（设计艺术学专业论文）城市广场景观照明的光构成研究.pdf

摘要 随着我国城市经济建设的高速发展，城市环境的日益改善，作为城市环境建设 的重要环节城市照明也越来越受到城市建设者和管理者的高度重视。广场作为 城市空间的重要节点，它不仅是展现和宣传城市文化、民俗、风貌等的主要窗口， 也是人们室外活动空间的重要组成部分，但由于目前国内在这一领域的研究尚未有 比较系统、完整地论述，没有形成统一结论，缺乏有力的理论指导广场照明实践， 导致城市广场灯光环境整体感不强，亮度失调造成光污染以及能源的浪费，照明设 计缺乏地域文化特点，城市文化品位及内涵缺失等工程实践问题。因此，为了进一 步提高人们夜间的公共休闲生活质量，景观照明进行理论研究具有十分重要的现实 意义。 本文首先引入光构成原理作为城市广场景观照明设计的理论指导，阐述了一般 光构成原理，说明光构成原理在现实领域中的应用和体现。其次，进一步研究分析 城市广场景观照明光构成设计原理与人的生理、心理因素、绿色照明以及文化表现 之间的关系，力求从理论上构建一个科学、系统、合理的景观照明设计原则与方法。 最后，通过青岛汇泉广场景观照明设计实践，对论文提出的景观照明光构成设计的 原则和方法进行可行性验证。 关键词：城市广场；光构成；生理因素；心理因素；文化表现 a b s t r a c t a sc h i n a su r b a ne c o n o m i cc o n s t r u c t i o nh i g h - s p e e dd e v e l o p m e n t ，t h eu r b a n e n v i r o n m e n ti m p r o v i n g ，a sa l li m p o r t a n tp a r to ft h eu r b a ne n v i r o n m e n tb u i l d i n 刚r b a n l i g h t i n gi sa l s om o r ea n dm o r ea 倾c h e dg r e a ti m p o r t a n c et ob u i l d e r sa n dm a n a g e r so ft h e c i t y s q u a r ea sa l li m p o r t a n tn o d eo ft h eu r b a ns p a c e ，i ti sn o to n l yas h o wa n dp r o m o t i o n o fu r b a nc u l t u r e ，f o l k l o r e ，a n do t h e rf e a t u r e so ft h em a i nw i n d o w ，t h e r ei sa l s oa n i m p o r t a n tc o m p o n e n ts p a c ef o ro u t d o o ra c t i v i t i e so ft h ep e o p l e h o w e v e r ，d u et oc u r r e n t r e s e a r c hah a sb e e nm o r es y s t e m a t i ca n dc o m p l e t ed i s c u r s i o ni nt h i sa r e ，t h e r ei sn o u n i f i e dc o n c l u s i o n ，s q u a r el i g h t i n g p r a c t i c el a c k so fas t r o n gt h e o r e t i c a lg u i d a n c e ， r e s u l t i n gt h et o w ns p a c ei na no v e r a l ls e n s eo fl i g h t i n ge n v i r o n m e n ti sn o ts t r o n g ，l i g h t p o l l u t i o na n de n e r g yw a s t ec a u s e db yb r i g h t n e s si m b a l a n c e ，t h ed e s i g no fl i g h t i n gl a c k s o fg e o g r a p h i c a la n dc u l t u r a lc h a r a c t e r i s t i c s ，u r b a nl a c k so fc u l t u r ea n di n n e ra n ds oo ni n t h ei s s u eo fe n g i n e e r i n gp r a c t i c e t h e r e f o r e ，i no r d e rt of u r t h e rr a i s et h eq u a l i t yo fl i f eo f t h ep u b l i cl e i s u r ea tn i g h t ，t h el a n d s c a p el i g h t i n gt h e o r e t i c a ls t u d