数字媒体技术影响下博览建筑中沉浸式展览空间的设计策略

方佶偲

目前沉浸式设计在我国涉及多个产业和业态，幻境在2019年12月发布的《幻境·2020中国沉浸产业发展白皮书》中提到截至2019年中国沉浸产业总产值达48.2亿人民币，当下似乎进入一个“万物沉浸”时代[1]。在这个时代背景下，作为教育传播以及文化交流的场所，博览建筑与观众间的关系进入了新的阶段，沉浸式展览作为科技与艺术融合的时代产物,由最初通过声、光、电等元素所营造出“虚拟现实”（Virtual Reality）的场景，逐渐转变为利用多种媒体技术手段打造传统“观看模式”到现代“体验模式”的转变。通过独特的沉浸表现形式将人、时间空间、主题场景等融合在一起，符合当下数字化时代发展要求，向观者传递信息的同时产生沉浸式体验，是博览建筑展览未来发展中需要思考的问题。

1 沉浸式展览概述

1.1 沉浸理论

沉浸理论于20世纪70年代被美国心理学家米哈里·契克森米哈提出，也被称作“心流理论（flow theory）”[2]。契克森米哈认为，人如果处于非常专注的状态下，意识会进入一种高度集中的状态，这种状态也就是所谓的沉浸。换句话说，沉浸是让人全神贯注于当前情境，过滤周遭所有不相关的感知而进入到的一种心理状态[3]。

沉浸理论在新媒体技术高速发展的影响下已经逐步应用于人机交互领域，伴随沉浸式体验的备受关注，将科技和艺术结合的展览形式成为了热点，沉浸式互动影像就此在艺术创作中被更多地运用。通过利用媒体技术来达到虚拟现实的效果，产生一个交互性和沉浸感较强的三维虚拟世界，使大众在虚拟环境当中产生身临其境的沉浸式体验。因此可以将沉浸式体验理解为包含丰富的感官体验和认知体验的展示活动，同时满足这两点才能创造出沉浸式体验效果。

1.2 沉浸式展览的发展

近几十年来，沉浸式展览的发展可以概括为三个时期。在技术发展尚未成熟的传统媒介时期，沉浸式展览缘起于人类早期的洞窟壁画，例如我国敦煌洞窟中的《观无量经寿变》壁画，技师通过全景透视的绘画手段营造出了具有沉浸式的画面效果。而后诞生的传统绘画以及文艺复兴壁画都属于这个时期，当时人们所追求的沉浸式体验是通过将自身的想象与审美通过绘画形式表达[4]。如十七世纪巴洛克风格的圣彼得大教堂（图1），教堂中镶嵌的彩色玻璃窗户、矗立的圣像，以及唱诗班咏唱的圣咏，都是为了让教徒沉浸其中感受被带入天国的幻境手段[5]。自20世纪60年代，极少主义开始对艺术品的空间进行剧场化的改造，以此创造剧场化的空间给与观众不同的艺术体验。例如美国理查德·塞拉的作品“Snake”（图2），通过三块弯曲的长条钢板以一种意想不到的方式随着观众的走进和环绕而变化，仿佛行走于“铜墙铁壁”之中，人在震撼之余感到晕眩与敬畏[6]。

图1 圣彼得大教堂

图2 作品“Snake”

第二时期为混媒介时期（film based art&kinetic art），起源于20世纪80年代，数字化的信息交流技术开始大规模地渗透到展览空间中，视频艺术的展览形式、装置艺术、声像结合的沉浸体验等各种科技媒体与观众互动的展示形式得到推广，东西方艺术走向从二维到三维到交互到多感官表现[7]，艺术的剧场化被进一步加强，展览空间作为观众与艺术作品之间的“沟通纽带“，观展不再是静态的观察一件艺术品而是大众进入到展览空间中与之互动[8]。卢米埃尔兄弟于1895年在法国拍摄的《开进乔塔站的火车》是第一部向大众放映的三维电影（图3），影片通过复制日常生活场景使观众能够沉浸于火车逼近的场景中，给观众带来身临其境的视觉冲击及体验[9]。

