世博数字媒体界面的创新设计与实现

　　基于半导体照明技术的媒体界面是近年来在建筑设计领域兴起的一种具有数字化、可变化、可交流互动的当代艺术形式。LED作为照明领域最具数字媒体特征的照明技术，已成为媒体界面设计的首选。同济大学建筑与城市规划学院视觉与照明学术团队通过国家863计划、省部级等一系列半导体照明与世博应用课题开展了与此相关的科研工作，并先后承担了上海世博园区夜景照明总体规划、世博文化中心的室内外照明设计，其中位于世博文化中心西、南两个入口大厅的LED数字媒体界面的创新设计，成为最有特点和挑战性的工作。该创意设计与实施直接来源于设计专业的教学基地——建筑光环境实验室，多年来教师秉承实验性教学的发展方向，不仅将该实验室建设成为学术研究的实验基地，也成为技术创新的研发基地。为此通过课堂教学和装置作业，先后共有近70名本科生、研究生参与了该项世博工程的设计与实验工作。凭借他们的聪明才智与创新才华，经过近两年的辛勤工作，设计创意以实验为基础，教学相长，不仅探索出一种新的教学思路，也开拓了一种新的实验性设计方法。

　　1.实验性设计——以科研带动教学，注入创新理念

　　根据世博文化中心的照明设计概念，西、南入口大厅作为主要的集散区域，从视觉与光照的角度希望给予观众明确的方向感和空间界定，并使用一些彩色光调节氛围。设计的出发点是以LED屏幕构成艺术界面作为大厅的视觉焦点。该数字媒体界面先后经过了两年的探索，历经三个阶段最终得以实现。第一阶段：向学生布置制作LED屏幕构成艺术的作业，挑选一些较为优秀的作业在实验室LED屏幕进行实验展示。第二阶段：在实验室展示的两个学生作业获得世博文化中心业主的认可，拟应用在其场馆的两个入口大厅。第三阶段：在两个入口大厅的施工现场，实验室教师、学生与LED生产企业、现场施工人员一起对艺术装置进行安装调试。

　　本研究课题涉及多个学科领域的交叉，它涉及半导体技术、材料科学、建筑构造方法、视觉与视知觉理论、图像显示技术、媒体技术以及建筑一体化等多个领域。研究的主攻关键是将半导体照明技术和图像动态组合技术应用于建筑设计中，建立一套独具创新的媒体界面的建筑化集成方法。为了提升媒体界面的建筑化设计水平，改变目前LED媒体界面的单一表达方式，加强LED与建筑构造做法的有机结合，丰富建筑界面的视觉设计，通过实验研究提出：1.基层LED发光点阵像素间距、光学参数及控制方式；2.光介质层材料的构造形式和光学特性；3.成像界面的亮度、色度等光度特性；4.优化动态图像媒体界面的像质和视觉艺术效果。

　　2. 生成方法及构造系统——以建造实现设计，探索创新实践

　　在进入世博文化中心的西入口观众可以看到大型数字媒体作品——“东方之梦”。该媒体界面构造系统是由均质LED基层、塑料薄膜光介质层以及磨砂玻璃图像承载层构成。LED基层是由间距为40mm×40mm的LED发光点阵构成，LED发光点阵的功率为200W/m2、刷新频率≥1920Hz、LED的出光角（水平视角与垂直视角）均≥120度，然后通过LED控制器控制LED发光点阵的亮度、色彩变化；塑料薄膜光介质层是由白色半透明塑料薄膜与黑色塑料薄膜（作品中实际使用黑白垃圾袋）共同铺置，黑白相间的纹理则可根据表达的艺术效果而定，其面积应与LED基层覆盖区域保持一致；磨砂玻璃图像承载层是普通玻璃经过磨砂处理。LED屏幕变幻的动画以及塑料袋自身形成的图案，两者有机结合，并经过磨砂玻璃使得影像产生朦胧美，仿如中国传统的水墨画。

　　在南入口观众可以看到另一数字媒体艺术作品——“绽放”。该界面的LED基层与玻璃承载面与上述相同，而光介质层使用马口铁刻模压制。马口铁本身不透光，刻制后拉伸花纹中心，使其凸出0~5cm形成缝隙，光从背面透过缝隙射出，最终在磨砂玻璃上呈现出绽放的玫瑰花图案。

　　不同于现有的媒体界面，该设计采用低像素、大间距LED为基层，增加一个中间构造层次——光介质以及表面的成像材料，共计三个构造层次，进行建筑化设计和组合。该设计打破了平面媒体LED显示屏单一的界面模式，使显示内容更丰富，整体效果更好，屏幕造价更经济，制造工艺和控制系统便捷，也克服LED灯点直接暴露于屏幕表面、表面亮度高、容易产生眩光等缺点。该媒体界面的构造系统具有全彩色、可靠性高、亮度可调节、可拼接使用、使用寿命长、环境适应能力强、功耗小、耐冲击、性能稳定等优点，能创造出更加富有艺术气息的视觉效果。

　　“创新，点亮梦想”非凡的创意设计和极富魅力的技术理念演绎，将带给参观者前所未有的视觉体验。科技与艺术结合的现代视觉传播手段和大量互动性参与，上海世博之光将让参观者充分享受半导体照明科技带给人类的创意生活。上海世博会也将是一本生动的教科书，告诉世人饕餮的视觉景象背后是人类伟大的科技进步。与此同时，上海世博会也将肩负重任，助力中国城市照明开创低碳照明、绿色环保、高效节能的新纪元。