3D墙体投影技术在无锡清名桥历史街区建筑美学价值中的创新应用研究

（无锡太湖学院艺术学院 214000 ）

一、3D墙体投影技术的内涵及应用范畴

3D投影技术即现今流行的3D Mapping，也称虚拟成像技术，是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。而其中包括了墙体投影、水雾投影等各种展示形式。其可以将动态画面完美的投影到户外建筑，汽车车身，和其他产品表面，形成虚实结合的画面，是一项视觉创意互动技术。而其中的3D墙体投影更多的体现在城市中心区地标建筑、城市历史街区古建筑群的灯光投影秀的表现，并已成为城市可持续发展中的经济及社交活动的手段。

二、3D墙体投影技术在国内外的发展现状

在国外，3d投影技术的应用主要通过国际灯光节及灯光投影秀等方式展现智能时代的科技与艺术跨界结合。这项技术可以从1980年里昂政府《城市灯光规划》的成功实施为开端，当时将里昂灯光节规定为一个为期 4 天的盛大节日。1989年，里昂市政府向艺术家发起招标，让灯光节成为了一项具有公共性质的大型国际艺术活动。《城市灯光规划》表示，灯光不再只是起到安全照明的作用，而是已经成为城市风景打造的一个重要组成部分，并需从政治、技术和艺术各个方面得到相应的支持。2002 年里昂成立 LUCI （ Lighting Urban Community International） 组织，致力于聚集国际灯光领域的专家教授，共同将灯光作为一种持续性城市发展的工具、社交、经济的手段。灯光节最大的特点就是灯光与成熟时建筑、雕塑、街道等空间的完美融合。里昂是最早将3D投影技术与地标建筑结合以期的，这种方式后来也被其他城市大量运用。

紧随其后，各国都开始盛行3DMapping投影技术的灯光秀活动。比如英国卢米埃灯光节、德国柏林灯光节、荷兰埃因霍温灯光节、布拉格灯光展等。在各类灯光秀举办场地，建筑外墙作为投影技术的主要运用载体，实现了灯光技术在视觉艺术应用领域的创新与跨界。

近年来，我国的智能灯光技术的发展随着杭州G20峰会灯光秀、厦门金砖峰会灯光秀、青岛上合峰会灯光秀等大型城市灯光秀活动迅速进入到人们的视野，不仅展现了高科技给城市生活带来的作用，更是进一步带动了当地旅游产业及相关产业可持续发展。国内很多城市历史街区都开始以城市灯光秀作为参考，尝试对夜晚景观的各种创新视觉再造形式，如福州上下杭历史街区3D建筑投影灯光秀，利用上下杭和福州的元素创作灯光秀演示内容；衢州水亭门历史文化街区灯光秀，是衢州第一次采用传统手法与现代3D光影科技相结合的艺术展现形式，展示衢州风采，观众可以裸眼体验到震撼的立体画面效果，给新春佳节增添新年味。2019年，以上海为代表的上海外滩万国建筑墙体投影秀、上海思南路历史建筑外墙投影秀等更是体现了投影技术下更多的主题性设计创意、人与环境的互动体验等方面的展示；北京故宫首次夜场光影秀更说明未来科技与历史文化可以更密切的融合。

三、3D投影技术在历史街区建筑外墙的创新表达

路易斯·康曾说，没有光的作用建筑就会失去生命。确实如此，在百年来的设计变迁史中，只有在光的照耀下，城市才能熠熠生辉。智能灯光的发展，带动了现代城市在夜晚时间的视觉表现。3D投影技术开始以灯光秀的形式在城市中快速运用并带动了城市吸引力，通过灯光秀快速了解一个城市的过去、现在和未来，通过色彩、光和动态变化来刺激眼球，犹如播放电影一般让人们在短时间享用了一顿光影饕餮大餐。随着城市灯光秀的兴起，城市历史街区也随着这股浪潮尝试用3D投影技术来对最具城市风貌的精华片区进行智能灯光设计。而对于历史街区来说，投影最基本的呈现需求除了街区独特的整体空间格局，更需要一面面代表文化历史时空性的建筑白墙来作为媒介。粉墙黛瓦的江南民居建筑，占建筑外部面积最大、最简约规整的墙面是光影呈现效果最佳的界面。墙体的“留白”处理让建筑在街区中留下了丰富的想象空间。如同中国画中的留白，让时空交融。白天，白墙带给人更多的是历史的过往、树影婆娑下的四季转换；夜晚，通过3D投影可以将视觉展示通过新媒体艺术的方式展现出来。这不仅是艺术的跨界也是对历史街区保护措施的创新应用。

