2 视锐度尺寸 .37 图 4. 3 视锐度对比 .37 图 4. 4 照明光的明亮度的心理作用（1） .40 图 4. 5 照明光的明亮度的心理作用（2） .40 图 4. 6 人性化的景观照明光构成设计方法 .42 图 4. 7 反射试验一 .44 图 4. 8 反射试验二 .44 图 4. 9 济南市夜景雕塑 .46 图 5. 1 古代照明灯具 .49 图 5. 2 传统景观照明设计中文化表现的光构成方法 .52 图 5. 3 利用现代照明方式表现中国传统文化 .57 图 6. 1 景观照明光构成设计分析 .59 图 6. 2 白鹭湖公园总体规划图 .64 图 6. 3 白鹭湖公园雕塑照明一 .65 承诺书 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。 尽我所知， 除文中已经注明引用的内容 外， 本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。 对本 论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体， 均已在文中以明 确方式标明。 本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件， 允 许论文被查阅和借阅， 可以将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、缩印或其他复制手段保存论文。 (保密的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名： 日 期： 南京航空航天大学硕士学位论文 1 第一章 绪论 1.1 引言 中国经济高速发展的今天，城市化程度不断提高。随着生活水平的逐渐提 升，审美意识不断增长，人们对城市灯光的要求也在不断的提高。中国的城市 景观照明已经由最初单一的照明形式转向景观照明，城市照明呈现出五彩缤纷 的景观。以往那种日出而作日落而息的简单生活早已随着城市建设发展的步伐 而尘封于历史。取而代之的是人们在完成一天的工作后，可以和亲人、朋友一 道走进夜色在宛如白昼的广场散步、若明若暗的公园徘徊，在缤纷多彩的 灯光中享受与白天完全不同的城市景色，从而缓解和释放工作时留下的疲劳1。 景观照明设计是使用灯光对景观的再次设计，它的最终目的在于改善城市 与景观的夜景照明环境，提升景观本身的品质与满足人们的生活需求。另外， 景观照明设计作为现代城市夜空中的标志之一，不仅为人们的生活提供服务， 也体现了城市的文化和形象特色。整体良好形象的体现能带动旅游业的发展， 从侧面推动城市经济的发展，从而形成良性循环2。 1.2 景观照明设计现状 1.2.1 我国景观照明设计现状 我国的景观照明设计起步较晚，在改革开放前只有少数重大工程的建筑物 为了景观需要进行了简单的照明装饰，但不是真正意义上的景观照明设计。如 首都的十周年“国庆”十大工程，还有如北京长安街、上海外滩、南京长江大 桥等一些景观建筑虽然考虑了灯光照明设计，但其设计仅仅局限于简单的轮廓 勾勒或用霓虹灯稍作修饰。 随着中国经济的高速发展，中国城市规划意识的转变，景观照明设计在中 国大城市开始进入城市的发展规划中。例如上海率先在外滩及南京路进行了景 观照明的改造和建设。接着，北京、天津、南京和其它沿海开放城市，如深圳、 珠海等城市的景观照明设计也得到迅速有效的发展，并积累了许多宝贵经验3。 景观照明设计在较短的一段时间内就推广开来，并且取得了一定成效。例 如，北京长安街地区（图1. 1a、图1.1b），东西长安街通过夜景照明设计，形 景观照明设计的光构成方法研究 2 成了“十里长街繁花似锦”的壮观夜景色；上海沿街的美丽景色更是成为中国 现代城市夜景的标志（图1. 2a、图1.2b）。 a.长安街夜景一 b.长安街夜景二 图 1. 1 长安街夜景 a.上海外滩夜景 b.上海外滩陆家嘴夜景 图 1. 2 海外滩夜景 1.2.2 国外景观照明设计现状 景观照明从西方发达国家发起，他们的景观设计已从新技术，新材料以及 新的照明方式等方面扩展开去，并且已经不再只是局限在技术、工艺等方面， 而是更加注重人文环境的发展。