平面絲織文物在展陳中的重點照明入射角度研究

馮 薈，翁 鳴

(浙江理工大學a.服裝學院;b.材料與紡織學院，杭州310018)

絲織文物是珍貴的文化遺產，不僅為人們研究久遠的文明提供物質信息，也是一種承載諸多文化特質的藝術品。出于對絲織文物的保護，使其盡量減少遭受光照的損害，其展陳光照設計是在低照度的博物館光照環境中進行，根據GB/T 23863—2009《博物館照明設計規范》的要求，對光照敏感的織繡品，其表面照度應小于等于50 lx［1］。因此在現行博物館低照度的標準下，設計既滿足絲織文物保護條件，又能體現展品特點、提高觀眾視覺感受力的照明模式，是絲織文物展陳光照設計中不可回避的問題。

本研究以大尺幅平面類絲織文物為研究對象，根據GB/T 23863—2009《博物館照明設計規范》將尺寸≥100 cm的織物確定為大尺幅織物。探討在重點照明模式中，大尺幅袍服、橫幅、縱幅及方形絲織品的照明水平及視覺感受，以此為上述形態的絲織文物在懸掛展陳狀態下篩選合適的照明模式。并通過運用圖像“對比度”中的直方圖［2］為評估方法，從客觀角度評估大尺幅平面類絲織文物在重點照明模式中的視覺感受。通過以上兩方面的分析，為博物館大尺幅平面形態絲織品展陳光照設計提供參考。

1 平面形態絲織文物懸掛展陳中的重點光照試驗

1.1 試驗材料

以博物館常規玻璃通柜為參考，自制試驗展柜，長300 cm，寬100 cm，高280 cm，展柜內設置軌道射燈，MR16型鹵素射燈(雷士照明有限公司)，光束角24°，數量4盞，燈間距50 cm。展柜、展品及燈具設置如圖1所示。通過調光器(中山市彩東照明電子廠)調節燈具的照度，并以LX-1330B型數字式照度計(金達通儀器)測試展品表面的照度值。

圖1 重點照明中的展柜、展品及燈具設置示意(θ為光線入射角)Fig.1 Schematic diagram of showcase，exhibit and lamp setting in accent lighting(θis light incident angle)

復制袍服形制，通袖長100 cm，衣長100 cm，如圖2所示。試驗中將袍服進行衣袖、衣身及整體袍服區域的劃分，衣袖可對應大尺幅橫幅絲織品，衣身可對應為大尺幅縱幅絲織品，整體袍服區域可對應為大尺幅方形絲織品。通過對不同劃分區域的光照水平數據分析，可以得到大尺幅袍服、橫幅、縱幅及方形絲織品的光照特點。

圖2 袍服尺寸及袍服展陳中的區域劃分Fig.2 Robe size and regional division in robe display

1.2 試驗方法

根據以有文獻關于大尺幅平面展品照射方式的研究［3］，將燈具與袍服之間的照射距離控制在大于展品1/3高度內，試驗燈具與展品之間的距離確定為80 cm。重點照明的特點是光照高度集中于展品區域，在燈具性能、展示空間及展品陳列方式不變的情況下，該照明中對光照水平影響最大的是光線的入射角，光線入射角度的變化會造成展品表面受光面積的變化，從而導致明暗差異變化所形成的不同視覺效果。依據博物館對絲織品的光照要求，光線的入射角θ＞45°，且避免垂直照射［5］，以此作為試驗中光線入射角的調整范圍，通過預試驗，將光線入射角范圍最終確定在50°～80°，試驗中每間隔10°進行調整。在測試過程中，關閉實驗室內門窗，減少雜散光源對展品的影響，分別在袍服縱向及橫向方向，以矩陣方式［4］，每間距10 cm選取測試點，每個測試點反復測量3次，取3次測量后照度數據平均值作為最終結果。

