用灯光讲述历史，博物馆照明新理念解析

       博物馆的丰富展品代表着一个民族的文化遗产，承载着这个民族的认同感和自豪感，代表着这个国家悠久历史文化的“根”与“魂”。随着我国博物馆事业的蓬勃发展，越来越多的博物馆展览展示对专业的博物馆照明技术和产品提出了更高的要求，在博物馆照明设计中，应秉承“安全”“还原”“舒适”的照明设计理念，更多地应用现代光学、电子和智能技术，在更好地保护文物的基础原则上，通过合理运用光与影的变化，营造出赋有生命、充满活力、感觉逼真、整体优化的照明效果（图1），以呈现和还原展品的历史文化底蕴和艺术造诣，为观赏者提供一个舒适的优质光体验环境，用好灯光让博物馆里的文物活起来。

  

图1 优秀文物照明效果示例

四川博物院

 

       国家文物局党组书记、局长刘玉珠在2018年两会期间强调，文物安全是文物工作的底线、红线和生命线，文物安全工作永远是零起点。他表示要紧扣文物安全工作负责链条，既要明确地方政府的属地原则，也要明确主管部门承担的主体责任。

       在文物安全保护方面，最容易被忽视的就是对展示中文物的照明保护。在博物馆展示照明设计中，如何安全保护不可再生、独一无二的珍稀展品是博物馆展示照明的首要课题，照明设计和技术必须优先保护展品安全，控制和减少光对展品材料、颜色、质地等方面的损害。博物馆展陈中，展品是博物馆一切行为的中心，策划、装修、布展、照明、开展、撤展所有过程都围绕珍贵的展品而设置（图2）。博物馆展陈设计和博物馆照明设计必须优先处理好安全保护展品和更好展示展品之间的矛盾。

  

图2 文物的保护性照明示例

南山博物馆 阿富汗国家博物馆藏珍宝展

       博物馆照明应选用取得国家质量安全认证的照明灯具和系统。照明灯具本身安全包括两个部分。一是机械安全，灯具从安装到拆卸应方便、快捷、稳固，不得有跌落等危险；二是电气安全，灯具为带电载体，电气需符合电工安全规范，无触电、起火、散热通风等隐患。

       灯光中的红外线辐射的存在会引起展品表面温度的升高，导致展品的热胀冷缩，加速展品的老化速度，增加材料的干燥程度，使之易脆，有可能使文物表面发生翘曲和龟裂现象。

       灯光的紫外线会引起展品表面产生化学反应，造成博物馆展品的老化，如褪色、色变、质变等，可见或隐性的损害，而且无法通过保护手段恢复。对于博物馆和美术馆照明，IESNA96 规定，建议光源的最大紫外线含量为 75μW/lm ；CIE2003的技术报告则建议光源的最大紫外线含量为 10μW/lm。

       为了展品的安全，在博物馆照明设计中，展品的照度应当维持在满足观众欣赏展品的照度水平上，因为当博物馆用可见光来确定照度水平的时候，实际上光损害来自包括可见光在内的全光谱辐射。国际博物馆协会推荐，对高度和中度光敏感展品的最高照度应置于50Lx～ 100Lx，而对低度光敏感展品的最高照度应置于200Lx～ 400Lx，对轻度光敏感展品也应当控制在这一水平上，没有必要使用太高的照度以避免意外的光损害。

       因此，博物馆照明灯具必须具备操作方便的调光功能，妥善地解决博物馆照明场景中不同展品应用不同照度水平的问题，而智能照明系统，让灯光管理更加人性化和科学化。

       “光预算”是指假定展品在某个照度水平上可以持续展览的时间，超过这个时间，展品将遭受明显的损害，不能再继续展出。

       根据光的相互作用原理，光对展品的损害来源于照度和光照时间的组合作用，一个展品在50Lx的照度下，持续照射10小时造成的光损害，与在500Lx照度下，持续照射1小时造成的光损害是一样的。降低光对展品的损害，不仅要控制照度水平，而且更重要的是管理累积照明时间。

       光损害不只来自红外线和紫外线，长期照射的可见光也会对文物产生不可逆转的损害，控制文物和艺术展品的年度总曝光量，是协调保护与展示的重要手段。博物馆也应当对展品灯光的年曝光量进行控制，建立健全光敏感展品的“光预算”制度。

      博物馆照明安全的基本原则就是用可以欣赏展品的最低照度水平，照射最少的时间。智能照明系统的使用，能够有效地实现灯具使用时间的智能化控制，让场景灯光的切换变得极其灵活，在博物馆照明设计中得到越来越广泛的应用。

      智能照明系统可根据不同的展示要求对博物馆照明环境进行调整与切换，可以实现单灯或多灯分组开关，亮度手动或自动调节，场景设置，定时开关，红外线探测，照度感应，移动感应，集中监控，能耗管理，遥控操作，远程操作等多种照明控制任务，极大地方便了博物馆的照明管理和对展品的精确照度和曝光量控制。

 

       博物馆展品是研究古现代文明的重要文物，展品每一处的细节都具有不可估量的价值，忠实还原展品的材质、色彩、技术、纹理，通过多层次、有对比的有序灯光配置，准确再现文物历史地位和艺术价值，体现博物馆策展的核心竞争力，也是博物馆照明的核心任务。然而，因照明灯光还原质量不同、色温选择偏离、灯光布置不当，会导致映入观众眼睛的文物外观及色彩偏色、含混、黯淡等，与原本相比造成大量原本视觉信息的失真。

