博物馆照明灯光奥秘：三分设计七分调试
灯光作为空间最重要的媒介
被誉为建筑的第四维度
一个好的灯光环境除了有合适的灯具布置
出色的灯光设计方案外
更重要的还需要现场调试
调试是落实灯光方案的最后一公里
在很大程度上
决定了灯具及灯光方案的质量
彰显光环境的魅力
各种不同的空间和场所需要不同的调试方法和手段，对于灯光要求非常高的博物馆更是如此。今天与大家分享博物馆灯光调试的经验，以期交流学习，共同进步。
进行博物馆灯光调试工作前需要做一些必要的准备工作。首先需分清楚博物馆的概念，外界有人常将博物馆和美术馆混在一谈。博物馆与美术馆有很大的相同之处，也存在许多不同点。
比如在灯光色温应用上，博物馆一般使用2700K-3300K的色温，而美术馆会使用4000K-5000K的色温。再如，在布光方式上，美术馆经常会使用大幅洗墙的布光，而在博物馆就不常见，如此等等。我接下来更多是阐述博物馆的灯光调试，很少涉及美术馆照明部分。
▲博物馆
▼美术馆
其次，要正确认识和理解相关的标准和照明规范。目前有关博物馆灯光的指导性规范文件主要为《博物馆照明设计规范》（ GB/T 23863-2009），其中最为重要的标准是照度控制标准以及曝光量控制标准，后者关乎到文物的安全。
▲图：照度控制标准（ GB/T 23863-2009）
▲图：曝光量控制标准（ GB/T 23863-2009）
上述规范是2009年订立的，当时正在处于LED兴起的前期，该标准是以传统光源为参考建立的。考虑到传统光源的紫外线和红外线的伤害，在对文物保护的审慎原则下，对各种重点文物照度做了相应的控制，照度值标准相对来说较低。
由于LED光源的波长在400nm(纳米)以上，不含紫外线和红外线，对文物几无伤害，照度控制标准是否能够有所提高，是博物馆业内人士值得探讨和研究的。博物馆也有非文物的部分，如展板、雕塑、浮雕、场景之类。这些在标准中没有做出明确的要求和规定。
以个人看来，非文物部分的照明，不应局限于标准的要求，应该因地制宜的进行灯光设定。以人为本是灯光最基本的准则，应力求打造出最舒适和最能突出展览主题灯光环境。而对于重点文物，特别是书画、丝绸绣制品等光特别敏感文物，必须按照规范中的要求进行灯光调试。文物无价，其实际的损害，是对民族的犯罪。
在上述照明标准中还有一个至关重要的规定，即对平面照明质量均匀度的要求，这也是我们调光工作中必须给予高度重视的。
▲图：照明质量指标（ GB/T 23863-2009）
再次，要了解和掌握博物馆照明的灯具情况。工欲善其事，必先利其器。博物馆照明对灯具要求较高，表现在显色指数、色容差、光斑光形等光品质的方方面面。
同时，博物馆灯具跟商业照明灯具有很大的不同，博物馆照明灯具往往是一个系统，需要多种相互关联的光学系统配套使用。
目前，国内博物馆照明厂商技术已经得到了长足的进步和发展，跟国际品牌的差距越来越少。LED的发展使得博物馆照明专业灯具进入了可变焦时代，变焦使得展陈的用光变得更精准，凸显重点，调光也更便捷。
变焦的同时再自由添加各种二次光学配件，打造各种光艺术造型，使得博物馆灯光的更加有陈列艺术感和美感，而不是生硬的照亮，并在日后重新布展和维护时也更为简易便捷。
博物馆灯具的系统光学配件体系如防眩光的蜂窝、四叶挡光板、切截光套件、柔光玻璃、拉伸洗墙配光配件等是我们在调光前必须十分熟悉的。要了解不同的配件的光学特性及其所适应的展品和场景。变焦与各种不同配光配件的结合可打造很好的博物馆光环境效果。
▲图：三可变焦博物馆专业灯具配光系统示意图