yi s g r e a tp r a c t i c a l s i g n i f i c a n c e t h i sa r t i c l ef u - s tu s e dt h et h e o r yo fl i g h tc o n s t i t u t e st og u i d et h el a n d s c a p el i g h t i n g d e s i g n ，c o n s t i t u t et h eg e n e r a lp r i n c i p l e so fl i g h t ，e x p l a i nt h el i g h tc o n s t i t u t e st h ep r i n c i p l e s e n s et h a ti nt h er e a ll i f eo fa p p l i c a t i o na n de m b o d i m e n t s e c o n d ，a n df u r t h e ra n a l y s i so f t h el a n d s c a p el i g h t i n gc o n s t i t u t ed e s i g np r i n c i p l e ss e n s ei nt h eg r e e nl i g h t i n gd e s i g n ，a s w e l la sb e t w e e nt h er o l eo fc u l t u r a le x p r e s s i o n s ，s t r i v et ob u i l das c i e n t i f i ct h e o r y ，s y s t e m s ， a n dr e a s o n a b l ep r i n c i p l e sa n dm e t h o d so fl a n d s c a p el i g h t i n gd e s i g n f i n a l l y ，t h r o u g ht h e l a n d s c a p el i g h t i n gd e s i g np r a c t i c eo fq i n g d a oh u i q u a ns p a c e ，i np a p e r ss u b m i t t e db yt h e d e s i g no fl a n d s c a p el i g h t i n gl i g h tc o n s t i t u t et h ep r i n c i p l e sa n dm e t h o d st ov e r i f yt h e f e a s i b i l i t y k e yw o r d s ：t o w ns q u a r e ；l i g h tc o n s t i t u t e s ；p h y s i o l o g i c a lf a c t o r ；m e n t a lf a c t o r ； c u l t u r a le x p r e s s i o n s 学位论文独创性声明、学位论文知识产权权属声明 学位论文独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文系本人在导师指导下独立完成的研究成果。文中 依法引用他人的成果，均已做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法律意义上 已属于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成 果。 论 学位论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。 学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校 后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为 青岛大学。 本学位论文属于： 保密口，在年解密后适用于本声明。 不保密口。 论文作者签名圭荔石日期：少叼罗年j - 月k 日 导师签名：彦一卜日期：沙7 年f 月加日 n - ( 本声明的版权归青岛大学所有i 未经许可，任何单位及任何个人不得擅自使 用) 4 1 引言 引言 随着现代社会经济、文化的迅速发展，在人们的生活活动空间不断拓展的同时， 人们的生活活动时间也已经迅速向夜间延伸。开发城市夜晚景观对于美化环境，熏 陶人们的审美情操，提高人民生活品质就显得越来越必要。城市广场是市民夜晚休 闲的重要去处，其夜晚的形象尤其突出，利用照明手段营造广场主题氛围，可以为 整个广场营造舒适、祥和、充满时代活力和吸引力的外部环境，提升广场的艺术氛 围，形成城市的独特风景，提高城市品位。 广场照明设计是运用灯光手法对城市广场夜间景观形象进行的二次审美创造。 合理的景观照明设计不仅可以改善城市广场夜间景观环境，发掘夜间旅游资源，改 善广场娱乐、休闲、商业等职能，而且可以展示和宣传城市文化，形成区域经济向 心力，带动区域经济综合发展。 