基于“小孔成像”原理的展覽空間設計研究

陳燕燕 趙白云 范斌

(1.廣東省輕工業技師學院 廣東廣州 510000；2.珠海藝術職業學院 廣東珠海 519000)

小孔成像是一種原始的成像術，兩千年前,人們通過對外界的觀察發現了該神秘的自然規律，經過科學發展，成像原理漸漸被學者所破解，并發展成為攝影技術。

本方案的設計思路是運用可拼裝的移動主題館，參考可持續發展規劃來設計與展示小孔成像攝影的發展歷史、操作方法、藝術特色等內容，提供多個現場成像區可以獲得奇妙的視覺感受。移動的主題展覽有利于收集不同場景，以豐富主題館的功能主要宣傳小孔成像的美學內涵，體現當代人追求慢生活、回歸原始的意愿。

1 研究背景概述

目前，攝影技術不斷向前發展，對大眾而言每天拍照是習以為常，但對其歷史文化背景及藝術內涵卻似乎比較陌生。本文以 展示不同城市的地標景點為 內容，以表達古老技術與城市嶄新文明或自然景觀的相互融合為目的，探討基于小孔成像原理的展覽空間的設計研究。

1.1 什么是小孔影像

小孔成像是利用光的直線傳播在物體和成像平面之間放置一面有小孔的遮擋板，在小孔的孔距足夠小且達到成像要求時，在成像平面上會呈現出物體的倒像，這簡單的原理推動了照相機和攝影機的誕生。

1.2 小孔攝像展覽案例

每年4月的最后一個星期天是全球小孔攝影日，國際小孔成像攝影發燒友會在網絡上舉辦“小孔攝影”活動。活動主旨闡明了攝影藝術家們所追求的極簡化精神。

國內小孔成像發燒友組織的華夏針孔影像藝術委員會曾提出主題：遠離鏡頭的煩惱——大畫幅之小孔成像俱樂部，同時定期組織一些小型的小孔攝影展覽。

圖1 小孔影像展覽案例

1.3 研究現狀與教育目標

本文初步的設想是利用原始成像術的小孔影像倒像的原理特性，結合光的衍射、重疊，衍生出倒像概念，實現錯層的空間表達，運用拼裝空間的不定性、變化多端，結合易拼裝、流動性、臨時性、開放性等特性來設計該展覽空間。

小孔影像主題展覽空間作為一個公共藝術，在現代社會大背景下，首要任務是讓大家知道這古老的技藝及其根本原理與制作方法，通過由此所產生的藝術思潮與藝術作品提供受眾的交流機會。

1.4 研究思路和方法

本文在研究思路上著重突出穿行空間的想法，由顛倒的影像衍生推導出錯層的空間形態，運用極簡主義的風格在空間上作出減法。

2 小孔影像主題展覽的設計方案

本方案以一種遠古的成像術——小孔成像為主題，其特點是便于拼裝和移動，可以坐落于任何地面區域，為每個城市留下標志性影像。

2.1 概念衍生

本空間展示具有小孔影像 的倒像、錯層、不定性等視覺效果，突出展館主題。其設計意義在于弘揚傳統小孔成像術，讓小孔影像文化在新時代綻放光彩。

2.2 材料運用與構成形式

設計上要考究材料的導熱性能、導電性能、光學性能等。外在結構形式采用PVC拼裝結構，利用工字鋼節點拼裝，外部裝修材料結合玻璃幕墻和PVC幕墻、防火板等。

小孔成像展覽空間可置于任何位置的空地上，類似于貨柜車的拼裝空間，用單元格的形態進行各種組裝。文化選址可以靠近各種經典的建筑群或取景方便的地方，同時形成展覽空間面向大眾開放的門戶形象；單元格的設置，主要為四個以上的單元拼接而成的空間展區，在空間資源不足時，可將空間縮減為一到兩個單元并只保留核心內容。