图3 《开进乔塔站的火车》

此后，伴随数字媒体时代（art which uses digital tools）的到来，数字媒体技术与艺术精神得到了高度整合，计算机虚拟现实技术（Virtual Reality）更是打破现实空间与虚拟空间的边界，交互艺术、虚拟艺术所带来的沉浸性、想象性、交互性以及智能性，给创作者利用新技术创造新的交互体验提供了可能[10]。不同于其他艺术表现形式，沉浸式展览形式并不局限于某一特定空间，而是可以将室内外空间进行串联，基于这种空间情境，交互可以发生在人与人、人与艺术作品、人与机器或是机器与机器之间[11]，这也是沉浸式展览成为当下文化建筑中重要发展趋势的原因。如微软在2015年发布的HoloLens全息眼镜（图4），该眼镜具有全息影像、虚拟环境以及增强现实等功能，为体验者带来逼真的沉浸式体验，这种体验可以为人们最大程度上摆脱虚拟现实设备的干扰。

图4 HoloLens全息眼镜

1.3 数字媒体在沉浸式展览中的技术支撑

数字媒体技术的进步促使沉浸式传播成为新的研究焦点，通过虚拟现实的方法，以情景化、参与互动的方式让观众进行视听体验成为目前比较普遍的沉浸式展览模式。美国的Ivan sutherland在1965年发表的论文“Ultimate Display”中提出把显示屏通过声音和触觉实现交互能力，从而促进沉浸感，由此开创了研究虚拟现实的先河，直至90年代，国际上掀起VR技术热潮。目前VR、AR、MR都是新媒体技术表现形式，这些沉浸式技术将现实世界和虚拟现实场景进行叠加，丰富现实世界，营造身临其境的体验感，增强虚拟与现实之间的互动交流[12]。例如利用动作捕捉设备、深度相机等装置实时获取用户的身体动态信息，从而实现更接近人真实动作的动态交互[13]，从而打破展品展具等视觉限制和突破空间限制。

沉浸式展览将新媒体技术、虚拟现实技术、全息投影等技术手段与传统展示相结合，打破原有静态展示形式，展示空间动起来活起来，从“我看”到“我要看”的被动灌输转为主动挖掘展示内容信息，加强自身思维创造力，并通过互动参与调动观众积极性，带来全身心的沉浸感，使观众成为展示空间内容的重要组成部分[14]。从某种意义上来说，数字化技术的发展从一个侧面推动了文化建筑中展示设计的革新。

2 数字媒体影响下博览建筑中沉浸式展览空间设计需求

2.1 互动体验需求

在数字媒体技术发展的支撑下，传统展览与沉浸式展览在文化建筑中的展览对象、展览核心、观展方式、展览模式上都出现了一定程度的改变（表1），观展方式逐渐由静态变为动态，设计重点从对空间、展品等“实物”的关注转向对“人”的关注，强调观众与展览之间的互动体验。

表1 传统展览与沉浸式展览对比

《设计的法则》一书中指出沉浸是让观众置身于剧情事件丰富且多元化的信息情景之中，产生身临其境的感受与对情景的思考[15]。沉浸式体验在博览建筑中的应用增加了展览空间的丰富性和体验性，一方面可以提升观众的体验质量；另一方面还可以让观众更为有效地理解展览所要表达的内容，具有提升信息传播的效果与文化内容的多元化等优势。因此，博览建筑展示空间设计时应针对参观者进行分析，空间应以人为本，围绕观众情感与思想等方面体验需求进行设计。

2.2 信息传播需求

人类的发展是一个不断的外界进行信息获取、交换、理解的过程，通过各种外界信息来认知世界。伴随时代进步，现代社会的信息种类繁多且内容丰富，因此需要为大众提供有效获取信息的空间，保证信息传播的高效性。展览的本质是观众与展品，观众与观众之间沟通互动的复杂活动，博览建筑诸如博物馆、美术馆、展览馆等作为展示收藏以及保护人类与自然共同发展进程中积累物质文化财富的场所，对大众的文化教育、意识培养及美学素质提升均起到了作用[16]，是传播各式知识信息的重要场所。

传统博览建筑的展览主要是依靠展品、图文叙述等内容进行空间展示，展览中的信息交流往往是单向的，大众被动式接收信息，信息传播效率低。而沉浸式展览改变了信息的传播方式和表达形式，以新鲜、有趣的艺术形式与内容吸引大批群众前来观览，使得现代博览建筑中的互动观展方式、传播媒介和展示技术均发生了改变，而这些改变使得博览建筑中的信息传递由单向变为双向，强调信息传播的有效性，这意味着建筑空间在设计时需要围绕信息传递和接受两方面考虑，展示空间需要其将承载的信息通过各种表现方法转化为可以被观众接受与理解的语境。