通过对人心理的研究、对光性质的研究和对城 市地域文化的研究，采用“绿色化”的照明方式，使景观照明设计更加人性化， 更加注重对历史、传统的保护4。例如，在日本经常可以看到一些大型公园，其 存在的目的也许仅仅就是为了保护一幢古建筑而已；法国的埃菲尔铁塔（图 1.3a、图1.3b）的夜景照明更是现代照明技术对铁塔的历史文化氛围的完美体 现。 我国景观照明设计虽然发展速度很快，但由于起步较晚，还是存在着许多 问题。尤其是景观照明设计中的绿色设计、人性化设计和设计过程中对历史文 化的体现和保护这些方面被严重忽视，具体表现在绿色景观照明设计中的光污 染、照明过度的能源浪费以及景观照明的人性化、文化的缺失等。 南京航空航天大学硕士学位论文 3 a.埃菲尔铁塔夜景一 b.埃菲尔铁塔夜景二 图 1. 3 埃菲尔铁塔夜景 1.2.3 景观照明设计中存在的问题 1.2.3.1 绿色设计问题 现代社会发展迅速，科学技术一日千里，为城市硬件发展提供了可靠的技 术支持。在这种背景下，众多城市希望通过科技手段用大量的照明，来表现城 市的夜景文化，而在具体实施过程中，规划、管理、设计等领域却难以达到统 一步调，这直接导致了景观照明设计领域的能源浪费，产生光污染，以至于加 剧当前世界能源紧张的局面。目前全球各国都将目光放在了节约传统能源和开 发新能源方面，并且认识到以往在城市建设过程中那种毫无规划性或者说是破 坏性的方法的危害。所以只有在重视规划管理，项目设计的同时，通过针对每 一个项目和城市整体规划的合理设计才能解决上述问题。图1.4为东京夜间一 角。 图 1. 4 东京夜景 （1）能源浪费问题 能源浪费问题是一个世界性的问题，它体现在我们生活中的每一个角落。 而在景观照明领域，主要体现为大量的能源流失的同时，形成光污染问题。它 景观照明设计的光构成方法研究 4 的主要形成因素是设计规划不合理、灯光设计不合理、管理维护不合理这几个 方面。 1）设计规划问题 现代城市发展迅速，夜景照明领域随之成为城市的标志性和文化内涵体现 的载体之一。所以，为了能及时表现城市发展成果，各个大城市在规划夜景照 明的过程中往往会采取边设计、边施工、边申报的“三边”规划手段。这种急 功近利的规划方法，往往在提高时效性的同时，却造成其针对性强，寿命短暂 的结果，进而导致了重复建设以及大量能源浪费的问题。就整体方面而言，更 是无法与城市发展的整体步骤相一致，从而产生了能源浪费问题。 2）灯光设计问题 在绿色照明中的灯光设计问题主要是灯具选择与灯光设计两个方面。设计 者往往因为价格和经验惯性等因素在景观照明设计中灯具选择方面存在一些问 题；另外， “就事论事”的灯光设计使各景观间缺乏整体性。最终导致了能源浪 费与光污染问题的出现。 3）管理维护问题 景观照明设计是一项系统的工程，其后期管理和维护部分与前期的规划、 设计部分同样重要，但现在城市景观照明的管理维护则为一般城市职能部门所 兼管，这种情况使得设计者与景观照明受众形成了某种程度上的脱节，使景观 照明工程无法达到设计初始的预期效果。 （2）光污染问题 光污染主要是由于灯光设计不合理所导致的，它在夜景照明中主要包括以 下几个方面： 1） 侵扰光污染。夜景照明中的光源射向投射对象，超出轮廓的溢散光部 分却对周围景物进行直接照射，或者通过投射对象门窗的透射或反射，将光线 折向不该照亮的住宅、医院、旅馆等人们休息的场所，形成侵扰光污染，如图 1.5所示。 侵扰光污染一方面影响了人们的睡眠与健康生活，另一方面直接干扰了周 围景物的照明效果。其降低了泛光照明效率的同时，也浪费了能源。这是因为 周边环境亮度的增加，为使被投射对象达到突出于环境的满意照度，势必要增 加本来不必要的泛光照明负荷。这种亮度的无序竞争，造成了侵扰光污染及电 能浪费的恶性循环5，如图1.6所示。另外，侵扰光污染还会因为电能损耗（发 电热损耗和照明热损耗），增强整个城市的电热效应，从另一方面加剧了城市 南京航空航天大学硕士学位论文 5 的“热岛效应”，因而影响城市的生态环境。 图 1. 5 侵扰光污染示意 图 1. 6 侵扰光污染 2）眩光污染。