但国内尚未对城市广场照明这一课题进行系统研究，没有形成统一的照明技术 标准。文章在研究过程中，首先进行理论学习。阅读朝仓直巳的艺术设计的光构 成，利用光为素材了解光的造型特点，研究光构成基本原理及其表现形式，探讨光 构成设计原理指导城市广场景观照明设计可行性。参考相关照明文献资料( 其他见 参考文献) ：如赵振民的照明工程设计手册、实用照明工程手册、日本照明学 会的照明手册、南京航空航天大学硕士论文景观照明设计的光构成方法研究 等资料，从广场活动人群的生理、心理需求出发，研究城市广场光环境应具备的视 觉信息和照明设计关注的因素，学习城市广场景观装饰照明的处理手法以及不同景 观环境选用的不同照明形式和方式，总结城市广场照明常用的设计手法。发现城市 广场景观照明无论是表现城市景观特点，人文风貌还是为市民的休闲生活提供服务， 其照明特点与普通环境照明有许多相似之处，但由于城市广场在城市空间布局中的 重要性、特殊性以及自身结构特点，又使广场照明具有许多内在的，不同于一般场 所的照明规律。依据这些规律特点，结合理论研究，提出城市广场景观照明光构成 设计的原则和方法。 其次，实践研究。通过问卷调查的形式实地调研、测绘青岛汇泉广场照明现状， 分析调研数据，结合理论知识，尝试满足广场活动者心理和生理需求的同时，对广 场景观照明进行更深层次的研究，验证城市广场景观照明光构成设计原则和方法的 可行性，提高和改善城市广场照明环境的质量。 第一章绪论 1 1 课题研究概况 第一章绪论 景观照明是西方景观研究的重要领域之一，目前已发展成多学科综合研究的新 兴学科。现代意义上的景观照明始于上世纪3 0 年代英国伦敦对纪念碑、宫殿、博物 馆等公共场所进行的夜间照明。至2 0 世纪7 0 年代，伦敦编制出城市照明规划，成 为世界上城市夜景照明的范例。n3 德国h e i n f i c hk r a m e r 博士( c l e “照明与建筑 技术委员会主席) 曾提出：一个好的照明设计应该给人以方向感，它应能使我们看见 并识别我们的环境；它是建筑不可分割的一部分，即在开始时就包含在规划方案里， 而不是最后加进去的；在一个场所内营造出一种状态和气氛，满足人们的需要和期 望，促进人际交流；它具有意义并传达一种信息，明亮、色彩和运动本身并不象征 着一种信息，只有同有见识的经验相关联才有意义，其灯光表现形式应该是独创性 的。口1 自上世纪7 0 一8 0 年代，西方景观照明已经不再局限于照明技术和工艺，而是 通过对人心理学、地域文化的研究，继承和发展历史、文化传统，重视照明对人心 理的作用，创造更加人性化的照明环境。 上世纪3 0 年代，我国的上海在西方影响下出现了短暂的繁荣时期，夜间照明也 得到快速发展，夜间的繁荣形象被人称作“夜上海。此后由于战乱，我国的夜间照 明发展陷入低谷，只在香港、澳门以及台湾等地区得以继续发展。改革开放以后景 观照明迎来了新的发展契机。上世纪8 0 年代，我国首次改造天安门广场地区、东 西长安街、王府井商贸区和西单商业区等重点地段、区域的夜间照明系统，形成“十 里长安繁花似锦的壮观景色。上海外滩一带的南京路商业街在原有基础上，对各 个重要的典型近代建筑进行了光形象地“再创造”，成为现代城市夜景的标志。自新 世纪伊始，大连沿海一线以及烟台世纪广场等一系列城市广场景观照明工程实践对 城市夜间形象进行了“二次设计”，促进了我国城市广场照明的发展。口3 2 0 0 6 年，建设部印发“十一五城市绿色照明工程规划纲要，阐明了城市照 明健康、高效、安全、科学发展的指导原则，指出城市绿色照明工作的目的、重点 以及落实措施。各个地区也根据自身地域特点制定相关规范、北京市绿色照明工程 技术规范、 ( 重庆市城市夜景照明技术规范) ( 试行) c o s z 0 4 2 0 0 2 、上海城区夜 景环境亮度分布调查等。目前景观照明已经成为各地区夜形象的重要特征，研究 队伍逐渐壮大，分别从亮度、平均照度、光源种类、表面污染程度、被照物体距离 以及被照材料的反射比等多个角度进行了研究，同时通过大量实践活动不断完善理 论体系，如上海外滩景观照明改造、北京王府井商业街景观照明改造、奥运景观( 以 “水立方 、“鸟巢 为主) 照明设计等，此类改造突破传统照明手段，采用功率更 2 青岛大学硕士学位论文 高的金属卤化物光源和l e d 技术，通过对灯光的配光控制，直接把光传送到目的地， 达到照明效果。 1 2 现阶段存在的主要问题 我国城市照明领域的理论研究起步比较晚，现阶段相关的夜环境照明工程大量 出现，导致二者之间的许多矛盾显现出来。 1 2 1 设计观念的偏差 现在许多城市都喊出“亮化工程 的口号，在这一口号的诱导下许多工程项目 既不考虑整体布局，也不考虑设计对象的风格，更不讲究层次结构，“亮 即是标 准。上海2 0 0 2 年夜间天空的亮度值是日本东京的四倍，西安古城门一片雪亮，失去 了它的古朴与神秘。h ，为了吸引顾客，提高经营利润，商业街晚间亮度更是让人目 眩，店面间在亮度上相互攀比，造成整条街道亮度的无休止上升，光污染等问题随 之出现，最终导致行人行走于街道内的不适感和电能的巨大浪费。安藤忠雄曾对建 筑中光的不当运用提出批评：“一些现代的建筑彻底消除了黑暗，创造了一个泛光的 世界即光晕般的光世界，这就像绝对的黑暗一样，意味着空间的死亡。陆3 这在城 市夜环境中同样适用，作为城市夜环境照明设计，这种毫不顾及整体层次性的“亮 化工程 无疑是失败的。