2.3 情境设计需求

过去博览建筑的展品布置多为静态，观众一般只需要根据展厅标识驻足观看，偶尔与同伴口头上交流，展示方式单一。数字媒体时代的到来使得现代博览建筑的展览内容和展示方式向多元化发展，在沉浸式展览空间设计中观众与展览本身应是相辅相成的存在，观众作为展示空间中的重要角色，沉浸式展览空间需要以其行为和情感需求作为核心要素进行设计。视觉联想是人们认识世界的一种能力，通过这种能力可以将看似无关的场景与事物串联起来，巧妙的情境设计不仅可以提升观众的沉浸体验，还可以让展览空间更为灵活生动，因此展览空间情境的设计也十分重要。通过情境的感染力构筑起观众与展览之间的一座桥梁，一方面可以让观众将自身经历与情境所给与的故事情节产生共鸣，在有限的展览空间感知抽象的表达；另一方面观众可以将个人情感转移到情境中，赋予展览空间新的生命，打破人与物之间的界限，引发情感共鸣与精神思考。

3 数字媒体影响下沉浸式展览的博览建筑空间设计策略

3.1 以人为本的建筑空间尺度划分

空间是建构之中基于人际互动而产生的复杂流动体，这种流动的性质为设计师改造以及介入空间提供了基本前提[17]。数字媒体技术影响下，博览建筑的沉浸式展示空间的设计重点从对空间、展品等“物质实体”的关注转向“人”的关注，因而传统的线性展示空间已无法满足这样的空间需求。

在空间中营造多感官的沉浸体验对于观众理解展览传达核心内容以及提高展示空间的艺术品质有着重要作用。通常不同的感官所感知的尺度有所不同（表2），因此博览建筑空间尺度划分时需要考虑观众的感知尺度。

表2 参观者不同感官的感知尺度

另外，随着科技媒体的发展，观众在观展中的感知逐渐从静态转向动态，建筑展示空间采用Visual Reality、Augmented Reality、立体显示器等将现实与虚拟结合的技术为观众营造出逼真的视觉体验感受，利用声光互动装置，将音乐和音效以辅助视觉沉浸的形式增强环境仿真情景；触觉、嗅觉和其他感官沉浸则通过增设不同装置让观众沉浸多维信息的环境中，提升观众的情感参与，激发思维能力。因此博览建筑在空间划分时，需要考虑观众与数字媒体技术对空间的双重影响。

首先，不同于传统博览建筑空间功能分明的划分，由于媒体技术介入，博览建筑中的空间使用功能不再有明显区分，展示空间与内容更为多元化，展厅在展示展品的同时还需要为观众提供观展、互动、讨论以及休息等功能，营造多感官的氛围体验，因此在空间划分时展示空间尺度应较大，不宜零碎，可根据不同需求灵活布置转换合适用途，满足展示空间功能多元化需求；其次，考虑声、光、电的技术介入，在空间形态上多采用方形、圆形这种有利于声音传播与图像展示的空间，使参观者能够获得较好的听觉感受；最后，由于观众与展品之间的交互模式从静态变为动态，展厅划分时考虑人与物、人与人、物与物之间的互动交流，在观众最大活动范围以内，考虑预留人群经过的通道空间以及展览周围观赏讨论空间以吸引更多人参与交互。如亚马逊西雅图总部The Spheres中的展示空间被设计成大跨度空间，结合全景高清显示屏，同时所有的展品以及展架下方都装有轮子，当有不同展览或聚会活动的时候，可以根据需求改变空间功能（图5）。

图5 The Spheres的展示空间

3.2 数字媒体技术融入建筑空间界面

考虑到博览建筑对于信息传递的双向需求，建筑空间在设计时需要将数字媒体融入空间界面，创造具有沉浸互动的空间氛围，吸引观众的参与，进而提升展览承载信息传播的有效性。首先由于数字媒体技术的发展，博览建筑的空间围合不需要再延续封闭的形式，建筑中的地面、天花、墙面等构件作为空间围合的界面要素均借助数字媒体弱化甚至消除其空间围护结构的功能而赋予信息展示与互动的功能，使观众可以从二维空间拓展至三维空间状态，获取更多界面信息。此外，建筑空间与空间之间还可以利用数字媒体使其具有连续性，如TeamLab团队打造的无边界美术馆的展式空间中，蝴蝶小屋的蝴蝶蛹会在参观者站在原地时出现在其手中，随后破茧成蝶从脚下飞出，当参观者把手放在墙壁上，手边也会飞出蝴蝶，并且蝴蝶会飞离房间来到其他展览空间，漫步于整个展览空间与其他作品“融合”, 解放了展示空间的界面壁垒（图6）。

