从“大元帅府”陈列改造谈投影仪在展览设计中的应用

吴雁飞

(孙中山大元帅府纪念馆，广州510220)

2010年，乘“九艺节”和亚运会的东风，孙中山大元帅府纪念馆对馆内基本陈列“护法舰队”部分进行了成功的改造。在这次改造中，仅仅通过增加两台投影仪就使整个展厅“活”了起来。

“护法舰队”展览表现的是1917年7月孙中山从上海率领部分海军和国会议员南下，到广州开展“护法运动”的重大历史事件。旧的展览形式是在一个狭长的玻璃幕墙内，放置了17艘军舰小模型。因为军舰、水面、背景墙都是静止的，加上展览年久失修，所以观众驻足于此感觉非常乏味，完全体验不到当年那种惊心动魄、波澜壮阔的历史情景。新的展览设计本着节约、科学的原则，完全保留了原展览的核心部分——舰队模型，同时也保留了旧的展台和背景墙这两大基础框架。背景墙以前只是一幅表现珠江沿岸风貌的喷画，我们通过投影设备，将动态的霞光和乌云叠射在上面。同时，配以解说和表现风雨、雷电、海浪的音效，并更新了船底玻璃板下面的用来表现水波的水缘生动装置。这些措施，改变了以往单调、静止的展示效果，为观众营造了一个“活”的视、听觉环境，获得了良好的展示效果。

投影仪是一种用来放大图像的投影装置，目前已被广泛应用于各种演示、展示环境中。博物馆展览设计对投影仪的应用应该注意以下几个问题。

一、设备采用的必要性

博物馆展览是通过展品、展示形式、展览空间等向观众传播文化知识和思想的。展示形式要根据展示内容或展品来决定，同时也会受到展览环境和展览空间的限制。所以我们需要根据展览内容和空间环境等因素来综合考虑采用某种展览形式的必要性。

投影展示作为一种比较新颖的展览形式，因其动态、立体和科技含量高等特点备受人们的青睐。它常常出现在科普类的展览场馆中，这是此类展览馆展示内容所决定的。普通的博物馆，主要展示的是静态的文物、复制品等。这些展品是自然、社会、时空的不朽凝固。它们的“静”的特性决定了不方便过多采用动态投影。否则为形式而形式，可能会造成错位。时下一些批评博物馆娱乐场化的声音时起时伏，所以我们必须慎重采用这种形式。

除非是一些重要的影视资料，或者确实是需要动态展示的图片、文字资料等，最好不要随意采用投影形式。例如历史影像资料、微观的需要放大演示的资料、宏大的无法实体呈现的资料、虚拟的无法真实再现的资料、具有四维属性的资料等等，均可考虑使用投影设备。当然也有一些展览，需要利用投影来烘托氛围，这时它所起的作用只能是辅助性的，不可喧宾夺主、抢了主体的风采。我馆“护法舰队”展览中采用的这种形式主要就是为了烘托气氛。

投影设备的采用还必须考虑展示环境和空间限制等问题。一方面要考虑环境亮度，另一方面还要考虑空间尺度。一般情况下，在比较亮的展览环境中，不宜采用需要将画面放很大的投影形式。此外，因为投影仪的成像通常需要一定的距离，在比较小的空间内无法获得必要的投射距离，所以也不宜采用。

二、设备选用应考虑的问题

当我们决定使用投影仪时，通常面临的首要问题是不知到该怎样选购合适的设备。或者把决定权交给工程承包方去处理，这样做可能会产生一些弊端。我们需要了解一些关于投影仪的原理和选用方法。

1.投影仪的基本原理

投影仪的工作原理是根据波长，将光线通过滤色镜或者分色镜分解成R、G、B三色光。三色光照射到“图像显示元件”上，分别产生三种单色图像。然后再通过棱镜将这三种单色图像的光会聚起来，透过镜头投射到银幕上成像。制造图像显示元件的技术非常复杂，根据材料的不同可以将其分为D MD数字微镜元件和液晶元件两类。其中液晶元件又可分为透过型和反射型两种。

D MD数字微镜元件通常是通过电场引力，驱动半导体底板上几十万枚微镜高速运动来改变光线角度的，光线角度的改变可以改变光线的颜色。D MD数字微镜元件造价较高，它具有响应速度快以及图像显示对比度高等特点，可以平滑地显示视频图像。采用D MD的投影仪通常属于DLP(数字光处理)投影仪。

液晶元件产生图像的原理是液晶分子在电压驱动下改变方向，方向的改变会调节是否让光线通过，从而显示出白色或者黑色。它类似于液晶显示器。透过型液晶元件通过定向膜来调节液晶分子的方向，并通过偏光板来控制光线的方向。由于制造定向膜和偏光板的材料都是有机材料，它们会在光的热照下逐渐老化。反射型液晶元件和透过型液晶元件相比，不仅光的利用高而且液晶元件的响应速度也快，所以适合高画质的视频播放。

根据图像显示元件的组成，可以把目前市场上的投影仪为四种:单板DLP投影仪、3枚透过型液晶投影仪、反射型液晶投影仪和3板DLP投影仪。

在了解了投影仪的主要构造和工作原理后，就可以根据实际需要进行选购。

2.选用投影仪时需要考虑的问题

(1)展示内容

博物馆通常需要利用投影仪来展示数字影视资料、图片资料或者图表文字资料。展示内容不同，对投影仪品质的要求就不同。如果主要是展示数字影视资料，可以考虑反射型液晶投影仪或采用3板D MD的DLP投影仪。如果是展示普通图片或图表文字资料，可以考虑单板DLP投影仪或者透过型液晶投影仪。

