本文来源于：演艺科技传媒

近年来，户外建筑投影不断发展，并逐步趋于成熟，在文旅项目中发挥举足轻重的作用，一些成功的应用案例，甚至成为整个项目的“点睛之作”。但也有不少项目，由于不具备安装条件，或者投影基站对景观造成很大影响，导致方案无法落地而“夭折”；而

有些项目，由于在设计或施工过程中，对建筑投影的诸多因素考虑不周，导致实际效果

达不到预期，从而不被业主认可。

笔者以参与设计和实施的《魅力芜湖》临江桥塔投影秀项目为例，探讨建筑投影设计时需要考虑的几个要素，分享在设计及实施中遇到的问题及解决方案。

建筑投影的环境通常比较复杂，会受到很多要素的影响和制约，如何保证项目从规划、设计到实施都能达到预期效果，需要对影响建筑投影的每一要素进行充分的分析和考量。

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建筑成像面

对于建筑投影的成像面即建筑表面，主要考虑建筑表面的几何形状和建筑表面的材质，特别是建筑表面材质的反射系数。材质的反射系数是决定投影机的亮度选择、最终照度是否足够的关键。建筑表面材质种类繁多，如常见的有混凝土、陶瓷类、石材类、木制、玻璃、铝扣板、外墙涂料等。不同材质的反射系数不一，对建筑投影效果起着至关重要的作用。若建筑表面为穿孔铝板，反射系数高，光损小，则成像效果较佳（见图1）；若建筑表面为玻璃幕墙，透过率高，光损大，则成像效果较差（见图2）。

图1 穿孔铝板的建筑外墙

图2 玻璃外墙的建筑

芜湖临江桥位于青弋江和长江交汇口处，为单塔的斜拉索桥，桥塔高73.5 m，最宽处16 m，呈鱼的形状，寓意“鱼米之乡”（见图3）。江两侧是滨江公园，有长达几公里的栈道，供市民和游客观光，长江航线有旅游观光船，可以欣赏沿岸亮化的夜景。

图3 斜拉索桥的鱼形单塔

桥塔成像面有约三分之二为玻璃幕墙，其他部分为灰色铝合金面板（见图4）。现场通过白场测试，用照度计和亮度计测量，实际测量结果：玻璃幕墙反射系数约为0.3，铝合金面板反射系数约为0.8。很明显，由于玻璃存在反射和透射双重损失，光损严重，会导致该区域图像照度不足，整体画面照度不均为等问题。为了减少玻璃幕墙区域的光损，在玻璃幕墙背面做了贴膜处理。最终测试结果表明，经过贴膜处理后，玻璃幕墙反射系数提升到约0.5。

图4 桥塔的成像面

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场地条件

建筑成像面问题解决后，确定场地条件是否符合要求是重要的环节。场地条件主要有以下几方面：

• 是否有适合的安装空间位置；

• 投影基站和建筑物之间是否有阻挡物；

• 投影基站是否有限高条件（在古建筑投影中比较重要）；

• 投影基站的建设安装是否会对周边景观造成较大影响。

除了上述需要考虑的因素之外，还要考虑建筑体自身或周边环境灯光是否可控；投影基站建设安装点是否可行，是否需要跨部门之间的协调等问题。

在对《魅力芜湖》投影机位置的选择过程中，甲方选择A点，如图5所示，因为建筑成像面实际和中轴线约有20°夹角，A点投影光和建筑面接近正相交，如图6所示，光损最小，成像效果最佳，理论上A点是最佳投影点位。

图5 《魅力芜湖》投影机的位置

图6 A点投射光和成像面的关系

但根据甲方提供的现场照片，通过卫星地图观察分析，笔者所在技术团队认为，A点不是最佳安装点。如果投影机安装在A点，投影基站和旁边的中江塔（距今有400多年历史）很不协调，如图7（a）所示，严重破坏整体景观环境；另外，A点跨江投影，投影距离远，也增加了光损，如图7（b）所示。

图7 A点场地条件

通过卫星地图，确定位于观光栈道旁的一片绿化地作为投影机安装位置，即B点。虽然该位置投影光和成像面不是正交（约有20°夹角，见图6），会造成一定光损，但该位置周边开阔，对景观环境影响不大，如图8所示；同时，该点位投影距离缩短了一倍，降低了光损。经过实地考察和综合考量，确定B点是更为合适的投影位置。

图8 B点的场地条件

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投影基站的建设

防护箱或投影机房及其附属的基础建设，在业内习惯称为投影基站。投影基站的设计、建造，首先要考虑能满足投影机安全运行的环境；其次，要考虑安装维护的便捷性，更重要的是要考虑对景观环境的影响降到最低限度。

投影基站的安装位置、高度，决定了投影机倾斜角度和画面失真的问题，应选取最佳位置减少亮度损失。

投影基站外观应与周围环境的建筑风格相协调，尽量选择隐蔽的安装点，避免给周边景观造成大的影响，如青岛黄岛区政府水秀项目的投影基站，如图9所示，安装在绿化带中，与“中国结”相呼应，有一定的隐蔽性；必要时，需要进行艺术处理、美化包装，如珠海长隆鲸鲨雕塑投影投影基站，设计成仿古建筑风格，如图10所示，融入周边景观环境；又如郑州美盛地产项目示，结合书院街的主题，对投影基站进行艺术包装，将其设计为“书”的造型，如图11所。