视野中的道路照明、广告照明、体育照明、标志照明灯产生 的直接眩光会引起视觉的不适、疲劳及视觉障碍，严重时会损害视力甚至造成 交通事故。在光泽表面上产生的反射眩光与光泽表面的漫反射重叠时会出现光 幕反射，而光幕反射会降低作业面的亮度对比，降低了照明的视觉工作效果6。 另外，视野中的极高亮度和在空间上或时间上产生的强烈对比，都能引发 不舒适和降低目标可见度的视觉条件，即所谓的间接眩光，前者为失能眩光， 例如警察使用的闪光弹；后者为不舒适眩光，如图1.7所示。它所引起的强烈不 适感，即妨碍人们的正常活动，也极易造成交通事故。 图 1. 7 眩光污染 景观照明设计的光构成方法研究 6 3）“颜色”污染。视场中颜色的对比常常引起视觉的不适应，这种是绝对 颜色的不适应，导致视觉对物体颜色的感觉出现差异或不敏感。夜景照明中的 有色光易引起驾驶员，对交通信号灯及衣着不显眼的行人失去正常的判断，从 而造成交通事故。 如图1.7所示，图1.8a为国内某城市的立交桥照明，为了美观通体采用黄色 灯光照明，严重的影响了司机的视觉对交通信号和指示标志的敏感度，极易引 起交通事故。图1.8b为里约热内卢的一角夜景，同样为了城市的美观，在道路 上同体采用绿色调灯光，既影响了交通也影响了周围人们的休息。 a.颜色污染一 b.颜色污染二 图 1. 8 颜色污染 1.2.3.2 人文缺失问题 随着城市的发展，景观照明无疑成为城市夜生活的标志，但是在如何建立 这个标志和发挥其作用的过程中，城市的设计者们却仿佛失去了一些理智，而 多了些狂热，如当前在各个领域到处都充斥着所谓与国际接轨的说法，景观照 明设计领域当然也不能“甘落人后”，这就直接导致了夜色下的城市到处都充 斥着眼花缭乱的灯光，设计上丝毫没有考虑到周围“人”的因素，甚至在一些 步行街上连原本最根本的照明功能都无法实现。 而在针对传统景观的照明中，本应在灯具的选择、灯光的设计等方面着重 考虑的传统文化因素却被彻底忽视，取而代之的是现代夜景照明技术那令人眼 花缭乱的喧嚣，传统景观中的传统文化无法得以体现。 1.3 课题的研究背景与意义 随着我国城市的发展，近年来景观照明设计领域迅速崛起。人们对于这一 改善并丰富了生活质量、与生活息息相关的领域态度是十分的宽容，甚至是有 些渴望。 南京航空航天大学硕士学位论文 7 但是在景观照明设计领域发展过程中，相当多的环节中产生的相互模仿、 盲目抄袭和照搬、照用等问题，最终导致了设计表现方式单一、层次不清，无 法突出主题，更无法体现城市的人文气氛和传统文化的结果。例如，不考虑建 筑物以及人文环境的内涵和特征如何，几乎都用泛光灯或轮廓灯照明，而且都 是夜景灯光花花绿绿，一味追求热闹、花哨，大量采用跳跃、闪烁、扫描等手 法，缺乏主次与特色，造成整体夜景观凌乱。这样不仅浪费能源而且效果不好， 更使不少艺术价值较高的建筑物大失光彩。最终，使我们所居住的环境失去了 自己的“色彩”。 这种情况的出现与我们国家的现状和景观照明设计的发展情况直接相关。 近年来我国经济迅猛发展，在各个领域都有长足的进步，并强调一切与国际接 轨，在景观照明设计领域也是如此。现在景观照明设计领域随着社会物质基础 建设的发展，新的科学技术的产生而飞速发展，并在视觉上带给人们新奇的享 受。但作为设计人员，却忽略了人们精神生活方面的追求需要与物质基础同步 发展的这一客观事实。例如设计者在完成一个照明方案的过程中，总会想当然 的认为这里需要加灯，那里需要照亮，但一旦问起这照明想要表达什么或者有 什么内涵的时候，却往往说不出来7。 造成上述结果的主要原因是我国相关设计管理方面还没有建立起一套针对 景观照明设计较为完善标准，使得设计过程中缺乏具有科学合理的设计依据。 因此，研究探讨景观照明光构成设计的方法、程序，具有重要的现实意义和应 用价值。 （1）指导理论的引入 为景观照明设计引入切实可行的理论指导光构成原理。以光构成原理 中光的构成方法以及设计原则为基础理论，指导景观照明设计中的灯光设计。 使景观照明设计有据可循。 从光构成的美学角度出发完成具体案例设计，既能为人们的夜生活提供丰 富内容，又提高了人们的艺术修养与审美水准。 （2）绿色照明理念的贯彻 以绿色照明为理念贯穿景观照明设计，以灯光的构成设计为表现方式，可 以减轻甚至是解决景观照明设计中所存在的能源浪费以及光污染问题，从而改 善生活环境，提高照明质量。 （3）人性化照明理念的考虑 通过对人的心理、生理因素以及对人与环境互动关系的分析，了解景观照 景观照明设计的光构成方法研究 8 明受众的生活习惯和文化背景。通过夜景照明光构成设计对具体方案因地制宜， 进行调整，给不同受众的夜生活带来精神层面的享受。 （4）对传统文化的传承 景观是传统文化的载体，现代景观照明技术则是传统文化的表现手段之一， 而传统文化对于每一个民族来说，其重要性都是不言而喻的。所以，在景观照 明光构成设计中，利用合理的光构成体现景观中包含的传统文化，可以引起受 众与景观之间的互动，在潜移默化中加深该传统文化的印象，从而促进传统文 化的传承。 1.4 论文的研究目的与内容 1.4.1 研究目的 本文的研究目的是建立比较完善的景观照明设计方法和程序，以便提供有 效的景观照明设计解决方案。本论文以通过光构成原理作为理论支持，通过对 景观照明设计中的人性化、绿色设计和传统景观照明分析，从而建立一套用于 景观照明设计的设计方法与程序。 1.4.2 研究内容 以往的景观照明设计领域，脱离城市文化氛围和人们的情感需求，仅仅基 于设计者的直觉、经验等。随着城市发展和人们的审美观的不断变化，这样的 设计模式已经不能满足城市发展的需求。如何根据景观照明设计的特点，应用 相关理论和方法建立科学、客观、系统的景观照明设计方法与程序，成为急需 研究解决的关键问题。 （1）光构成原理在景观照明设计中的作用 顾名思义，和传统的三大构成一样，光构成就是光所构成的形态，对光构 成的研究主要包括其构成形态研究及构成方法研究。本论文所研究的是通过光 构成原理，比较以往景观照明设计过程，找出其不足，并且根据光构成原理从 内而外，从自身设计到城市整体规划进行全面考虑，对不合理、不科学之处加 以改进改正，并研究合理的景观照明设计方法。 （2）景观照明光构成设计中绿色照明体现 针对作为城市夜生活标志的景观照明领域的能源浪费问题和光污染问题， 通过对“绿色照明”这一概念的分析和对光构成原理的理解，讨论研究解决光 南京航空航天大学硕士学位论文 9 污染和节约能源的途径。 （3）景观照明光构成设计中的人性化体现 人性化设计是近代设计发展的主要趋势，本论文主要针对人的生理特征和 心理特征的分析，通过光构成原理在景观照明设计中的应用研究，来研究讨论 如何才能在景观照明设计过程中实现人性化设计理念。 （4）景观照明光构成设计中的文化体现 传统古建筑是祖先留给我们的宝贵财富，本论文通过传统照明方式与现代 照明方式的比较分析，研究总结如何运用现代的照明工具、方式，通过合理的 光构成设计，表现古建筑夜景，使其在新时代背景和得到充分保护的前提下重 新焕发自身的光彩。 （5）景观照明光构成设计的程序 通过对景观照明设计的光构成原理、绿色设计、人性化设计、文化体现等 的分析，总结了面向景观照明设计的光构成设计程序方法，为景观照明设计提 供了可参考的程序方法，最后以淮安市白鹭湖公园中的两个景点为例说明了其 可行性。 1.5 论文的结构安排 第一章绪论，首先总结提出国内外的景观照明设计现状和景观照明中所存 在的问题，然后提出课题的研究背景与意义，确定了论文的研究内容与目的， 最后列出论文的结构安排。 第二章总结分析光构成理论及其在景观照明设计中的价值，构建本论文的 理论与方法基础。 第三章研究的是光构成与景观照明设计的第一个切入点绿色照明，分 析研究景观照明设计以及光构成在绿色照明中的应用。 第四章研究的是光构成与景观照明设计的第二个切入点人性化设计， 探讨了光构成设计及其在景观照明设计中的应用。 第五章研究的是光构成与景观照明设计的第三个切入点文化表现，主 要从传统文化出发，讨论了景观照明设计在传统文化方面的体现。 第六章根据上述各章的理论、方法研究，建立一套用于景观照明设计的方 法与程序，然后通过白鹭湖公园中的两个景点设计实践论证了方法的可行性。 第七章总结了论文的主要研究成果，做出了科学结论，提出尚待进一步完 善的问题。 