最后，要准备好现场调试的辅助工具，如照度计、测距仪、照明护照等，其中专业照明护照就是一个必须的工具。一切准备就绪，即可进行博物馆灯光调试了。
▲图：专业照明护照
在博物馆灯光调试开始阶段，需要对陈列主题作充分的了解，带着思考进行调试。比如说是展览主题是丝绸、青铜器、漆器、岩画、书画、雕塑等，那么灯光的调试要根据主题突出重点，而非主题部分相对用灯光进行弱化，不能喧宾夺主。
为了方便快捷有序进行调试，需要对博物馆不同照明部分进行简单的划分，这样更容易进行工作安排。例如，可将博物馆照明划分为以下几块：展柜、展板、浮雕、场景等。
展柜是博物馆最重要的部分，所有博物馆几乎都离不开展柜，展柜一般会占博物馆展线的一半以上，而展柜种类繁多，有通柜、四面柜、独立柜、龛柜等。
不同的展柜有不同的布光和调试方法。而博物馆展柜更多的是由专业的博物馆展柜厂家进行制作，在制作的时候已经把灯具装上了。这种情况下，现场灯具位置可变动的空间就不大了。这是目前普遍存在的一个局限，限制了现场更好的光环境的营造。下面我以通柜为例，介绍不同布光方式的调试。
▲图：通柜实景效果
目前，业内新式的标准通柜一般会采用点面光源相结合的照明方式。面光源一般在顶棚使用，通过漫反射的方式打亮展柜，起到柜内基础照明和垂直照明的作用。
顶棚基础照明使用的光源多种多样，有面板灯、灯管软膜等，这些基础照明一般需要可调光的。如果基础照明不支持调光或者跟点光源在一条控制回路上，就给调光调试带来了困难，这是很令人抓狂的。在通柜中可作较多调试的只能是点光源。
点光源的位置相对固定，但可360°水平旋转调试，预留了调试的空间灵活度。点光源使用较多的是柜内低压变焦小导轨灯或者嵌入式变焦射灯为主，其安装位置一般在展柜的前端部分。在调试时应将点光源往柜内重点展品中照射，并调试好相应的变焦角度。
▲小导轨灯
▼小射灯
▲图：展柜常用点光源：低压变焦小导轨灯和小射灯
在此需要特别强调的是柜内展品形态和不同的柜内陈列布展方式，灯光调试方法方式又是有很大的差别。
如展柜内平面展品或者立体展品的体积较小，柜内又没布置展板的方式。这时为了更突出展品，可将基础照明调到最暗或者关掉，仅使用点光源进行照射，调整好光斑大小、位置、照度即可。其效果是有很好的层次感，视角焦点突出，具有冲击感，同时展品无阴影或阴影较小。
以下是三可变焦在南京博物院的江苏历史文化固定陈列展柜照明所使用的点光源案例：
▲图：南京物院展柜效果（三可变焦案例）
如果柜内展品都是立体的，且体积比较大，同时柜内也有平面展板，那么就需要开启基础照明，基础照明起到柜内垂直照明的作用，同时也能给展板提供可视性照明。
此时，点光源作为重点照明照射在立体展品上，调整好照射角度、光斑大小、位置，然后进行对比度的调整。
但是展柜内立体展品较大，在开启柜内基础照明和重点照明点光源的情况下，展品的下部还是产生较大阴影面积的话，可在展柜的底部适当的增加点光源。展柜底部点光源斜向上调试，调整照射角度和亮度，从下往上投射立体展品的中底部进行补光，但是这时需要注意底部点光源的防眩处理。这种情况下就需要底部光源+顶部重点光源+柜内基础照明同时协同调试方可取得更好的效果。
▲图：国家博物馆（底部+顶部+基础照明）/魏明哲供图
那么柜内开启基础照明的时，控制多少照度为宜呢？基础照明照度应控制在100LX以下，重点照明控制在300LX以内，对比度控制在1:3-1:5是比较好的。
但这里的照度控制是在非光敏感的重点文物的情况下，如果是重点文物，并且是光敏感的，就需根据文物等级和分类调到对应的照度值，符合文物保护要求。