图9 青岛黄岛区政府水秀项目投影基站

图10 珠海长隆鲸鲨雕塑投影投影基站

图11 郑州美盛地产项目

如果投影基站的设计、造型及安装位置不合理，与周边环境不协调，会对景观造成很大影响，严重的甚至会导致项目被叫停。笔者曾经历过这类不成功的项目（基站是甲方设计的，业主不满意），因投影基站安装位置隐蔽性差，设计缺乏艺术美感，与周边景观不协调，最终被叫停整改（见图12）。

图12 不成功的投影基站

吸取成功的经验和失败的教训，针对《魅力芜湖》，在确定了投影基站的安装位置后，提供了投影基站的技术要求（包括基站的高度、安装点位、空间尺寸等），并要求甲方对基站做必要的艺术包装，最终方案必须要业主认可，而且要具备可实施性。对此，甲方也非常重视，综合考虑整个周边环境，提出了多种方案，一种为中西结合风格造型，如图13（a），体现开放的人文，与古塔遥遥呼应；另一种为现代抽象派雕塑造型，如图13（b），体现历史、现代科技，并展望未来。

图13 《魅力芜湖》投影基站的多种设计方案

但上述方案均被业主否定，经过多轮论证，最终提出了明确的建设原则：“简朴实用”。配合这一原则，在满足投影机安装、运行及维护便捷的基础上，尽量避免对景区环境

造成影响。经过现场勘察，并采用计算机仿真模拟投影基站和周边景观的空间位置，提出了简朴、接地气的投影基站建设方案，柱体高10 m，投影房高3 m，整体材质以钢结构为主，外表仿实木，并做喷漆防锈处理，如图14所示。实践证明，整体设计方案达到了预期效果：简朴实用。对景观环境影响最小，实景图如图15所示，最终被业主方认可。

图14 《魅力芜湖》投影基站的最终设计方案

图15 《魅力芜湖》投影基站的实景图

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环境照度

针对户外投影，在设计及实施过程中，要充分考虑环境光对建筑体的影响。根据光比及实践经验总结，要获得良好的画面效果，投射到建筑体表面的照度要高于环境照明5倍以上；并尽量避免周边环境光直接照射到投影显示区域。必要时，需要对周边环境照明进行适当控制。

结合多年户外建筑投影的经验积累，以及公共场所环境的照度（见表1）情况，总结建筑投影照度标准如下①：

• 建筑投影设计照度≥ 300 lx，可以获得完美的效果；

• 建筑投影设计照度≥ 200 lx，可以获得优秀的效果；

• 建筑投影设计照度≥ 150 lx，可以获得良好的效果；

• 建议最低照度不低于120 lx，可以达到基本效果。

不同照度指标的实际效果对比如图16所示。

图16 不同照度指标的实际效果对比

在《魅力芜湖》的投影设计中，根据现场环境照度指标，综合考虑项目投资预算的场地范围，在满足项目需求的基础上，照度指标按照理论值为120 lx进行设计，光路模拟如图17所示。采用6台Crimson WU25投影机，1×3三通道融合投形成整幅画面，每通道双机叠加，照度在90 lx～140 lx，平均照度115 lx。

图17 《魅力芜湖》投影的光路模拟

通过《魅力芜湖》现场照片来分析一下环境照度对投影画面质量的影响。图18（a）是在投影秀播放时间段周边道路照明、景观照明等环境光直接投影到建筑体的情景，桥塔左侧的黄色光是中江塔的景观照明灯的散射光，桥塔下方还有桥体路灯的直射光。这些都来自于城市必须的照明，是不允许关闭的。图18（b）为深夜时所有景观照明关闭的情景。图19是投影表演时环境照明对画面的影响情况，包括塔桥和周边建筑照明、塔桥的拉索灯、古塔的照明光，这些直接投射到桥塔表面；周边楼体亮化灯光，造成背景光亮，导致图像对比度下降，给观众的视觉感觉画面不够亮。从现场对比可以看出，环境照度对桥塔图像对比度的影响非常大。

图18 《魅力芜湖》投影的场地灯光环境

图19 投影表演时环境照明对画面的影响情况

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观众视点

户外建筑投影，从投影设计到视频影像的制作，都要考虑观众视点——受众人群。

• 若观看区与成像面距离较远、建筑物很高，实际场地宽阔，首先要考虑观看者的视角，设计合适的整屏分辨率。

• 若观看区与成像面距离很近，就要重点考虑成像面的整屏分辨率的像素，保证观看人员看到清晰的图像。

• 根据建筑物位置，画面的尺寸、观看人员的视角、观看距离，确定投影区域的整体分辨率，与视频影像协调一致，避免浪费和失真，保证主观看区效果。

《魅力芜湖》在设计时兼顾了两部分观看点的受众人群，一部分为两岸固定观看点，观众视点与桥塔距离在50 m ～150 m；另一部分为在长江航线的旅游观光船上欣赏，距桥塔在300 m左右。总之，需要确保远近观众都能看到理想的画面效果，如图20、图21所示。

图20 观众视点——近距离观众

图21 观众视点——远距离观众

选自《演艺科技》2020年第9期 王 俭《浅谈建筑投影的设计与实施中应注意的要素》

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