这一问题的出现除了设计者在亮度上对城市夜环境缺乏适 度的把握，更重要的是设计者思想认识上的误区，导致设计对象内部、周边环境关 系的失调，破坏了整体与局部的和谐。 1 2 2 地域文化的缺失 近年来，城市景观照明工程迅猛发展，却忽视城市地域特色、主题气氛的渲染， 盲目追求亮，造成千城一面，内容单一，缺乏特色，艺术性不高，使城市失去自身 的城市文脉和城市文化个性。与此同时，城市内部景观照明的相互脱节，使整个城 市难以作为整体给人们留下鲜明的城市夜环境印象，更无法构成城市整体夜间特色 和地域文化特色。 1 3 课题研究的意义 随着经济建设的高速发展，人们逐渐意识到了城市广场景观照明的重要性，但 由于缺乏有力的理论指导，盲目崇外，忽视本民族传统文化，反而导致城市文化品 位和内涵的缺失，这与一个有着五千年历史文化背景的文明古国极不相称。因此， 3 第一章绪论 引入光构成原理作为城市广场景观照明设计的理论指导，对于体现传统文化，对促 进传统文化的传承有着重要的理论和现实意义。 受社会生活节奏不断加快的影响，人们“日落而息的生活方式也随之发生改 变，人们越来越关注夜晚生活质量。城市广场具有的休闲活动职能、景观文化职能 和绿化生态职能，越来越成为人们重要的夜晚活动场所。因此，舒适的城市广场照 明环境已成为人们的现实要求。 另外，优美的城市广场景观照明环境不仅丰富了人们的夜晚生活，而且起到了 美化城市环境，塑造城市形象的作用，更提升了城市的知名度，成为城市总体形象 的重要组成部分。 1 4 本文的研究目的和方法 1 4 1 研究目的 以青岛市城市总体规划为依据，依据“山、海、城”独特城市面貌，调研分析 青岛自然人文景观、地域特点，研究光构成原理在城市广场景观照明设计中的作用。 在宏观上，根据城市总体夜景照明建设表现形式，处理好“点”的景观照明环境定 位，提出体现城市地域特点的汇泉广场夜景照明设计原则和方法，并予以验证。 1 4 2 研究方法 1 ) 、阅读相关书籍资料，从光的性质入手了解光造型特点，研究光构成基本原 理及表现形式，为城市广场景观照明设计引入切实可行的理论基础。然后以光与人 的生理、心理因素的相互影响为切入点，研究光构成在城市广场景观照明设计中的 作用。 2 ) 、研究古代照明灯具以及古代照明表现形式，分析传统园林中的人文思想、 地域文化，探讨传统文化对城市广场景观照明设计的影响。 3 ) 、对汇泉广场景观照明环境、广场夜间主要使用人群以及特点进行实地调研、 测绘。首先，通过问卷调查的形式研究广场景观照明对人心理以及生理因素的影响， 了解周边居民对广场照明的需求和要求；其次，研究广场植被与照明灯光的关系、 各种灯光颜色对植被的影响，利用光构成的设计原则合理设计灯光对植物的作用方 式，以突出材料、植被的质感，对广场植被、小品等环境设施进行艺术化处理，强 化广场的历史主题；最后，注意季节变化、节日期间对景观照明的影响，将广场的 景观照明设计统一到城市整体景观照明规划中，处理好点、线、面的关系，完善广 场功能，营造城市广场公共空间的艺术氛围，突出城市夜景的层次，同时设计过程 4 青岛大学硕士学位论文 中避免眩光以及光污染的产生，弥补视觉中心和高度层次的缺陷，保证良好的视觉 平衡，促进人与自然的环境和谐共生，实现绿色照明，给人以美的享受。 1 5 论文的结构安排 第一章绪论，总结国内外景观照明研究动态和目前存在的问题，确定论文目的 和研究内容，最后列出论文的结构安排。 第二章阐述本文的理论基础，引入般光构成原理的概念和理论，从设计表现 形式方面分析光构成原理在实际景观照明中的应用和体现。 第三章以人的生理和心理因素为切入点，明确光构成原理是城市广场景观照明 设计人性化的需求、提出城市广场景观照明光构成设计的原则以及方法。 第四章研究古代照明表现形式以及传统文化因素，强调文化的作用。 第五章通过青岛汇泉广场景观照明设计实践，对城市广场景观照明光构成设计 的原则和方法进行可行性验证。 第六章总结全文，展望发展趋势，提出待进一步研究的问题。 5 第二章光构成理论及形式 第二章光构成理论及形式 2 1 光构成的概念 “构成 主要使用在造型领域，它的含义经历两次衍变。一为2 0 世纪初在俄国 兴起“构成主义运动”，以及后来的荷兰“风格派 ；二是德国包豪斯设计学校使用 的“包豪斯 就是“构成 的意思。“构成 是一个造型概念，是现代造型设计语 言，就是将多个设计元素重新组合成为一个新的元素，并赋予视觉和力学的特征。 所以，光构成也就是一种以光为素材，利用构成手段进行光造型并达到一定效果的 表现方式。嘲 研究光构成的目的是研究光在造型上的运用以及光对造型的作用，简而言之， 就是探索光造型的可行性。此研究有必要以实验为出发点，从理论和实践两方面进 行深入研究，通过这些研究和实践，探索更加多样、更加有效的方法。 2 2 光构成的理论 光构成主要研究的是包括光艺术和光设计的光造型问题。 2 2 1 光的传播特点 1 ) 、透明性 与颜料相比，色光通常给人以干净、明亮的感觉，其原因是光的透明性，从而 对心理产生作用，激发人的想象力。 2 ) 、无形性 另一方面，光的传播又是无形的，只有碰到物体或反射、折射时才能显示出存 在，这就是光的另一个特殊性质。 3 ) 、混合色 光具有不同于颜料、印刷油墨的混合规律。