文创灯光在城市历史性建筑上的应用探究

黄天麒 樊荣

摘要：本文对文创灯光产业中建筑投影方式在国内的发展现状进行分析，对现有投影痛点进行创新性研究，将AR（增强现实）技术作为突破手段融入建筑投影，旨在宣扬城市历史性建筑的人文理念，给文创灯光行业及城市文化传播方面带来新的推动力及思路模式。

关键词：文创灯光;建筑投影;城市历史性建筑;AR;增强现实

中图分类号：J814.4 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2020）23-00-02

0 引言

21世纪的今天，随着国家经济的高速发展和城市化进程的快速推进，城市已成为人们物质和精神生活的家园。分析十九大报告，除去对物质层次的需要，当代人民还有对更高层次的教育与文化娱乐的需要。所以，城市人文建设与经济建设同等重要。而对城市人文而言，历史性建筑不仅是城市的名片，更是城市发展的见证和根源，对历史性建筑的人文内涵进行发扬和保护，能让人们在城市里找到自己的回忆和影子。

1 上海历史性建筑的特点及范畴

上海市作为中国城市的先进代表之一，在文化层次上有悠久的历史人文背景。上海的近代建筑承载着老上海城市的记忆，带着海派文化的鲜明印记。这些建筑通过富有特色的结构空间形式，汇聚了世界各国的建筑设计精华，呈现出不同时期的艺术风格，是上海百年来东西方文化交融的见证与结晶。这些历史性建筑不仅具有建筑设计学上的科学与艺术价值，亦蕴藏着巨大的历史人文价值。以上海武康路的代表性建筑为例，1924年建造的武康大楼是上海第一座外廊式建筑，整个大楼在设计上极具艺术感与层次感。在人文方面，许多老上海社会名流如王人美、赵丹、郑君里等，均在武康大楼内居住过，留下过许多鲜为人知的往事和回忆。对这些历史建筑文化价值的挖掘与发扬，是城市文明不可忽视的任务与责任。

2 文创灯光与建筑投影的定义和关系

文创灯光是灯光艺术的一种，是指以灯光为载体，利用科技技术，结合创意与文化所形成的灯光展现形式。“文”就是文化，也就是大众常称的“IP”;“创”则分为“创意”和“创造”，“创意”代表设计，“创造”是指创造新的生态圈。它是一种以文化为主导，以个性创意为核心，以现代科技为支撑，以灯光为主要表现方式，能有效拉动区域经济，提高区域品牌形象，提高人民幸福感的一种经济活动。它强调个性化、多元化、品牌化，更加侧重于民众精神文化层面的需求[1]。在很多人看来，文创灯光是一个全新的概念，因为传统灯光行业主要以点亮与塑造城市形象为主，不会涉及文化生态圈的建设。而文创灯光实际上是一个跨界融合的产物，随着建筑投影、灯光演绎、数字与通信技术的发展，以灯光为切入口的新型产业模式将形成。

从建筑文化内涵的创作角度而言，建筑投影是最适合文化创作的艺术实现手段之一。作为当今新媒体艺术蓬勃发展背景下新的技术形式，建筑投影完美地诠释了艺术概念与技术手段的互补，对文化宣扬与保护有极大的优势[2]。所以建筑投影也成为了现有文创灯光产业的主要实现形式之一，从现有的成熟文创灯光案例，如上海1933老场坊文创灯光项目、苏州“蒯祥园”文创灯光项目等来看，建筑投影是整个文创灯光项目中最为常用的演绎手段及研发重点。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[3]。然而，大多历史建筑坐落狭窄的街区与马路上，就上海而言，武康大楼、开普敦公寓、密丹公寓、黄兴故居等历史性建筑，均坐落在上海市政永不拓宽的31条马路上。想要这些处于狭窄区域与街道的历史性建筑实现文创灯光项目，难度极高，可实现度极低。所以，一种可行性高的建筑投影模式对城市的历史性建筑保护和文创灯光产业发展而言，显得尤为重要。

实际上，建筑投影也已在国内外各大知名地标景点进行过成熟的商业演出及应用，2012—2015年连续三年，上海外滩新年倒计时活动使用建筑投影进行文化创意展现。但就目前而言，建筑投影还面临着不小的困境及发展难题，国内的优秀投影项目案例数量依旧较少。