1.建筑外墙的创新功能

建筑外墙作为建筑的主要外部界面，占整体建筑的主体。将墙体作为投影主要载体，利用智能技术手段对建筑形态加以提升和重塑，这对于历史风貌不仅是一种创新功能的表现形式，同时也是街区保护更新的深化与创新模式的体现。

街区内建筑墙体基本连城一片，不同的建筑组合形成不同的投影界面，不仅加大了灯光投影的面积，更是对于塑造不同主题有着密切的关联。通过调研，街区民居建筑正立面的门窗位置布局已占用了正立面墙体的80%以上面积，很多建筑因功能转换为商铺，在原来被开门开窗除去的面积的基础上改造了较多的装饰造型或用新型材料来代替新的装饰功能等原因使店面的正面墙体占有量极少。而侧面山墙及背后临水建筑立面却有着大面积留白。作为实现投影的“幕布”，可以让墙体光影秀以墙体界面为主，选择建筑物山墙、深巷、桥体等留白空间较多较平整的界面来实现技术应用。清名桥历史街区中古运河水系贯穿两岸民居建筑，形成枕河而居的街区格局，对于3D投影的应用可以尝试与“水”相呼应，塑造更为生动的虚实造景。通过3D投影技术，智能灯光给予建筑夜景更为生动的沉浸式互动体验。

2.建筑的元素置换

民居建筑的屋檐、窗洞、门洞体现了建筑的最精华之处，也是建筑装饰造型元素的最重要体现。而这些元素在投影技术下可以置换成任意各类新元素，原来的屋檐、窗和门都可以根据需要的主题进行变化。而这些直接关联的是新媒体艺术与技术的设计创新。建筑本身作为呈现载体表现出了建筑艺术与投影技术的虚实相生，历史感与未来感的穿越体验。

3.建筑的主题叙事切换

传统方式下对历史街区的认知基本依靠对城市历史文化、街区名人故居、博物馆、重要历史建筑的了解与参观为主，尤其对于游客来说，短暂的停留很难较为全面的感受一座城市的历史演变与重要的历史文化事迹，而灯光技术的发展带来了短时间认知的可能性。通过3D投影技术，仅仅借助建筑墙体及街区空间的主题化动态投影即可快速感知讯息。

2018年底，在上海复兴中路举办了2018摩登思南第三季- -光影夜思南灯光秀。此次光影秀对于清名桥历史街区有着十分重要的参考意义。“光影夜思南”以思南的百年老建筑为幕布，在“思南露天博物馆”的建筑墙体上投影，由多段光影艺术展览组成八个梦的篇章。这八个梦分别投射在思南不同的地方。“光影夜思南”打破了寻常美术馆室内空间的物理边界，开创了影像艺术与“思南露天博物馆”结合的展览形式，思南的建筑、广场、弄堂都将被影像投影重新虚构，而成为作品的一部分。投影中出现的三维小人形象是艺术家通过三维打印制作的人偶，艺术家让它们介入影像的历史与现实。

无锡清名桥历史街区在选择投影主题上，借鉴城市灯光秀的同时，需要考虑民居建筑体量的特殊性及街区慢生活特点的主导性，选择以街巷生活为主题的文化故事与历史人物相结合的情景式叙事为主。以建筑墙体为主要界面进行光影技术的设计，从无锡清名桥历史街区相关的江南市井风貌、民族工商业文化及历史建筑群、古运河水系的地理格局等方面入手，设计不同的主题篇章，并结合街区格局、如南长街及南下塘两条主街及以泊渡桥为转折点的分叉街道进行规划设计。通过光影艺术将无锡“江南水弄堂”的历史文化虚实串联。