一般的颜色受减色法混合规律支配， 混合次数越多，越接近灰色；而光则受加色法混合规律支配，混合次数越多，越接 近白色。所以，相对于颜料的三原色红、黄、蓝，光的三原色为橙红、绿、蓝紫， 而且光的三原色中，任何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。阳3 运用这一 原理，用两种色光可以制作出单色相片。例如，中间放一白色立方体，然后分别从 左侧投射绿色光，右侧投射红色光，这时绿光照射不到右侧阴影部分染成红色，红 光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，并且黄色 6 青岛大学硕士学位论文 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。( 图21 ) 幡 田21 3 ) 、明视 商业场所使用的发光灯箱、标识等设施使用的光源只是普通的荧光灯( 管) ，即 使这样，在远处依然清晰可见，具有很强的可视性。另外，交通信号灯使用的光源 也只是普通的白炽灯泡，步行街一般使用6 0 瓦的灯泡，机动车道路使用的是1 0 0 瓦 灯泡，透过彩色树脂呈现出来的色光，使人能够在较远的距离看清信号指示，这就 是光的明视作用，这一特性能够使光传播到很远的地方。 4 ) 、反射 光的反射就是光在两种物质的分界面上改变传播方向又返回原来物质中 的现象。人们观察事物都是靠光的反射，当光发生漫反射时，光的反射方向杂乱无 章使人不容易感觉到反射。而光滑的物体由于发生镜面反射使人容易感觉到光的反 射。另外，强光反射时的闪耀和光泽，对人的心理影响比较强烈，容易产生光污染。 5 ) 、折射 当光线从第一种媒质进入第二种媒质时，若倾斜入射，则在入射面上有反射光， 进入第二种媒质时有折射光( 图2 2 ) ，入射广、反射光、折射光及界面法线均在同 一平面内。在两种媒质中，由于光速不同，入射角与折射角不等因而呈现光的折射。 圈22 第二章光构成理论及形式 222 光构成的造型 光构成的造型主要分为两种：静态造型和动态造型。1 两种，主要以光源的静止 和运动来区分。 2221 静态造型 静态造型是指光源使用相对静止的光的造型，图2 3 a 是天安门夜景图2 3 b 是上海外滩浦东银行都属于光的静态造型，其给人以稳重的感觉，主要应用于历史 性等严肃主题的照明设计。 图23 e 2 222 动态造型 圈2 3 b 光的动态造型方法主要包括：余像、光点的明灭、光迹等几种形式，其原理 是利用单盏或数盏灯以及不同的材料，通过不同的控制方式，如电源的接通关闭， 呈现出有规律的物理运动形式进行光造型。 1 ) 、光的余像 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。如月亮等天体， 虽然它们在运动，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， 当我们观看飞速转动的机器时，同样感觉不到它的运动。这说明，人的肉眼所能观 察到的物体，在运动速度上有一个范围限制，肉眼只能观察到一定范围内的物体运 动，这种识别限度叫“临界融合频数”。灯泡的临界融合频数为一秒钟3 0 次左右， 假如超过3 0 次我们的眼睛就观察不到灯泡的闪烁；电影投射胶片的频率为每秒2 4 次，如果小于临界融合频数我们的眼睛就会捕捉到前后胶片的变化，形成电影图 像。 青岛大学硕士学位论文 圈囝 一曩 23 1 统一变化的均衡 统一就是使照明设施在造型、装饰、色彩和构图上一致，各照明设施之间、设 施与环境之间，达到局部与整体的相互协调，风格统一。变化则强调与众不同避 免单调乏味、千篇一律，具有刺激和引人入胜的作用，“万绿丛中点红”说的就是 第二章光构成理论及形式 圈 233 稳定活泼的平衡 圈27 稳定是照明设施本身造型及照明环境给人以力学、视觉感受上的平衡。活泼则 是运用运动、变化、对比等手法，调整造型的体量、比例的关系达到生动的目的。 国家太剧院的照明设计就是利用建筑结构对称的特点与灯光的配合实现总体照明， 给人以稳定的感觉，然后利用动感激光以及植被照明实现生动照明效果。( 图2 8 ) 青岛大学硬士学位论文 2 3 4 均衡对比的形式 图28 均衡是指通过形体、色彩、线型等方面的比对，达到协调的目的或到宁静、舒 适、沉着的效果。对比通常是将不同事物或同一事物的不同的特点列举出来，加以对 照，突出矛盾取方最本质特征，使形象更加鲜明，起到相辅相成的艺术效果。里昂灯光 节上，利用不同颜色给人不同的心理感受，对同一座古堡进行照明设计，展现灯光 的魅力。( 图2 9 ) 二熊卜：筑一 2 35 反复次序的表现 图29 反复是同一元素在空间重复出现，排列或组合，形成整体的美感或节奏感。次 序则是将基本构成单元有规律地组织和排列，使其具有一定的规律性。“水立方”体 育馆，就是采用这种方法，运用水分子结构作为设计元素组成有规律的图案，通过 灯光与建筑有机配合，取得整体照明效果并在空间透视中形成节奏和韵律，给人 第二章光构成理论及形式 秩序的视觉感受( 图2 1 0 ) 。”1 24 本章小结 圈2 1 l 本章引入光构成理论作为全文的理论基础，阐述了一般光构成原理的概念和理 论，分析研究光构成原理的造型形式以及实际工程中光构成设计的表现形式，为论 文的深入研究提供理论指导。 