目前最新型的展柜一般使用点光源加面光源的做法来布光，而很多博物馆仍在使用老旧的展柜，大多仅使用面光源，柜内以基础照明为主，对于展品的重点照明部分不够突出。
▲图： 陕西省某重点博物馆旧式通柜
那么，展柜内两种不同情况下为何对基础照明的调试有不同要求？答案比较简单，对于体积小或者平面作品，阴影面不大，使用点光源即可，这样重点照明更加突出。
而对于体积大的展品，同时有展板的展柜内，开启基础照明一是为了降低体积较大的立体展品的阴影，同时对展板也起到照明作用，方便看清展板。
独立柜是博物馆普遍使用的展示形式。独立柜存在柜内和柜外布灯两种情形，一般最新的展柜，考虑恒温恒湿密封的前提下，都会比较多采用柜内布灯，现在的独立柜都会采用顶部四个角的位置或者顶部四周布灯的方式，这种情况下，以直接打光的方式进行调试，调试出展品所需的合适出光角度和照度即可。
▲图：重庆三峡博物馆独立柜（三可变焦案例）
如果立体展品体积较大，独立柜的展示方式又是采用柜外布灯的话，则需要在柜外左右两边或三到四面布灯，灯光需要采用交叉互打方式。在调试时应该注意灯具交叉对打时的眩光影响，要做好双重防眩，可在灯具上安装蜂窝防眩网和遮光眼罩、遮光筒或四叶遮光挡板等防眩配件满足防眩要求。
▲遮光眼罩防眩配件
▼四叶遮光挡板防眩配件
▲图：遮光眼罩和四叶遮光挡板防眩配件
独立柜照明无论属于上述柜内或者柜外布灯情形，都需要调整好出光角度，精准用光。尽量让灯光精准的照射在展柜的展品中，减少光线溢出展柜而照射到地面上，否则会给整个博物馆地面光环境造成光怪陆离的现象。
▲图: 用光不精准，地面光怪陆离（河南某重点博物馆）
柜外布灯除了用光角度精准，防止地面溢光外，如还需要考虑柜内的展品的的立体效果，阴影处理，整个展厅空间的照明亮暗平衡等。那柜外需要使用很多的“灯”来进行“拼配”，方可达到良好的效果。
而这样的独立柜的灯光展示方式，调试难度是非常高。国内博物馆一般比较少使用这样的布光方式，而在国外是比较常见的。如下图，德国的德累斯顿城市（Dresden）其中一博物馆，一个独立柜外就使用了6灯“拼配”的方式，柜内展品的立体展示效果非常好。
▲图：德累斯顿城市（Dresden）博物馆
博物馆展柜的种类多，变化大，以上仅介绍通柜和独立柜常用的灯光调试，而更多更好的方式，得不断的实践和试验。下面就博物馆展板部分的灯光调试做些介绍。
展板在博物馆陈列说明中占了很大部分，展板多数属于印刷品和复制品，起到说明介绍的作用。
展板有前言版、序言、连续展板、结尾展板等。展板形态都是不标准的，有竖形、横条形、正方形，也有巨幅、小幅之分。
而有些展板有时候会存在光膜或有装裱情形，这时就需要考虑展板灯光二次成像的情况出现。二次成像有时候是难以避免的，但是要控制好位置，可将成像位置控制在不影响观赏的范围。一般来讲，灯具导轨安装的位置都会根据以下计算原则进行布置。
▲图：展板布灯位置图
展板灯光调试，要遵照博物馆照明规范中对平面展板均匀度的要求。对于尺寸合适的正方形或者长方形展板，以“一灯一板”的方式即可，如果均匀度和柔和度不够，可在灯具上添加柔光配件，布纹玻璃则是一种常用的柔光配件。
▲图： “一灯一画”的展板效果示意图
对于竖向或者横向的长条形的展板，或者是多种不规则的展板陈列在一起的方式，需要使用各种不同角度的拉伸配件共同配合。根据不同的长条展板尺寸使用相对应拉伸角度的镜片，结合现场情况进行调试，专业调光师根据经验即可熟练根据不同的位置确定选择不同角度配件。
▲图：长条展板精准拉伸配光（0.4M×4M）