景观照明设计的光构成方法研究 10 第二章 光构成理论概述及其在景观设计中的作用 “构成”作为专业用语使用在造型领域，它的含义经历两次衍变。其一为 20世纪初在俄国兴起的前卫艺术运动，被译作“构成”，“构成主义”或“构 成主义艺术”等；其二是将包豪斯时期使用的gestaltung一词译作“构成”， 值得注意的是这些文字运用于造型教育时，均被称为“构成教育”。 19世纪初，受立体主义影响，在俄国兴起了前卫艺术运动。它从反对狭隘 的个人化和地域性观念发展，采用彻底的非具象与非再现的手法，以全球共同 的几何形态为特色，使用铁板，玻璃，电线，纤维等工业材料，创造出新的量 概念的立体造型。十月革命之后，流亡到国外的纯粹造型派的构成主义者对西 欧各地的前卫艺术产生极大的影响，进而将他们的造型理念传播到世界范围， 形成了当今世界具有广泛性和多样性并且非常普及的构成艺术 8。 由此可知，所谓“构成”就是一种造型概念，也是现代造型设计语言。含 义就是将几个以上的设计元素单元重新组合成为一个新的单元，并赋予视觉化 的、力学的概念。所以，光构成也就是一种以光为“材料”，利用构成手段进行光 造型并达到一定效果的独特表现方式。 2.1 光构成的产生及发展过程 一战结束后，各个领域都得到了暂时的喘息，人们也迎来了精神上的复兴 期。在光造型领域中涌现出了一批如：t.威勒福、莫霍利.纳基、曼.雷采等光 艺术先驱，他们通过摄影，电影技术等手段在光造型领域进行了大量的实验， 为光构成设计方法指示出了方向。 第二次世界大战结束后的10年，世界变得比较安宁，这期间科学技术取得 了惊人的发展。随着精神复兴的潮流，文化领域出现一派活跃的景象，而视觉 艺术领域则出现了结合科学技术制作作品的倾向。这一时期莫霍利.纳基等开拓 者进行的试验结出了成熟的果实。尤其是到了20世纪60年代，出现了利用光学 仪器制作的纯艺术作品，由此确立了新的光艺术领域。这些艺术家不用雕刻家 们习惯用的木头石头或者金属，而是使用霓虹灯，荧光管等新的材料。对这些 材料的使用，孕育了这方面纯粹的造型艺术。 另外，尼古拉.谢佛尔运用控制论创造出了光和声相伴的立体结构物，他以 传感器测出外界的风速，温度等变化，并反馈到铁柱上的金属板，从而在摆动 南京航空航天大学硕士学位论文 11 金属板的同时，使之发出声和光。1961年，在法国列日市建成了52m高的“空中 能动塔”，它以64片镀铜金属板粘贴制成，到了夜晚则变成亮丽的彩灯塔，当 然，这些功能都能用计算机控制。 光艺术家尼古拉.谢佛尔曾经说过：“过去的雕刻采用的是石头的材料，而 今后的构成时代将使用电气、电子光学、光、空间、时间等非物质材料进行制 作”9。 1970年日本万国博览会结束不久，中东局势恶化，爆发了所谓的石油危机， 加上公害问题，越南战争的影响，导致了全球性经济衰退，因此导致对科学技 术注意的反思，于是使用机器的光造型活动也暂时进入了停滞期。 到了20世纪70年代中期，随着世界局势和种种问题趋于平定，光构成艺术 才逐渐恢复了活力，光艺术家们利用不断发展的科学技术和各种媒体相结合将 光艺术发展到了一个新的高度。70年代后期，涌现出一批杰出的新闻记者，利 用现代的传媒技术将光艺术介绍给广大公众，并迅速得到了公众的认同。 光构成主要研究的是包括光艺术和光设计的光造型问题。光的传播是直线 性的，又是无形的，它只有碰到物体，或反射或折射时，才显示出存在。但光 的特性不只是直射、无形、反射、折射，还有衍射和干涉，这些都是与创造物 体的形状和颜色有关，所以这些性质都属于光造型的范畴10。但在光造型的实 际应用中由于干涉、衍射等性质在造型方面的应用范围很小，因此，本论文中 就不被涉及了。 2.2 光构成理论 2.2.1 光构成造型基础 2.2.1.1 光的基本特征 1）透明。色光比起颜料来，很少让人觉得混浊或者脏，而是给人以清洁、 明亮的感觉，其原因就是光具有透明性。 例如，在下雨天打着透明的伞，穿着透明的雨衣行走的女性很有吸引力， 而透过薄薄的雨伞照射在脸上的色光更会使女性倍增光彩，这是我们身边利用 透明和透明色光的常见例子（图2.1）。透明物体使光自由穿过，从而让人感觉 到光所具有的纯粹，轻快和雅致，从而对心理产生一种微妙的作用，激发人的 想象力。 