青岛大学硕士学位论文 第三章生理、心理因素与光构成设计原则及方法 3 1 光与视觉的关系 3 1 1 照明生理因素 物体发出的光线进入眼睛后，在视网膜上形成影像，影像的照度与物体相应部 位的亮度成比例。所有的生物，不仅靠光的刺激产生视觉保护自己防止外来敌人侵 犯、观察目标、判断环境，而且对于建立了现代文明基础的人类来说，视觉比其他 感觉有更重要的作用。 3 1 1 1 光谱光视效率与生理的关系 光谱光效率是用来评价人眼的视觉敏感度，不同波长的光在人眼中常产生的光 感觉灵敏度也不同。人眼的这种特性可以通过国际照明委员会( c i e ) 的光谱光视效 率曲线( 表3 1 ) 来说明不同视觉状态下对颜色的反应。人眼在明视觉和暗视觉状 态下对光的视觉敏感度是不同的，分别对应两条曲线，而且在可见光谱范围内成抛 物线状。曲线显示，在明视觉下，人眼对黄绿光最敏感，峰值在5 5 5 n m 处，敏感度 向波长短的紫光和长波红光方向迅速递减；在暗视觉下，曲线向短波方向平移，峰 值出现在5 0 7 n m 位置( 蓝绿光) 。n 町 表3 1 光谱光效曲线 注a ：1 是明视觉注b ：2 是暗视觉 3 1 1 2 视觉系统的构造 光环境需求就是人对光的生理和心理的需要。从人对光的生理需求来看，光是 人类视觉获取信息的媒介，人类8 0 的外界信息来源依靠视觉获得。光线照射的物 体上反射到人的眼睛，通过角膜、水晶体、瞳孔、玻璃液在视网膜上成像，再由视 第三章光构成在人性化景观照明设计中的作用 网膜上的杆状细胞和锥状细胞处理。锥状细胞主要集中于视网膜中央称作小窝的区 域，是眼睛对物体细部对焦成像部分，负责细部与色彩视觉。锥状细胞把所得像按 红、绿、蓝分色，最终在大脑呈现获取外界的知识。杆状细胞主要存于视网膜周边， 负责对光的亮度的感知，相对于锥状细胞来说它们对光更加敏感，负责在低照度下 辨别光线，因为其无法分辨颜色，所以人们在黑夜中看到的所有物体都是灰色。当 人眼中的锥状细胞对颜色的辨别出现问题时，就会产生色盲现象；当人眼处于照度 相对来说比较暗的情况下时，则两种细胞同时发挥作用，这时的视觉被称之为中介 视觉。例如夜晚，初期杆状细胞不敏感，人眼先由锥状细胞作用观看环境，杆状 细胞逐渐适应后，则成为主要的视觉细胞。 3 1 1 3 视觉系统的明暗适应 眼睛的明暗适应是对环境光变换的适应，眼睛能够因视觉目标以及环境因素的 改变进行程度调整，以达到最佳视觉效果。因此，照明程度变换会，引起眼睛视觉 系统相适应的调整。这种适应又分为明适应和暗适应( 表3 2 ) 。n 2 1 人的眼睛起先在一个明亮的空间，突然进入一个比较暗的地方。开始一切都看 不见，经过一段时间才能逐渐看清楚轮廓。这个过程中，瞳孔逐渐放大，进入眼中 的光通量增加，感受性随之提高，整个过程必须在杆状细胞参与中完成，大约3 0 分 钟才能趋于稳定。 明适应发生在由暗处过渡到亮处的时候，会感觉到刺眼，开始的几秒到几十秒 人眼也不能辨别物体，这时瞳孔缩小，视网膜上感受性随之降低，秆状体退出工作 锥状体开始工作的过程。 表3 2 明暗适应表 3 1 1 4 视觉系统的眩光 若视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，则可引起不舒适或造成视觉降 1 4 青岛大学硕士学位论文 低的现象，称为眩光。这是影响照明质量的最重要原因。引起眩光的生理原因主要 是由于高亮度的刺激，使瞳孔缩小。这里的高亮度主要指相对高亮度，即使在较暗 的环境中，亮度很低的眩光，也会给人很明显的不舒适感。由此可见，眩光的产生 多与光源亮度和周围环境亮度有关，例如周围暗，眼睛的适应亮度很低；光源表面 或灯具反射面的亮度很高；光源距视线太近；在可视范围内，光源面积过大。u u 另外，角膜或晶状体等眼内组织产生的光散乱，在眼内形成光幕以及视网膜受 高亮度的刺激，使适应状态破坏也是产生眩光的原因。 3 1 2 照明心理因素 光环境心理因素是指人对光环境的心理反应和心理行为。心理反应对不同光环 境对人的心理变换，而心理行为是指光环境对人的心理发生的反映。 3 1 2 1 不同年龄时期的视觉心理特征 在同样的光环境条件下，不同年龄时期的人群具有不同的视觉心理特征。幼儿 时期是从出生到6 岁，刚出生时的所有感觉中发展最低的，视觉适应及视觉敏感度 水平有限，对光敏感，能分辨一些颜色，但是范围很小，并且对周围环境的感知基 本上是感性的。其特征为直观、单纯、片面，不具备对事物更深层次含义及内容的 体会和认识。就其环境而言，鲜明而不具有刺激性的光( 如强眩光) 是适合此阶段儿 童视觉心理的。n 3 3 成长时期是6 岁到1 8 岁左右，从生理上讲，视觉器官处于生长阶 段，还没有发育完全，其视觉心理负担最重。成熟时期是1 8 岁到5 0 岁左右，此时 期视觉器官完全发育成熟，视觉适应以及敏感度有很强的适应能力，但受理性因素 的影响，不同人对所处光照环境的感受不同，进而影响到人的行为。所以这一阶段 的心理活动和心理特征非常复杂。衰老时期大约是5 0 岁以后：经实践证明，人到老 年，视觉器官有所衰退( 表3 3 ，3 4 ) ，视力水平在6 0 岁以后急剧衰退，据统计， 7 0 岁健康老人的视力超过0 6 的只有5 1 4 ，光环境需要安静舒适，是这一阶段的 心理特征。