入口處具有引導人流的功能，結合問詢處、售票處，前臺是倒像元素單元格的重構組合，展示移動主題館單元格設計元素的特色，營造出一種簡約通透的空間感。

樓梯空間設置多媒體播放器，引導觀眾上到二層空間的同時介紹小孔成像的多方面資料，樓梯中間的光柱撰寫著歷史對小孔成像最早的文獻記載—— 《墨經》上的文字，從一層貫穿到二層，聯系了兩層的空間。光柱上的LED燈隨著一天中時間和天氣的變化顯示出光譜的7種顏色，象征著光的衍射。

移動展覽空間各個坐落的方位將定位于該城市或自然環境的本土核心文化，包含著一些圖騰式的象征形象化元素，是一個開放與靈活的展覽館，當其放在城市中央或者廣場時，豐富的社會精神內涵的文化形態便會形成城市景觀般的效果。

2.3 功能布局與展示內容

2.3.1 歷史展廳——光

本展廳主要介紹戰國時期墨子《墨經》、亞里士多德、沈括等人對小孔成像的歷史研究，圖文并茂并用互動的展示手段讓觀眾了解古人是如何發現并記錄下本技藝的。中西對比是橫向排列，年代對比是縱向排列。

國內歷史研究記載了小孔成像是攝影的源頭，在《墨經·經下篇》中，記錄著墨家對古典光學的認識，此外，還有南宋陸游《老學庵筆記》、元代楊瑀《山居新話》，可見此原理被古代學者視為科普知識記載。

西方歷史記載中最早提及小孔成像問題的著作是古希臘哲學家亞里士多德的《問題集》，阿拉伯學者阿爾哈森利用暗箱對反射定律的原理做了論述。

一些攝影師或藝術家用全新的方式詮釋時間、空間、色彩和對社會的觀念，用獨特的語言表現自己內心的渴望。

2.3.2 功能展廳——影

本展廳靈感來源于《詠月詩》：“月華臨靜夜，夜靜滅氛埃，方暉竟戶入，圓影隙中來。”用多媒體的顯示屏加上互動按鈕讓受眾與圖片互動，讓觀眾了解到孔徑和焦距的大小對圖片所產生的影響。

此展示目標追求展示視覺沖擊的同時讓觀眾明白小孔成像的運算原理。展品是小孔成像片及制作過程演示影片，裝置是有機玻璃展示板，運用多媒體展示和互動裝置的技術，加上模擬相機的體驗區豐富受眾的互動體驗過程。

小孔成像原理在本空間中顯得并不神秘，讓觀眾在手腳并用的裝置體驗中明白原理對所產生圖像的影響，從枯燥的文字與公式中跳脫出來，利用空間元素活躍氣氛，注重人與物、人與文化空間的交流與親近。

2.3.3 暗箱裝置展廳——礙

沈括寫的《夢溪筆談》中首先提出了“格術”一詞。在凹面鏡和小孔成像過程中，有一個特殊點“礙”(礙，以凹面鏡成像為焦點，以小孔成像為小孔)，格術是幾何光學成像中的基本方法。相應的約束點“礙”不僅限于小孔或焦點，還可以是 曲率中心或光心。用它既說明了倒像的形成機理，也可解釋正像的生成原因。

2.3.4 作品展廳——像

宋代沈括的“格術”概念：認為是由物出發的入射光線受小孔約束，生成與物具有“本末相格”之勢的像，即倒像。本展廳的主題是由此而來的。展廳的第二部分充分發揮展示空間主題的多樣性，主題為“時空漫游”“光影空間”等，內容是世界各地的小孔成像攝影日作品展。

2.3.5 增加單元格

本單元格作為特展策劃推廣，選出中國幾個小孔攝影藝術比較活躍的城市做特展，進行深入策劃，分析調研每一個展出地點的人氣，思考商業圈是否能帶動小孔成像技術的推廣。利用人流考慮在同一個城市的不同地方，根據時間的不斷推進增加展示內容，改變主題館形態，激發發燒友的看展熱潮，借此推動不同地方的人通過多次活動對小孔成像產生興趣，進一步策劃下一次巡回展覽。