透明属性就像前面描述的那样具有挡不住的魅力，因而它被使用在生活的 景观照明设计的光构成方法研究 12 方方面面，正像莫霍利.纳基所说，追求透明的热情确实是现代社会的一个显著 特征。 图 2. 1 雨中的女孩 光的另一个特殊性质是在空气中可以触摸到，但无法捕捉到它。假如想要 捕捉它，用手挡住光的轨道，那么它将绕过手而消失在空中，当然，手是感觉 不到光的形状或者光的柔和，虽然光的确是存在的，而且它正在横跨空间，但 由于透明而无法直接感觉到它的状态，在一般情况下，只有看到物体时才能知 道光的存在。 2）混合色。色光具有与颜料，印刷油墨截然不同的混合规律。一般光的颜 色受混合色规律支配，混合次数越多，越接近白色。也就是说，相对于颜料的 三原色红，黄，蓝，光的三原色为橙红，绿，蓝紫，有意思的是在光的三原色 中，两色的第二次混合色为：红，黄，蓝，也就是与颜料的三原色一致。此外 如果把光的第二次混合色全部加在一起则变成白色光11。 应用这一原理，用两种色光可以制作出单色相片。例如，先用白色的卡纸 制作一个立体，然后从左侧投射绿色，右侧投射红色，这是绿光照射不到右侧 阴影部分染成红色，红色照射不到左侧阴影部分染成绿色，而两种色光相混合 的部分便橙黄色，并且其黄色部分的明度比任何一个原色都要高。这就是光的 混合色特征。 又如，在日常生活中，人们习惯把颜色归属于某一物体的本身，把它作为 某一物体所具有的属于自身的基本性质。实际上人们眼中所看到的颜色，除了 物体本身的光谱反射特性之外，主要和照明条件所造成的现象有关。如果一个 物体对于不同波长的太阳光具有相同的反射特性，我们则称这个物体是白色的。 同样的道理，一块红布如果是我们在白天日光下得出的结论，那么一样是这块 布仅仅在绿色单色光的照射下，在人们眼中反映出的颜色就不再是红色的而是 黑色的。这些现象说明，在人们眼中所反映出的颜色，不单单取决于物体本身 南京航空航天大学硕士学位论文 13 的特性，而且还与照明光源的光谱成分有着直接的关系12。所以说在人们眼中 反映出的颜色是物体本身的自然属性与照明条件的综合效果。如图2.2，设计者 通过对空间中光的颜色的设计在整体或者局部上改变了物体的固有色，给人一 种耳目一新的感觉。 3）明视。光有一个奇怪的特征，即便很微弱也能看得很清楚，过去看过一 个电视节目专门介绍灯塔，据说只有40瓦的灯泡，在海上很远处便能看得很清 楚。 又如，拍摄照片时的经验也能告诉我们，当我们面对光源拍摄时，即使是 很小的光源，而且离光源的距离较远，依然能够得到很好的拍摄效果。 还有，交通信号灯使用的是辨认性很高的光，这是非常正确的做法，因为 图 2. 2 光的颜色应用 它与人的生命息息相关，据专家调查，从远处的色光最容易辨认的颜色顺序依 次排列为：红、绿、黄、白等颜色，从这一点上看信号灯选择的红，黄，绿三 个颜色是正确的。如果从颜色的固有感情出发，红色代表危险，绿色代表和平 与安全，这一点也和日常生活中的经验和感情相一致，因而也是合适的，这一 点从世界视觉语言的共同性上考虑，应该备受重视。 2.2.1.2 光的基本性质 1）反射。在日常生活中观看大部分事物是靠光的反射，而当物体的表面粗 糙时，则不容易意识到这一点。相反，表面光滑的物体由于闪闪发光或者强光 反射，使人容易感觉到光的反射。强光反射时的闪耀和光辉，对人的刺激比较 强烈；而在物体光滑表面反射的自然光或弱光，则让物体富于光泽，传达滋润 的感觉，而且物体表面会因此产生“映像”造型的新效果。 表面粗糙的物体由于光的反射方向杂乱无章。假设照射的是平行的光，其 结果将是乱反射；与此相反，镜子，抛光金属等表面光滑的物体，因为向一定 的方向反射光，从而属于正反射，即镜面反射。在日常生活中，人们利用光的 景观照明设计的光构成方法研究 14 这一特点创造出新的视觉效果的例子随处可见，从而有效地美化了我们的生活 13。如图2.3所示，三张图分别表现了城市夜景在水中的反射、城市建筑对天光 的反射和城市建筑白天在水中的反射，表现了不同时间，不同对象，不同角度 反射给人们带来的视觉效果。 2）折射。