3 文创灯光的可行性分析

3.1 当前文创灯光秀的痛点

从上海外滩跨年灯光秀、武汉江滩元宵光影秀等知名文创灯光项目案例来看，目前标准化的灯光秀主要面临三大痛点。一是建筑场地的限制，建筑灯光秀通常需要广阔的展示场地及设备布置空間。对外滩灯光秀的数据进行分析，灯光秀中的外滩浦发银行大厦和海关大楼总长达146米，高76米，覆盖面积超过9000平方米，投影机安装的地点距离两幢建筑超过50米，需要庞大的预留空间和人员安置空间。而老上海的洋房建筑大多坐落于市政项目永不拓宽的31条马路上，其预留空间十分狭窄，大型投影设备以及观影人群没有足够的安置及停留空间。二是庞大的人群及安保管理问题，大型的文创灯光秀往往会在短时间内聚集庞大的人群。从数据来看，2014年上海外滩灯光秀当天，人流量达30.6万，如此庞大的聚集人群会使安保管理陷入困境。2014年的外滩踩踏事故便是极为惨痛的教训。当今的大型建筑投影项目往往在人群管理上面临难以摆脱的困境。三是巨额的人力及物力消耗，大型灯光秀演出往往需要极高的硬件、软件及人力成本。在2013年的外滩灯光秀中，一共用了近30台顶级科视投影机组，每台投影机的亮度高达3.5万流明。这些昂贵的商业投影机，一台的报价就以六位数计算，再加以每分钟数十万到上百万成本的投影内容制作成本，一场10分钟的灯光秀所耗费的金额往往都是天文数字，这使文创灯光在众多的老建筑群中展现文创内容显得尤为困难。

3.2 AR融合式文创灯光秀的可行性优势

AR（增强现实）技术作为数字媒体的前沿科技手段，有着极为广泛的应用场景和多媒体结合形式。增强现实的目的在于，将虚拟世界套在现实世界上进行互动，这项技术将文化创意领域带到了三维时代，比平面二维或静态物体更加具有立体感、真实感，能为受众提供极强的现场感[4]。本文中与建筑投影相结合的方式可以从多角度巧妙地解决文创灯光面临的痛点。在内容制作前期，通过三维软件对历史性建筑进行标准化复刻，再经过增强现实软件实现特效对焦和场景识别，整个内容筹备与制作阶段不需要如常规灯光投影项目一样进行繁多且复杂的实景勘测及距离测试操作。后期展示阶段中亦不需要庞大且复杂的投影设备，观者仅需要一部手机或是一副AR眼镜，就可以欣赏到半沉浸式的大型建筑投影秀。相较于常规灯光秀固定的表演时间所带来的人群管理难题，AR结合式投影避免了人流的短时间聚集，使安保问题在一定程度上得以解决。在经费及成本控制方面，AR融合式文创灯光秀不拘泥于投影仪租赁、场地租赁等高额成本难题，使更多的成本可以用于投影内容本身的制作，以达到更好的艺术效果，使众多的历史性建筑获得风格迥异的光影内容成为可能。

4 技术呈现及预期展示效果

就目前而言，实体建筑投影的技术实现一般分为以下三个流程。首先是对投影对象进行精准化测量，并在三维软件中制作相应的建筑模型。其次是对整个投影硬件系统进行筹备与管理，常规的大型实体投影项目一般将多屏显示设备作为投影内容的技术处理核心，将一台主控计算机作为显示设备的输入端，再将三台大功率投影仪分别接在显示设备的输出端，以保证整个硬件系统的衔接及工作。最后则是对文创内容进行制作及后期矫正与对焦。

本文将武康大楼作为技术分析及预期效果展示的目标建筑，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[5]。作为上海近代历史性建筑的代表之一，武康大楼有着极为鲜明的竖向结构设计及外部特征识别点，同时也拥有极为丰富的人文历史故事，其历史氛围对于建筑投影的内容制作而言，是一个极佳的选择对象，但局限于周边空间及狭窄的马路环境，在武康大楼实现常规建筑灯光投影的可行性较低，而本文提出的AR融合式文创灯光秀，则十分适用于武康大楼所处的现实环境。