图6 《how it was.空间与历史》展览

3.3 博览建筑空间物理环境设计

从沉浸式展览角度出发，博览建筑空间的物理环境设计主要从光环境与声环境两部分考虑。光环境设计方面，不同的光影效果以及色彩选择可以营造出不同的空间氛围，在数字媒体技术的影响下，博览建筑空间中的灯光不但起到照明作用，更是可以通过设计让“光”成为空间的一部分，营造沉浸式氛围的同时有效传递信息。例如在格拉茨历史博物馆的关于奥地利施蒂利《how it was.空间与历史》展览中，如图7所示整个展览以灰色色调为展览背景，营造出历史的厚重感。设计师利用3D动影成像、光影叠加等技术将经过的墙面贯穿整个展览，通过在地面上投射出不同城市的结构、建筑类型以及城市路网，使之成为建筑空间中的引导流线。

图7 《how it was.空间与历史》展览

还有设计师索菲亚·海德曼和塞尔日·马丁诺夫在斯德哥尔摩博物馆设计的有关北极气候变化的展览中（图8），整个空间中的背景光由象征冰块的白色过渡到象征融水区的浅绿色与蓝色，再变为象征冰川融化后象征海洋的深蓝色，结合幻灯片、三维投影、船只等实物，营造出时代变迁下冰川变化的情境，富有节奏变化的墙体颜色搭配冷色的灯光将整个空间营造成了仿佛置身冰川中的感觉，引导大众思考人类活动与保护环境之间的关系，进而更好地体会展览想要传达的核心。

图8 斯德哥尔摩的北欧博物馆展示空间

声环境设计方面，随着数字媒体与沉浸式概念体验概念的介入，博览建筑中的声音不再停留于干瘪的展品解说，而应通过设计手段将建筑空间、灯光以及声音融为一体，使大众产生特定的联系与空间感受。例如在中国台湾的台中世界花卉发现馆，通过设计在有限的空间将台中大甲溪低至高海拔的宽阔地景“演绎”成为一件件作品，让大众理解地球生命共同体这一意义。设计师们将建筑空间的场地地势设计为由低至高，抽象出出海口至雪山山脉的高度变化，在大尺度空间中结合镜面装置、LED光、三维投影技术、景观实物等方式塑造出低海拔地区的湿地和中高海拔处的山脉、森林以及溪流的形貌，开阔的展式空间最大程度保证声音传递，同时不同空间主题的声音均根据不同的环境呈现，如100～500m的“水声川流”中借助锥形玻璃装置的敲击声音以及水流声传达水奔向母亲之河大甲溪之意（图9）。

图9 台中世界花卉发现馆展示空间

结语

博览建筑不仅是作为展览的“空间容器”，更是被赋予了新功能与新使命，作为文化信息传递的公共教育平台，如何更有效地进行文化传播和知识普及是其未来发展的探索方向。随着数字媒体技术的介入以及大众日益高涨的情感需求，沉浸式展览是对展式空间设计思路的新探索，一方面，通过数字媒体技术的介入，从视觉、听觉、触觉等方面提升大众在观展过程中的沉浸感，空间情景以及互动体验的设计拉近了人与展览的距离，增强大众参与感与情感投入；另一方面，数字媒体技术改善了传统的展陈形式，将过去平面、静态的展陈变得更为丰富与立体，从而能够引导大众多视角探索艺术作品的文化信息，为文化艺术的推广起到有效的助力。

资料来源：

图1～2：https://image.baidu.com；

图3～4：https://image.so.com；

图5：http://grahambabaarchitects.com；

图6：https://art.team-lab.cn；

图7：：https://innocad.at；

图8：https://museea.com；

图9：http://www.cogitoimage.com；

表2：信息技术时代博物馆体验性空间设计研究。