4.3D墙体投影技术的应用及游客的互动体验

清名桥历史街区的主街南长街，道路相对较宽，两边建筑以建筑正立面为基点，测的间距为10米左右，以中心街面测算街面最多可同时通过8-9人（以肩宽60/人），大约5米左右。街道平直开阔。辅街南下塘，道路相对较窄，基本路面以通过3人为上限，测算出两遍建筑间距2米左右。

街道蜿蜒曲折。整个街道两边建筑以两层为主，穿插一层及三层组合在一起，连成片状分布的建筑群。最高不超过10米，符合视线的舒适角度，不用刻意抬头观赏。由此可见，在应用可行性上，南长街主街更为合适，从人流量的聚集应对及实现观赏距离及视阈角度的舒适性等。实现最佳的体验效果及与人的直接互动。

同时，3D墙体投影技术有较强的互动性，人们可以近距离观看墙体投影技术带来的视觉特效。通过结合全息投影，道路，水，屋顶上空，植物等都可以最为附属界面进行有趣的互动，产生更为深刻的沉浸式体验感。另外夜间街区与白天街区最大的不同在于空间色彩的减退及物像轮廓的弱化。白天黑瓦白墙色彩鲜明，层次丰富。自然光影灵动。夜晚，灯光亮化街区，建筑色彩及轮廓淡化，更多的是人工光的虚拟环境。对于街区来说区域外界现代高层建筑的干扰减少到最小值。人们的视线被灯光与色彩转移，更集中地停留在街区本身，增强了空间完整度。在投影技术作用下，人被动态的，明亮的物像吸引，加上物像交替转换与故事的连续与近距离环境互动。光影虚拟现实技术与街区建筑景观相互融合，实现时间空间的转换，加强了漫步街巷时与众不同的视觉体验。

四、3D墙体投影技术对历史街区建筑的美学价值的影响

如今，从信息时代跨度到智能时代，具有国际化核心技术的3D投影技术快速进入到人们的视野之中，国内外技术革新加速发展，中西方在科技领域的发展水平越来越趋于一致。作为代表城市最具历史风貌的历史街区，3DMapping投影技术在建筑上的运用对建筑本身的美学价值来说是一种巨大的提升与转变。原先，人们通过静止状态的建筑的功能与造型、材质与色彩、细部装饰等方面对历史建筑产生由表及里的产生认知与情感；未来，随着3D墙体投影技术的普及，人们再看建筑，其将演变为随时可变的动态墙体效果。通过动态影像投影，人们可以更直观地感受建筑的历史变迁、建筑内外的生活场景及各种发生在这里的有趣故事。与此同时，人们可以与建筑及周围环境进行实时互动，身临其境地感知与体验“光”带来的各种有趣元素变换。

五、总结

西方学者维尔什在《审美化过程：现象、区分与前景》中认为：“近来我们无疑在经历着一种美学的膨胀。它从个体的风格化、城市的设计与组织，扩展到理论领域。越来越多的现实因素正笼罩在审美之中。作为一个整体的现实逐渐被看作是一种审美的建构物。”清名桥历史街区的建筑经历了清末到民初的历史演变，有着代表无锡江南水乡生活及民族工商业文化、运河文化等多重历史文化烙印，其中的美学价值从建筑的结构、功能、装饰、图案及细部都展现的十分清晰，一个街区的建筑反映的是一个时代的生活痕迹，随着时间的积淀，时代的变迁，部分旧屋已作他用，但建筑结构及外观依然不变，3D墙体投影技术恰恰可以利用这一点，不论是基于街区的更新保护的深度研究还是旅游景点的创新开发，对于无锡清名桥历史文化街区来说，这将是更为新颖、创新的视觉表达方式。街区的建筑是街区主体及文化历史的灵魂所在，技术的介入对于传统美学价值来说讲是一种创新举措。