1 4 3 表3 3 视觉损失率与年龄的关系 哥l o o 鬈8 0 6 0 4 0 2 0 0 年龄 第三章光构成在人性化景观照明设计中的作用 表3 4 年龄和所需照度的关系 | f ， 3 1 2 2 色光环境的心理反应 o 色光环境的心理反应主要是指人对光源颜色和明度的感觉，强调人对光源的心 理判断和评价。 可见光的颜色主要有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色以及混光色白色。红光 波长较长，明度高会刺激视觉神经，使人感觉活跃，给人以生命感。因而高明度的 红光常被用作安全标志的警示。但长时间的接触红光会使人疲惫，因此室内工作空 间和居住空间少用。黄色明度较高，颜色明快。黄光是红绿色光的混合，给人以热 量感，随着明度的增高能够使人的情绪变得焦躁不安，而低明度的黄光给人柔和怀 旧温馨的感觉。橙色光类似火焰的颜色，是红、黄色光混合而成的色光，照明设计 中辅助红黄光使用。绿光属于中明度光，常用来表现生态的颜色，给人生机勃勃的 感觉。绿光有助于消化和平静心神。但如果对比度较高，例如照射到重色物体上会 给人冷漠，阴森的感觉。青色光由蓝、绿色光混合而成，给人冷漠的感觉。明度较 高的青色光给人清凉透彻的感觉，传递了无菌消毒，坚定有意识行为的信息。蓝光 是光谱中极冷的色光，属于海洋色，给人清澈远大空灵的感觉，人们常常用来传达 未来、现代、科技的信息。蓝光可以消除紧张，常被使用营造幽雅宁静的光环境。 紫光明度最低，明度较高的紫光给人神秘高雅的感觉，相反则给人呆板忧郁的感觉。 白色是七色光的最终混合，给人纯洁光明和平的感觉。 在工程设计中，可利用人对颜色的主观感受和心理反应创造出不同的灯光效果 ( 表3 5 ) 。例如，饭店、宾馆客房宜采用暖色调和低照度，使环境气氛温暖、安静、 舒适，不宜采用冷色调；教室、阅览室宜采用冷色调，使环境气氛静谧，易于集中 精力和注意力，此处就不宜使用暖色调。 1 6 青岛人学硕士学伯论文 表35 安全色彩的选择 色彩 使月j 时的含义 红75r 45 1 4 防火，停止，禁止，高度危险 黄红25y r6 5 1 3危险航空，船舶的保安设施 黄25y8 1 3注意 绿5 655 6安全甲生，进= i 亍 青25p b55 5 用心 红紫25r p45 1 2 辐射性 向n 95 通路整顿，标志，文字 黑n l5标占的指向或文字 3123 视错觉 视错觉就是当人观察物体时，基十经验主义或不当的参照形成的错误判断和感 知。产生错觉的原因，除来自客观刺激本身特点的影响外，还有观察者生理上和心 理上的原因。如图为布理奇特赖利的运动视错觉( 图3 1 ) ，就是利用人的错误经 验，使观察者感觉画面在运动。在照明中，除了常见的线段、图案和形体等错觉现 象外还有与照明光相关的视错觉。例如汽车行驶在高压水银灯照明( 蓝紫色光源) 的道路上，车灯( 白炽灯) 灯光会显橙黄色；而行驶在钠灯照明( 黄色光源) 的道 路上，车灯则显蓝色：最常见的现象是在蓝色的天幕上出现的月亮( 无色) 会显黄 色。在照明中有意_ 【 的准确利用视错觉可以取得意想不到的效果，增强艺术感染力。 黧豢 图3 】运动视错觉 313 视觉心理因素与熙度水平、色温的关系 9 4 1 年德国克吕道夫定量提出光色舒适区的范尉( 表36 ) 。”1 其一，为了显示 第三章光构成在人性化景观照明设计中的作用 所视对象的正常颜色应当跟据不同照度选用不同颜色的光源。低照度时采用暖色， 高照度采用冷色。例如，低照度下用粉色、浅橙或淡黄色等暖色调的光，人的皮肤 显得“温和 自然，而用冷色调会使人的皮肤显得苍白可怕。在高照度下采用近似 日光的冷光，使人的皮肤颜色显得更自然和更真实。其二，只有在适当的高照度下， 颜色才能真实反映出来，低照度不可能显出颜色的本性。表3 5 说明低色温的光在 低照度时使人感到愉快、舒适，在高照度时则有刺激感；高色温的光在低照度时感 觉阴沉、昏暗、寒冷，在高照度时感觉舒适、愉快。因此在低照度时宜用暖色光， 接近黄昏情调，在室内创造亲切轻松的气氛：在高照度时宜用冷色光，给人以紧张、 活泼的气氛。( 表3 7 ) 表3 6 照度水平与舒适色温的关系 獗 荔缓 么缓缓 缓缓 彩 ； 形钐； ；钐 ； 7 7 彩彩缈 ， 1 25 1 0 2 0 5 01 0 0 2 0 05 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 照度( 1 x ) 表3 7 照度、色温与感觉的关系 光源色的感觉 照度( 1 x ) 暖色 中间色 冷色 5 0 0 愉快的中间的 冷的 5 0 0 1 0 0 0fff 10 0 0 2 0 0 0刺激的愉快的中间的 2 0 0 0 3 0 0 0 il l 3 0 0 0不自然刺激的愉快的 3 2 光构成设计原理与城市广场景观照明设计的需求关系 光构成的设计原理既是城市广场景观照明设计的理论依据，也是广场照明的设 计表现手法。通过对光与人生理、心理因素关系的研究，城市广场景观照明要想实 1 8 青岛大学硕士学位论文 现人性化设计，首先重视人的生理需求，满足人们景观审美的要求；其次通过光构 成设计原理的作用更好的提升人们对于景观的认同度，满足人的心理需求，帮助人 们提高对人性化景观照明的肯定和增强人们的心理期望，只有这样才能实现城市广 场照明的人性化。 3 3 城市广场景观照明光构成设计的原p , q s n 方法 城市广场景观照明设计只有以人的生理和心理需求为出发点，合理运用光构成 设计原理，才能最终实现人性化。 