展板调光最难掌握的是巨幅的连续展板，虽然这种巨幅展板在博物馆还是比较少见，但是在美术馆和规划馆较为常见，这种类型的展板需要进行大面积的精准洗墙才能够实现灯光效果。
大面积洗墙时如果照度控制不好，洗墙控光范围不精准，展板均匀度难以把握，同时会使光撒落出至地面，容易使得展厅整体环境变亮，重点难以突出，同时会显得喧宾夺主等。大面积精准洗墙，照度规划按照经验在100-200LX左右即可。
▲图：巨幅展板连续精准洗墙
洗墙照明对于灯具要求非常高，传统使用的固定角度的洗墙灯，灯光调整时相对灵活性不高。
在LED时代，使用变焦灯具再叠加各种拉伸扩散二次配件，即能灵活调整洗墙的均匀度和照度，效果也会非常好。使
用这种洗墙方案对变焦展陈灯具的光学输出性能有较高的要求，具有较高光效的变焦灯具，才能满足大空间的洗墙伸展要求，满足照度和均匀度要求。
有一种比较简单实用的洗墙方案，即使用灯具的大角度，加柔光镜片进行柔化，减少灯光重叠和光色不一致而在展板上出现的“喇叭口”也是可行的。
▲图：南京某重点博物馆，“喇叭口”和光色分离
最后还有一种方式即是在巨幅连续展板中找出其重要的部分，直接使用投影切截光的方式进行表现，如浙江美术馆的实际场景。
▲图：浙江美术馆切截光（ERCO案例）
如此长距展板，直接采用截光的方式，突出重点照明，给人视觉焦点和冲击性，能取得满意效果。当然这种“好”的做法在同一个展厅不能普遍用，使用频率高了，整个展厅的对比度太高，人眼就会不适应，很容易产生疲劳感，最终影响整舒适的观赏环境。
博物馆很多部分是由浮雕构成，浮雕一般会在墙上塑造一个场景，如许多纪念馆的表现方式很多采用浮雕。那么浮雕该怎么调试呢？
浮雕一般尺寸比较大，使用的材料通常颜色比较深，反射率比较低。这种情况是否能够使用巨幅展板的大幅度洗墙方式来实现呢？
我们觉得浮雕不应该使用大幅度洗墙。首先，材料反射率较低，需要很多的“灯”。同时浮雕通常都不是纯平面的，墙上都有立体表现，是立体与平面的结合，所以不能用纯粹的洗墙方式进行调试，如果一个博物馆同时出现浮雕和巨幅展板，都使用洗墙方式的话，如此多的“光”，将使得环境变得透亮，重点照明和层次感就明显降低，展览的主题也得不到体现。
在浮雕的灯光调试上，在没有找到更好的方法时，应该找出浮雕的重点部分加以表现，突出重点用光，这要远远优于洗墙的效果。
▲图：陕西某重点博物馆浮雕，灯具虽然老旧，但层次感依然存在
如下图为宁夏回族自治区博物馆岩画展厅中著名的岩画“太阳神”浮雕。浮雕宽约5米，高约6米，面积约30平方米。调试中我们曾尝试采用洗墙的方式将它全部打亮，结果使用了7个灯具，却没有层次感。经过调整，我们只使用了一个9W的变焦灯具将中心位置打亮。
从现场看，一进展厅门口，观众就被这个因一束光而突出的“太阳神”浮雕给吸引住，从而将此展厅的主题“岩画”最直接的表现出来，效果大家却比较认可。
现场测试照度达600LX，但由于浮雕材料反射率低，现场并不感觉到很“亮”。浮雕布光方式很多，需要大家共同探讨。
▲图：宁夏回族自治区博物馆“太阳神浮雕”
其次，如果浮雕能使用洗墙和重点照明共同的结合的方式进行调试，也是非常好的一种方式，调试出来的效果会非常有戏剧性和给人更加真实的感觉。
如下图，刚调试完成的案例，南京中共代表团梅园新村纪念馆中就有一副梅花浮雕，梅花代表着周恩来总理高洁的个人情操，这幅浮雕梅花的灯光表达将是对该纪念馆主题起到最重要的作用。浮雕的面积不算太大，尺寸约在（3.5×2米）范围。