試驗中對袍服表面的光照水平分析從平均照度和照度均勻度兩方面進行，平均照度是所取測試點照度總和與測試點數量之比，照度均勻度則是最小照度值E與平均照度值Eave之比。照度均勻度是一定距離范圍內照度變化的情況，它決定了展品的亮度和視覺清晰度情況。實際上，絕對的照度均勻度是不可能達到的，通常要求達到E/Eave=1/1.2。目前各類博物館的照明條件層次不齊，照度均勻度可擴展為1/1.2～1/3［6］，即0.83 ～0.33，平均照度值越低，展品表面光照分布越不均勻。根據GB/T23863—2009《博物館照明設計規范》，尺寸≥100 cm的大尺幅平面展品，照度均勻度至少需達到0.4［1］。

2 結果與討論

2.1 重點照明模式中的平面絲織文物懸掛展陳時的光照特點

在50°入射角情況下，袍服衣身平均照度值46.8 lx，照度均勻度0.53;衣袖平均照度值41.2 lx，照度均勻度0.63;袍服整體區域平均照度值41 lx，照度均勻度0.6。袍服的衣身、衣袖及袍服整體區域，平均照度值和照度均勻度都比較接近，這說明在該入射角下，袍服表面的光線中心與中心之外區域的光照水平接近，達到了較為均衡的狀態。圖3是袍服整體區域、衣袖及衣身等區域在重點照明模式中懸掛展陳狀態下的平均照度及照度均勻度。

圖3 重點照明中50°～80°入射角下袍服懸掛展陳的平均照度及照度均勻度Fig.3 Average illuminance and uniformity of illuminance of robe under the state of hanging display under 50°～80°incident angle in accent lighting

在60°入射角情況下，衣身平均照度值34.2 lx，照度均勻度0.43;衣袖平均照度值42.2 lx，照度均勻度0.71;袍服整體區域平均照度值34.9 lx，照度均勻度0.4。隨著入射角的增大，袍服表面的光線中心區域向衣袖方向移動，衣袖區域的平均照度值增加。

70°入射角時衣身平均照度值29.5 lx，照度均勻度0.44;衣袖平均照度值49.3 lx，照度均勻度 0.81;袍服整體區域平均照度值34.1 lx，照度均勻度0.38。隨著入射角的增加，光線中心區域之外的照度水平沿著衣身向下逐漸減弱，在衣身及袍服整體區域的末端達到最低值，與光線中心區域形成較大的反差。

在80°入射角情況下，衣身平均照度值13.2 lx，照度均勻度0.45;衣袖平均照度值22.4 lx，照度均勻度0.53;袍服整體區域平均照度值15.0 lx，照度均勻度0.4。在該入射角下，盡管袍服衣身及衣袖區域照度均勻度達到0.45及0.53，但是表面平均照度較低。

從該試驗中可知，袍服形制的絲織品在重點照明設計中，當以懸掛方式展陳時，50°為光線最佳入射角，在該入射角下袍服整體、衣身、衣袖的平均照度值和照度均勻度均達到平衡的狀態。

由此也可以推斷，大尺幅方形、大尺幅縱幅絲織品在50°入射角度也有比較好的平均照度及照度均勻度。大尺幅橫幅絲織品在入射角在60°～70°比較適合，尤其在70°入射角時，其平均照度值及照度均勻度都達到很好的水平。80°的入射角不適合作為重點照明設計中大尺幅平面絲織品的入射角方案。圖4為重點照明中50°～80°入射角下的袍服懸掛展陳效果。

圖4 重點照明中50°～80°入射角下的袍服懸掛展陳效果Fig.4 Hanging display effect of robe under 50°～80°incident angle in accent lighting

2.2 重點照明模式下平面絲織文物展陳視覺效果評價

采用圖像“對比度”的評估方法來評價重點照明下懸掛展陳的平面絲織品的視覺感受。在運用“對比度”進行分析的過程中，圖像像素大小同視覺區域中相應區域所呈現的平均亮度有關，用于分析像素亮度分布的直方圖描述了亮度層級的統計方法。直方圖的垂直坐標為像素的數量，范圍從0(黑)～100%(白)，黑白范圍在水平坐標上對應于計算機中的數值為0～255的亮度值。在低亮度視覺區域更多的像素點靠近0值，而在高亮度視覺區域中，像素點的位置靠近 255［2］。