众所周知，当光线透过液体或者厚玻璃时候会有折射现象，这一 点通过简单的实验可以证明，其原理见图2.4。其中介质a、介质b均为透明介质。 当介质b密度大于介质a时折射角大于入射角；当如折射角大于等于90度的时候 折射光线无法进入到另外一个介质，在分界面上发生全反射现象（光导纤维就 是利用全反射现象，防止光的散发引起的消耗，并将高能率的光传送到远处， 从而使光通信成为可能）。 a.建筑物夜景水中反射 b.建筑物反射天光 c.建筑物白昼水中反射 图 2. 3 反射视觉效果 图 2. 4 光线折射示意图 2.2.1.3 光构成的造型形式 光构成的造型形式主要分为两种：静态造型和动态造型两种，主要以光源 的运动与静止区分。 1） 静态造型。 静态造型主要是指光源相对使用者静止的光的造型， 如图2.5a 是北京天安门夜景，图2.5b是巴黎的协和广场夜景，还有前面所举的反射的三 南京航空航天大学硕士学位论文 15 个例子都是属于光的静态造型。 a.北京的天安门 b.巴黎的协和广场 图 2. 5 光的静态造型 2）动态造型。光的动态造型方法主要包括：余相、光的明灭、光迹和放电 四种形式，其原理是利用单盏或数盏灯和不同的材料，通过不同的运动规律， 如电源的接通关闭，有规律的物理运动等方式进行光造型。 余像：当物体的移动速度过慢或者过快的时候，我们感觉不到它在动。如 日月星辰的，虽然它们的确在运动，但由于其运动对人来说太过缓慢，因而感 觉不到它的运动，相反，当我们观看转动速度飞快的机器时，同样感觉不到它 的动态，而像电扇，线轴，车轮等逐渐提高转动速度时，达到一定程度将会出 现忽隐忽现的现象，在超过这一速度我们便感觉不到它在转动，轴心和外轮将 无法分辨，以至于不能识别是否转动，实际上，运动中以速度为依据存在着上 限和下限，人的肉眼只能识别这两个范围之内的运动。 例如，我们在暗室内将两个灯泡a和b并排设置，通电，并且调好它的明灭 时间和照亮的明度，这时ab的运动一目了然，如图2.6所示。也就是从静止时 的“分离”到连接后的“一体”过程中，人的直觉只能感知这一范围内的运动， 这种现象叫“假现运动”，“频闪运动”。 图 2. 6 光的余像 景观照明设计的光构成方法研究 16 通过研究，我们得知由于人的眼睛识别明度变化的速度有限，当灯泡的明 灭速度不断增快达到某一特定的值时的时任的眼睛就会感觉不到画面停顿，这 种识别限度叫“临界融合频数” 14。灯泡的临界融合频数为一秒钟30次左右， 假如超过30次我们的眼睛将观察不到灯泡在闪烁；电影的投射胶片的频率为每 秒24次，小于“临界融合频数”，我们的眼睛则会捕捉到两盏灯的明灭在相互 的交替着。 光的明灭：我们把多数灯泡横向排列并传送电流，使这些灯泡从一个方向 向另一个方依次明灭，则会感觉像一个方向进行运动，这些原理经常被应用于 繁华的街道和商店的灯饰招牌上。人对动态，尤其是对移动的光很敏感，所以 为了吸引大众视线使用该方法的例子较多，而且我们还可以见到利用光的装置 在街道上播送新闻或报导时政。 如果将灯泡的直线排列向二维的平面空间伸展，则会得到铺满光点的壁板。 这时，假如光点之间的间隔小，光点也小，换言之，光点的密度越高，图形或 画像的再生概率也越高。然而对造型而言，比起很高的光电密度，适当的光点 粒子和突出的光点带来的浮雕效果将会更具有优势。 光迹：就是指光在运动过程中由于速度的因素在我们眼睛中留下的轨迹， 就摄影师而言可以结合移动的光与摄影，制作出光迹造型；就景观设计者而言 则可以利用光迹这一概念结合雕塑、喷泉等景观设计元素创造出与以往截然不 同的 “光”视觉效果，这与美术颜料的感觉截然不同，具有独特的造型表现力。 放电：通过放电可以产生移动的光，放电而产生的火花具有锐利的图形和 美丽的色彩，这对现代艺术具有很大的利用价值，如果将高压电在低压玻璃球 （冲入非活性气体并密封）内放出而使其产生火花，将产生电的分流现象，与 此同时电流向前发射闪光，最终消失在空中。 如霓虹灯就是利用放电原理的光，它在设计和广告领域的应用方面先于纯 美术，以霓虹灯广告塔或者展示灯光的形式早已广泛使用，然而大部分属于以 发动机或电的明灭为动力进行运转，直接将放电时产生的图形使用于造型的则 几乎没有。 