其一、满足人的生理需求。视觉是人类获取外界信息的最重要渠道，人们获取 的信息约有8 0 来自视觉，并且7 5 9 0 的人体活动是由视觉引起的。n 订在空间环境中， 人们根据空间的结构、布局和照明等方面提供的视觉信息对环境的照明质量进行评 价。一个符合人视觉条件的光环境能使人们很容易感知信息，而这些信息是人们的 意识和活动的依据。由此可见，广场空间照明不仅是简单地“亮化”环境，而是要 有选择、有目的地确定照明对象和照明指标，为活动者提供必要的环境信息，使其 能对环境、个体行为做出正确的判断。其二、满足人的心理需求。广场空间是人们 进行不同活动的场所，运用照明手段可营造不同的环境氛围，对各类活动场所的性 质做简单的标示，引导活动者进入相应的场所。因此，设计者首先应该注意的是人 们的年龄问题，对广场照明进行功能区域划分，针对不同年龄的人群进行因年龄而 异的有效的光构成设计。例如，针对儿童玩耍的光构成设计，应注意孩子活泼的性 格和对色彩敏感的认识，并从中增强孩子的认知意识。由于老年人的视力衰退，对 颜色的敏感程度也相对下降，光构成设计应当将安全放在第一位，多采用柔光照明， 以避免灯光对老年人眼睛的过多刺激。 所以，针对年龄问题分析不同年龄段的活动特征，旨在分析活动所需的空间特 性和空间氛围，只有创造出与活动空间相匹配的光环境，才能满足人们在精神上对 空间的需求，才能通过照明的技术手段创造满足活动需求的空间环境，从而提升广 场休闲空间的环境品质。另外还应注意照明亮度、色彩给人的影响。如北方冷清的 冬季，在景观照明中采用红色等暖色调，则会给人带来热烈的心理感觉。 最后、正确处理人、物体和灯光的关系；景观照明在空间上，它存在着灯光、 物体和人这三者的关系。人通过视觉和心理的共同作用形成对被照物体或场所的评 价；物体或场所是被表现和刻画的对象；而灯光则是表现的技术手段。一个成功的 照明设计应建立在对被照明对象充分研究之上，再结合人的视觉审美和心理需求， 合理运用照明技术手段，创造优美的夜间景观环境。研究城市广场空间照明应遵循 的原则，就是研究特定照明环境中三要素间的相互影响和制约的规律，使三者在休 闲空间的照明体系中建立和谐的关系。 1 9 第三章光构成在人性化景观照明设计中的作用 34 绿色照明 “绿色照明”不仅是普通的节能，要从更高层次去认识，提高到节约能源、保 护环境的高度去对待，“绿色照明工程”的提出不只是个经济效益问题，而更涉及资 源利用和环境保护等重大问题。 34 1 光污染问题 景观照明的开发使城市夜晚更有魅力，但使用不当所带来的污染也日益加剧。 光污染主要有三个方面：第一，照明工具选择不当，泛光灯大量且不合理的使用， 城市总亮度上升，造成城市天空中悬浮颗粒的亮度提高，使天空背景亮度超过了天 体亮度，影响了天文观测；第二，景观照明过度引起的眩光使夜晚如同白昼，打乱 了正常的生物生长节奏，破坏了植被的生长周期，也使人难以入睡，令人头晕目眩， 出现头疼、失眠、注意力不集中等症状；第三，误解景观照明对城市形象地宣传作 用，导致许多与周边环境不协调的畸形景观照明工程的出现，使局部景观照明与城 市整体环境脱节。另外，由于设计的不当，造成照明设施在使用过程中损坏以及管 理维护滞后，终究造成光污染( 图3 2 ) 。 摩 图32 光污染现象 3 42 “绿色照明”的发展及措施 1 9 9 1 年1 月美国环保局( e p a ) 首先提出实施“绿色照明( g r e e nl i g h t s ) 和 推进“绿色照明工程( 6 r e e nl i g h t sp r o g r a m ) ”的概念，并很快得到联合国的支持 和许多发达国家和发展中国家的重视。各国积极采取相应的政策和技术措施，推进 绿色照明工程的实施和发展。 美国环保局( e p a ) 对于绿色照明的定义是指：通过科学的照明设计，采用效率 青岛大学硕士学位论文 高，寿命长，安全和性能稳定的照明电器产品( 电光源、灯用电器附件、灯具、配 线器材、以及调光控制调和控光器件) ，改善人们工作，学习，生活的条件和质量， 从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境并充分体现现代文明的照明n 卯。 1 9 9 3 年1 1 月我国国家经贸委开始启动“中国绿色照明工程”，并于1 9 9 6 年正 式列入国家计划。 “中国绿色照明工程 是国家经贸委会同国家计委、科技部、建设部、原国家 质量技术监督局等1 3 个部门，在“九五 期间共同组织实施的一项旨在节约电能， 保护环境，改善照明质量的重点节能示范工程。其主要目的是促进我国高效照明电 器产品的发展，提高生产企业的产品质量，引导和规范市场秩序，扩大优质照明电 器产品的市场份额；通过宣传教育，提高消费者照明节电意识和对高效照明产品的 认识，增进产品的市场消费，逐步建立一个健康的，高效照明产品市场服务体系副。 我国制定的绿色照明工程实施方案，都有其明确的宗旨和目标，就像前面所 提到的绿色照明的定义一样，通过合理的规划管理，正确的光构成设计，选择正确 的灯具，采用新型的光源以及完善的维护管理来解决能源浪费问题和光污染问题以 改善人们的生活环境，还人们一个宁静、整洁、和谐的夜空。 照明设计是照明工程的重要部分，充分运用现代科技手段，满