根據2.1重點照明模式試驗分析，在光線入射角50°、60°及70°的情況下，大尺幅袍服、橫幅及大尺幅方形絲織品在可以取得比較均勻的光照分布，而80°光線入射角以上，上述絲織品的照度均勻度及平均照度都比較低，因此以下分析在光線入射角50°～70°的照明模式中進行。表1是袍服在重點照明中懸掛展陳狀態下的亮度峰值變化。

表1 重點照明中袍服懸掛展陳亮度對比度圖示Tab.1 Graphical representation of luminance contrast of robe under the state of hanging display in accent lighting

在光線50°～70°入射角狀態下，袍服整體區域的亮度分布層級從低至高都有分布，但在最暗及最亮區域無分布，所呈現亮度層級分布區的峰值變化具有頻繁起伏的層次感。50°入射角中亮度峰值起伏較頻率且平緩，說明在這種光照下大尺幅袍服及方形絲織品視覺感受的亮度層次較為豐富，且不凸兀，視覺上能取得較為柔和的觀賞效果。在60°及70°入射角下，低亮度區的亮度峰值與中亮度區域峰值之間的差異增加，且中、高亮度區的峰值較低，在70°入射角時更為明顯。說明在這兩種照明模式下大尺幅袍服及方形絲織品在觀賞時視覺明亮程度低于50°入射，且絲織品表面的明暗反差要高于50°入射時的視覺感受。

袍服衣袖的亮度峰值主要集中于中等亮度區，低亮度區峰值缺失，高亮度區峰值低，這表明大尺幅橫幅絲織品在該照明狀態下，沒有明顯的明暗層次變化，對比協調，可以在中等亮度的視覺感受內取得較為柔和的視看效果。隨著入射角度的增加，袍服衣袖區域的亮度峰值更加集中于中等亮度區，在70°入射角下尤其明顯，這說明隨著光線入射角的增加，衣袖區域的明暗層級對比越來越弱，視覺感受因明暗對比平緩而顯得更為柔和。

袍服衣身區域亮度峰值明顯集中于低亮度區，且該區域內的亮度層級變化較緩和，這也表明大尺幅縱幅絲織品在該照明模式下，處于低亮度視覺感受，明暗對比度較弱。隨著光線入射角度的增加，低亮度區峰值形態更為尖銳，中亮度區及高亮度區基本缺失，視覺感受也隨之模糊。

3 結語

大尺幅的袍服、方形及縱幅絲織品，在重點照明50°入射角條件，懸掛展陳狀態各區域照明水平較高。大尺幅橫幅類絲織品，在重點照明50°、60°、70°入射角條件的懸掛展陳狀態都可以取得較高的照明水平，尤其以70°為最佳照明水平。橫幅類絲織品外觀形制特點是橫向尺寸較大而縱向尺寸較小，因此在這種光照條件下，只要燈具數量能與其橫向尺寸匹配，該類型的展品較容易獲得較高的照明水平。

在重點照明模式絲織品的視覺效果評價中，懸掛展陳方式下，重點照明50°及60°入射角條件中袍服類、大尺幅方形，亮度分布層級從低亮度至高亮度均有分布，且明暗層次變化豐富，視覺感受均衡細膩。大尺幅橫幅絲織品則處于高亮度視覺感受，無明顯明暗對比，視覺感受明亮清晰。大尺幅縱幅絲織品則是處于低亮度視覺狀態下的、有輕微明暗對比度的視覺效果。

［1］中華人民工和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB/T 23863—2009博物館照明設計規范［S］.2009-05-04.The people's Repubic of China State Administration of Quality Supervision Inspection and quarantine，China National Standardization Mangagement Comminttee. GB/T2386—2009 Gode for Lighting Design of Museum［S］.2009-05-04.

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