2.3.6 公共空間、交流空間

本空間的主題是交流與推廣的融合，類似于生活館推崇的交流休閑空間。目標是交流與推廣。展品和空間功能設置為餐飲空間、自助功能區和多媒體展示區等。裝置是不規則的墻面燈槽與網絡覆蓋并用多媒體展示播出小孔相機的DIY制作方式。

2.3.7 通道空間

本通道空間主題是原點回歸，經過通道回到大堂，展示目標從出口通道到回歸本源，出通道后讓觀眾有回到原點的感覺。小孔成像作品在本空間中得到充分展示。“光—影—礙—像”是小孔成像的四元素，圍繞這四個主題將空間分成四個主要部分。四個空間概念提取的要素聯系整體的空間功能，按攝影學科的光圈數據的等比數列來分割空間，將空間主軸線進行延伸，由此概念分割各個展覽空間。

2.4 方案剖析

2.4.1 單元格構成彈性空間

方案采用集約型的布局模式，由每個單元模塊組合，高度集約化，使空間更靈活，可大可小、可收可放。單元的組合可以疊加，二層可以設置觀景平臺，通透明亮，還阻擋視野，湖光山色一覽無余，根據需要劃分為獨立空間，也可以幾個單元連通打造成多功能區域，體現空間的靈活性，隨著空間和時間的變化，貼近受眾的需求。

2.4.2 靈活分區、互不干擾

空間的獨立性，有利于分區管理。在功能和交通上，獨立的四個區域是：多媒體播放裝置區域、原理與計算展廳、暗箱裝置展廳、作品展廳。管理上，各自獨立，互不干擾，四個區域分區明確、獨立，順序自由組合。展廳 設置為受眾提供最大限度的服務，體現以人為本的公共意識。

2.4.3 開放活動場所、人文哲學空間表達

增加的活動空間是一個藝術裝置，以開放的形態體現出城市與大眾共享的區域，放眼自然與城市環境風光的最佳地點，同時，作為建筑內部功能向外部擴展的增值空間，根據需要，彈性發展，如選址在文化遺產的景觀，將城市的歷史與文化深深拓印在暗箱內，通過大小變化的小孔與影像的變化，演繹出另一面的城市景觀。

2.4.4 低碳材料，綠色節能

當今社會，在小孔影像主題館中引入低碳理念，采取綜合有效的節能措施，拼裝組合的建筑布局，有利于保護城市的土地與資源，保留最大的自由度和發展空間。集中式布局的展覽空間，比零散布局的方式更小，從而節約了投資成本，有利于城市生態保護，減少能源消耗。

2.5 展陳方式設計與軸線規劃

博物館由兩條人流動向的軸線相交而成。軸線1：小孔成像——原始四要素：光(時空)、影(存在)、礙(記憶)、像(信息)——用四個要素聯系所有的功能空間，按影像數據等比數列的分割方式劃分空間，是方案的主軸。軸線延伸，由此概念進入各個展覽空間；軸線2：功能——歷史、原理、暗箱、影像、交流、回歸原點——與軸線1結合。該軸線將功能空間分成4大區域，與展品內容為主，結合其他娛樂休閑功能區域。這條軸線充分演繹現代新主題館的營運理念，以人為本，將小孔影像的文化資產以最佳方式詮釋出來，除了繼承歷史情感，更重要的是創造一個新的未來。

3 結語

綜上所述，小孔成像原理在歷史發展上有不可替代的重要作用。以光影的形式轉移、堆積、混合、凝聚于膠片和成像裝置中，時空混合，光明與黑暗相互交融，遠古神秘的原理、玄妙的光學、超凡脫俗的原始，給人無限的視覺驚喜，帶來哲學的思索，是構思本主題空間的出發點。筆者調研許久的概念與方案，進行了小孔成像攝影的各種創作，總結出研究方案的雛形，從東方到西方文化，其來源與應用，從科學到哲學到藝術領域總結出方案的整個過程，設計推動生活，這些研究主題還處于設想階段，有些邏輯鏈條與資料尚有缺失之處，期待尋得后續研究的機會再做進一步完善。