4.1 建筑参数测量及三维模型构建

由于需要在增强现实环境中进行灯光秀展现及对焦测试，针对AR技术的展示特性，观者能在不同位置进行文创内容的观赏，在目标测绘时不仅需要保证参数的精准性，更要提前确定数个坐标点位。这样做的目的是通过坐标点与大楼距离的确定，在虚拟环境软件中让大楼模型与特效影片有更好的对焦及合成效果，从而保证后期增强现实效果识别时，能够提前预知最大及最小的识别距离。经过激光测绘后，武康大楼有四个观测识别点，其中最近的点位距离为17米，位于淮海中路的人行道上;最远的识别点距离大楼47.9米，相较于常规建筑投影布置距离仍然过短。但即使在如此狭窄的空间距离上，依靠增强现实及距离测绘技术，影像内容仍然能够顺利地对焦和识别并进行展示。

4.2 文创内容制作

不同于常规建筑投影将大量项目资源放于众多实体投影设备的协调及调试中，AR融合式文创灯光秀在实现时，不需要实体投影设备及中控管理电脑，所以整个项目的重心将更多地放在文创影像内容的制作上。很多有代表性的建筑自身就是一个艺术品，它承载着设计者的理念和人们对它的情感，以这类标志性建筑作为3D投影动画的投射媒介更具有创新意义和观赏性[5]。从影像内容的制作角度而言，建筑灯光投影需要和建筑原本的人文故事与特色结构相匹配，将建筑的固有背景作为创作的起点和想象的源泉，从这个基准点展开丰富的影像及内容变化。

在武康大楼的投影内容构思上，将故事基准点放在武康大楼的人文历史及名人事迹上更能体现出建筑投影与建筑本身的艺术融合，同时契合上海市第十一次党代提出的老建筑人文精神宣扬的理念。本文所预构思的文创设计内容，基于武康大楼的设计构想、历史故事及城市人文宣扬等概念，影像文创内容以故事叙事性为主，各个篇章将根据大楼的历史时间线依次衔接，陈述大楼的前世今生，运用图形化且具有冲击力的影像视觉特效，如大楼翻转、霓虹灯舞、战火纷飞、蝴蝶飞舞等效果，以艺术化的视觉语言表现武康大楼的历史人文内涵。

4.3 增强现实技术融合及实现

在整个投影项目的影像内容制作完备后，需要进行增强现实技术的后端实现，也就是整个大楼虚拟投影的后期测试及交互对焦实现。在这一步骤中，需要使用Unity引擎及Viforia插件等增强现实技术软件，进行影像和实体大楼的识别和对焦融合[6]，再根据实地对焦距离等数据进行调试，将数字投影影片与镜头中的实际建筑进行位置绑定，达到在终端上的镜头识别和动态效果呈现。最后由前端技术人员通过手机终端应用或小程序等应用优化程序包装及用户體验，使体验者在体验文创项目时，仅需使用一部手机便可以进行建筑投影的观赏。最终实现体验便携性和优质投影内容的技术性统一，从而实现文化内容的传播和商业价值意义。

5 结语

从当前实际来看，文创灯光秀及建筑投影活动近年来在各种活动中虽不少见，但受限于上文分析的种种痛点，国内优秀案例少之又少。本文从技术手段及内容创作的角度上，提出一种全新的建筑投影及AR技术应用思路，通过探究具有人文内涵和文创价值的城市历史性建筑范畴以及建筑投影的新展示模式，在技术实现性和更高的建筑文化基点上，推动文创灯光产业向前进一步发展，旨在给文创灯光产业带来一种全新的思考及开发模式。

展望未来，在人员和成本条件更加充裕的条件下，文创灯光及建筑投影的展示模式一定有着更大的可实现性及更强的产业化特征。灯光投影及增强现实同为时代新技术，它们的艺术创造性及技术前瞻性将逐渐得到更多的认可。

参考文献：

[1] 冯艺.浅析区域经济发展中“文创灯光与夜游经济”的重要作用[J].财经界，2019（13）：102-103.

[2] 饶力文.实体投影产业现状以及发展趋势探究[J].企业技术开发，2015，34（02）：113-115.

[3] 陈兆倩. 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[J].大众文艺，2019（06）：79-80.

[4] 张玮.增强现实技术在文创衍生品中的应用与发展[J].西部皮革，2019，41（01）：100.

[5] 徐忆新. 3D投影动画表现方式的研究[J].艺术科技，2017，30（05）：89.

[6] 尼古拉斯·亚瑞托斯.在AR/AR部署中利用传感设备的可用性来促进交互[J].虚拟现实，2019，23（4）：399-410.

作者简介：黄天麒（1997—），男，天津人，硕士在读，研究方向：虚拟现实与影像数字化。