那么在调试时，由于面积不算大，不需要耗费很多“灯”，因此我们就采用洗墙加重点照明的方式。先用两个广角度洗墙灯具加上二级柔光配件将整个浮雕“洗”一遍，照度控制在100LX以内。
这就像化妆，先上一层底粉。然后再用重点照明的方式把梅花的整个形态和需要重点说明的文字进行重点雕刻，这也跟化妆的画眉，涂唇是一样的道理。
由于该浮雕部分陈列在纪念馆的门口大厅位置，处于自然光的影响，同时浮雕反射率不高，又不属于文物。
因此在调试时我们将重点照明的照度增加至500LX位置，较高的照度可表现出梅花的洁白无瑕，把整个浮雕的立体感和层次感雕刻出来了，就像活起来了一样。拍照效果显得有点过曝，但是现场体验的效果还是非常真实的。
▲图：中共代表团梅园新村纪念馆梅花浮雕（三可变焦案例）
场景是博物馆常见的布展形态。场景更直接地将展览主题简单明了的加以体现，场景灯光调试相对于其他部位要复杂多样。
因为场景的构造非常不规则，在许多情况下，场景灯具的安装位置有限，或者位置不对，而场景的展示往往以人物、雕塑、动物、植物和其他立体的展品为主，这就需要因地制宜进行灯光调试。
首先场景灯光要解决的是重影问题。在场景空间比较小，人物和展品较多，灯具安装位置有限的情况下，解决重影问题最简单的方式就是直接的把场景打亮。
如内蒙古某重点纪念馆所采用的这种场景灯光方案，现场看不到有多少人物重影，照片显得过曝了一些，这样的布光方式显得有点“粗暴”， 而现场明亮而真实的效果也得到了较好的体现，但是这样的灯光方式无法体现场景的层次感，不是场景灯光调试的首选方式。
▲图：内蒙古某重点纪念馆场景打亮效果
当然，这种简单而带有“粗暴”的灯光调试手段只能在人物较拥挤而场景空间较小的情况下偶尔使用。并且在同一个展厅内也不可重复多用，否则会影响展厅亮暗层次和整体美学效果。
怎么样才解决场景重影的问题呢？
我们以昆明晋宁区博物馆案例来说明，这是一个郑和下西洋的场景，在没有调试之前各种重影和阴影非常厉害，同时灯光也错乱不堪，真实性和层次感不够。
我们在调试中首先使用一个主灯把角度放大，把整个环境“洗”一遍光，把照度调低。然后在左右两边重点打光，调整灯光的投射角度和位置，调试后发现场景人物的真实感非常的好，同时灯光也符合阴影透视的原理，这就像绘画上色一样，先上一次淡抹，然后再上浓妆，最后浓妆淡抹总相宜。
▲图：调试前重影非常厉害，真实感差
▲图：调试完后重影减少，真实感强
特大的场景的灯光怎样调？
四边或三边都有同步观赏的多维场景怎么调光？
这些是我们日常工作中经常遇到的课题。
我们以上海自然博物馆为例：一个巨大的恐龙场景，使用的是小角度的大功率的高空布光，因为场景太大了，只能将其重点部分打亮，这就不可避免的出现前后交叉布光的情况。
与前所述的独立展柜情况一样，需注意双重防眩，可采用增加蜂窝防眩网、遮光罩和四叶片等方案。同时调试的照射角度要落在场景上。高空的调光难度较大，需要很强的专业性和实际经验，这里就不再一一论述，大家有好的经验可相互交流学习。
▲图：上海自然博物馆恐龙场景（来源于Iguzzini案例）
灯光是一门艺术，艺术就有无限种表现可能，相信一千个读者会有一千个哈姆雷特，欢迎大家有好的经验或者观点相互交流，各抒己见。
我们认为要做好博物馆照明，“灯是工具，设计方案是基础，调光是匠心手段”，三可变焦2018年将持续推进“选光、挑光、调光”三位一体的客户服务战略，为人类博物馆文化事业贡献微薄的力量。
三可变焦-博物馆照明品牌
尹飞雄-设计总监
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