2.2.2 光构成的设计原则 本文将光造型类比于工业设计中的传统三大构成平面构成、色彩构成 和立体构成，故称之为光构成，因此引用造型中成熟的形式没法则作为本文讨 论的光构成的设计原则，为光构成的设计过程与最终效果提供理论指导。 南京航空航天大学硕士学位论文 17 2.2.2.1 统一与变化 所谓统一，就是要求照明装置造型、装饰、线型、色彩和构图等的统一， 做到各照明装置之间，照明装置与环境之间，从局部到整体之间均协调与呼应， 风格统一。典型的统一照明型式如北京人民大会堂宴会厅的照明，如图2.7，照 明灯具组成的各种图案，与天橱上的建筑装饰有机地结合在一起，同时，整个 空间内的每盏灯具之间，在某个造型元素上也是统一的，在单体或组合中反复 出现，形成一个美观的整体，给人以华丽、辉煌的感觉。 变化则具有刺激和引入入胜的作用，可避免单调乏味、千篇一律。它体现 在造型、线型、色彩与装饰等方面不雷同，有区分，具有克服呆板，生动活泼、 艺术感染力强的效果。另外，也体现在照明光的亮度和颜色上，如根据需要使 光亮由明到暗、由强到弱，其颜色也为各种颜色交替出现这些变化往往能达 到预期的、 更好的甚至是出忽意料的效果。 如图2.8艾菲尔铁塔夜景的照明形式， 就是富于变化的照明实例。 图 2. 7 人民大会堂室内照明 图 2. 8 埃菲尔铁塔的夜景照明 景观照明设计的光构成方法研究 18 2.2.2.2 稳定与生动 稳定，一为照明装置本身造型及照明情况给人以物理学中力学上的安定， 二为照明环境所给人以视觉感受的稳定，如图2.9a，漆黑的夜空下，暖黄色的 灯光配合教堂的形状给人以庄严肃穆无比稳定的感觉。生动则为运动变化与对 比等手法，调整造型的体量、比例、色彩或装置达到生动的目的。这一点在图 2.9b永定门的夜景照明中得到了很好的诠释。 a. 高雄市某教堂夜景 b. 北京市永定门夜景 图 2. 9 稳定与生动的照明 2.2.2.3 节奏与韵律 照明灯具的布置若失去均衡分布就将产生动感，若再有规律地进行，就具 备节奏感和韵律感，如北京人民大会堂中央大厅的照明，用造型和尺寸大小都 一样的吊灯有规律地布置，给人以明显的节奏感，再有如图2.10所示，这是台 湾高雄的一座大桥，它通过灯光在和中的反射赋予这个景观以韵律感。实际中 韵律的变化形式有很多，有给人以生动活泼感觉的由小到大的渐变，有最具节 奏感，有运动感极强的回旋，有具有方向性的运动，有易取得生动感觉的放射 和可造成活跃气氛的波动等等。 图 2. 10 高雄市某桥梁夜景 南京航空航天大学硕士学位论文 19 2.2.2.4 对比与协调 对比是两个以上分量、形状、性质完全相同，在其并列或接近时产生互相 衬托作用，使双方的特性与差异更加明显的一种方法，它可使重点突出，取得 生动活泼的效果。如图2.11a中所示这是美国拉斯韦加斯夜色中的一座雕塑，通 过背景的冷色调将前面暖色调的雕塑衬托得更加光彩夺目。而协调一般指和谐 统一，常通过形体、色彩、线型或方向性等方面，以类似的较多因素，或者某 种要素反复出现，来达到协调的目的。运用它可得到宁静、舒适和沉着等效果。 如图2.11b也是美国赌城拉斯韦加斯的夜景，它通过整体的色调一致给人协调的 感觉。 a.拉斯韦加斯夜景一 b.拉斯韦加斯夜景二 图 2. 11 拉斯韦加斯夜景 2.2.2.5 条理与反复 条理是将基本构成单元合理地组织和排列，具有一定规律性。反复则是具 有条理性的单元在空间重复出现，排列或组合使其具有方向性，造成整体的美 感或节奏感。如图2.12，这是北京新建成的“水立方”体育馆，就是采用这种 方法，将简洁而风格统一的灯具组成有规律的图案，通过灯具与建筑有机配合， 以取得整体装饰效果，并在空间透视中形成节奏和韵律，展现出整齐朴素，大 方和美的感觉。 景观照明设计的光构成方法研究 20 图 2. 12 2008 北京奥运会“水立方”夜景 2.2.2.6 尺度和比例 尺度和比例的运用是照明中最常用的较难处理好的一个问题。在照明实际 中，往往给人第一印象的也是照明的尺度和比例。尺度有整体与局部的绝对尺 寸和相对尺寸。绝对尺寸要考虑到实用，相对尺寸是指视觉效果，又因为照明 是为人所使用或欣赏的，所以