(2)展示环境的亮度

亮度和对比度以及色彩饱和度也是选用投影仪时需要考虑的重要因素。展示环境主要要考虑展厅光照亮度。如果光照亮度比较高，应该考虑投影仪的亮度至少要达到1500—2000ANSI流明之间，这样才可以正常投影。其实博物馆的展厅环境多半光线比较集中，整体亮度不高，所以要求投影仪的对比度能够更好地表现深颜色，同时要能够充分表现出对肤色非常重要的红色，这时适合采用反射型液晶投影仪。

(3)经济适用

博物馆对投影仪展示器材的选购应该本着经济、够用的原则，度体裁衣，节省资源。目前市场上的投影仪价位高低不等。透过型液晶投影仪和单板D MD投影仪相对便宜，多用于会议室和客厅大小的空间内。而反射型液晶投影仪和采用3板D MD的DLP投影仪相对比较贵，适合放在类似电影院等场合的环境中。

(4)展示的空间尺度

对投影仪这类展示器材的选购还应该充分考虑展厅的空间尺度。一方面要保证有适当的投射距离，另一方面要考虑投射画面的大小。投射距离远，投射画面大，对图像的亮度、对比度、均匀度的要求就高，反之要求就相对较底。例如面积在150平方米以上的空间里可以选择3500ANSI流明以上的高亮度机型，面积在50～150平方米之间的空间可以考虑选用2000 ANSI流明左右的机型，面积在20～50平方米之间的地方可以考虑选择2000 ANSI流明以下的低亮度机型。

关于空间尺度的问题还有两个规范的计算公式可供参考。当你在安装设备时也可以根据这个公式来计算投影仪的位置。第一个公式是这样的:

投射距离=焦距×画面尺寸÷液晶片尺寸

其中投射距离和焦距单位为米，画面尺寸和液晶片尺寸单位为英寸。液晶片尺寸和焦距是所选用机型的固定参数，而画面尺寸是指投射画面的对角线长度。通常投影画面的宽度和高度比为4∶3。下面以孙中山大元帅府纪念馆的“护法舰队”展览为例来解释说明这个问题。

从图2中可以看出，空间所允许的投射距离约2米，高为1．95米。背景墙所提供的投影画面宽度为6．82米。宽和高的比值不是常规的4∶3。于是考虑将背景画面一分为二，即每个画面宽为3．41米，高为1．95米，这样才能接近常规的画面比例。但是这样一来就要采用两台投影仪同时工作。考虑到背景下部有舰队模型，所以投影画面的有效高度达不能完全是1．95米，而画面宽度则可以尽量铺满，因此应该以宽度为基准。

下面又有这样一个公式:

画面尺寸(对角线长度)=银幕宽度×50

通过此公式求得所需每个投影仪画面尺寸约为150英寸。这里需要考虑这样一个问题:150英寸投影画面，宽度是铺满了，但是高度可能太高，部分影像资料会覆盖在墙体下方的舰队模型上，会使观众在观看时感觉眼花缭乱。解决的办法是提高投影仪的投射高度，使下方画面高过舰队模型。但是这样一来又会造成的投射画面整体偏高，部分影像投射到天花板上去的问题。这里可以通过在制作视频文件时，让文件上部呈空白的办法来解决。

三、图像的调节

1.图像梯形变形的修正

投影仪会因为投影角度不正而出现图像梯形变形的问题，例如会出现画面左右两端高度不对称，或者上下两边宽度不一致，整个画面呈梯形的情况。常见的调整方法有利用遥控器指定显示画面四个角，并通过设置键来矫正由指定四点构成的四边形。有的产品可以通过自带的倾斜传感器来检测机身角度，自动矫正图像失真。大多数投影仪则采用“梯形失真校正”技术来解决这个问题。所谓“梯形失真校正”是加大直接投影时变宽的那部分像素的影像间隔来修正图像。

2.多屏图像融合系统

上面提到的只是单个图像的调节，在实际工作中通常还会出现需要多台投影仪同时合成一幅画面的情况。例如我馆的“护法舰队”展览就使用了两台投影仪同时工作。这种图像调节技术被称作“多屏图像融合系统”。这种技术“是把多个不同模式的图像传感器获得的同一场景的多幅图像或同一传感器在不同时刻获得的同一场景的多幅图像合成为一幅图像的过程”［4］。它实质上是一种由计算机脚本语言编写而成的程序，利用这种程序可以把存贮在电脑中的多个被事先“切开”的影视资料分别链接给不同的投影仪，然后再在银幕上投影并合成一个完整的画面。而且现在的技术可以实现屏幕投影之间的软边融合，这样可以避免在接缝处因出现影像重叠而造成的黑线，这种技术正越来越多地被利用在大型投影展览设计中。

［1］投影仪结构及工作原理介绍［EB/OL］．http://www．dz3w．co M/articlescn/ca Mera/0084309．ht Ml．

［2］ Maigoonews．投影仪的工作原理及如何选择［EB/OL］．http://www． Maigoo．co M/ Maigooc Ms/2010/1008/49975．ht Ml．

［3］液晶投影机［EB/OL］．http://www．28．co M/cyzs/jy/n －30208．ht Ml．

［4］四通道投影图像融合工程设计书［EB/OL］．http://wenku．baidu．co M/view/16d99bea19e8b8f67c1cb965．ht Ml．