       博物馆照明是技术与历史、艺术、美学、生理学、心理学的交叉工程，照明质量必须通过被照展品，显示展品材质、形状、颜色和光学特性来评价照明质量。灯光的显色性直接影响着展品色彩的色调和饱和度的表现，高显色指数的灯光可以更加真实地还原呈现历史文物的原貌、色彩，将文明真实地呈现在观众眼前。

       在博物馆灯光设计中，对于陈列绘画、彩色织物、多色展品等对辨色要求高的场所，应采用一般显色指数（Ra）不低于90的光源作照明光源 ；对辨色要求一般的场所，可采用一般显色指数不低于80的光源做照明光源。灯光准确的色相和高饱和度对于展品的研究和鉴赏至关重要，低显色性的光，会造成偏色和色相缺失，导致文物展品信息不能完全解读。

       随着博物馆照明对光质量要求的不断提升，一般的显色指数（Ra）评价方法已经不能适应，国际照明协会发布的IES-TM30光质量评价方法，引入夫勒特利指数Rf和色域指数Rg，更全面地满足博物馆对高度还原展示的需要。

     博物馆照明设计中，场景气氛的塑造以及展品色彩，材质的呈现显得尤为重要。博物馆展厅最基本的视觉感受就是由灯光的色温带来的，2700K ～ 3500K 的色温通常被称为“暖白”，3500K～ 4100K色温被称为“中性白”，而 4100K 以上色温被称为“冷白”。灯光的色温真切地影响观众对空间和环境的感受，也直接地影响参观者对文物和艺术展品全面的理解和认知。博物馆为了保护文物和艺术品，往往会被迫采用低照度，这样会极大地影响展品显现的色彩。因此，在灯光色温的选择时，并不是简单地采用艺术家起初创作时的环境色温。

       色温的选择通常由策展人和展陈设计师确定，基于他们对展览空间、主题和展品的深度理解，他们决定给观众留下什么样的印象，需要注意的是，不同材质、不同类型、不同颜色的文物展品，以及不同风格的艺术作品，都有最适合的色温，同时不同国家，不同民族也可能都有不同的色温偏好，例如，研究表明，对于富含紫色和蓝色的风景画适合用3600K～ 3700K色温的灯光。

       色温对展览的作用如此重要，所以在博物馆照明灯具的选择中，要注意灯具的光色一致性和稳定性，高质量的灯具会选择散热优异，色温稳定的光源，再加上先进的光学技术、散热管理和电子系统，会最大程度地避免灯光的色温漂移。

      在博物馆和美术馆展览中，展品的布展形式、形态和体量多种多样，通常需要极窄光束、窄光束、泛光、大泛光、椭圆形泛光、洗墙等多种角度和光型，博物馆照明灯具应当灵活适应，根据不同展品布展需要，以不同角度的灯光达到最好的展示效果，更好地勾勒出展品的细节，让展品栩栩如生（图3）。

 

 图3 精准配光文物照明示例

深圳改革开放展览馆

      在垂直墙面展品照明时，应注意展品与光型之间的配合关系，除非特意的设计，小型展品不宜使用过大角度的光型，造成光斑过大，展品周围的展墙过于明亮，限制了观众对作品的欣赏；而对于大幅展品，如果使用的光束角过小，在画幅上的照度不均匀，也会使观众不能全面领会作品的精髓。

      理想的博物馆照明灯具应具备各种光型之间的自由便捷切换，加上调光功能，既能满足博物馆不同展品的照明要求，整体上适应整个展厅的照度水平，又能减少博物馆灯具储备，节约成本。

博物馆照明中灯具的安装位置十分重要，直接影响展览效果。因灯具安装位置不同，形成有5个投光角度：正面、侧面、顶部、背面、45度侧面，这些投光角度各有特点，也可以组合使用。灯具的安装高度也直接影响到投射在展品上光斑的大小和强度，例如一个6度光束角的灯具在3m处形成30cm的中心光斑，而在5m处就是54cm的中心光斑，强度也会降低65%(图4、5）。

 

图4 展现效果与投光角度和高度关系示意图

 

 

 图5  展现效果与投光角度和高度关系参考数据

      博物馆展览一般由三种形态组成，场景、立体和平面展品，博物馆照明设计中通常采用一般照明与局部重点照明相结合的手法。比如对于立体的展品，通过定向照明和漫射照明的结合来勾勒细节 ；对于一些大型三维展品，用定向照明和反光照明从两侧投射，造成不同程度的阴影，突出立体感。展陈照明应通过不同的亮度对比，明暗搭配，光影组合，折射出文物富有立体感的戏剧化艺术效果，利用灯光赋予文物生命活力，逼真呈现，引人入胜。

      形式多样的博物馆展柜拉近了珍稀展品与观众的距离，我们得以贴近地欣赏人类历史文化的灿烂创造。博物馆展柜分为墙体通柜（书画柜）、五面柜、四面柜、平面柜、龛柜，照明分为柜内照明和柜外照明，由于博物馆展柜玻璃的反光和透光，使得展柜照明的灯具布置需要格外注意观众的感受。

      ①墙体通柜，书画柜，主要用来展示中大幅书画作品，一般采用内部照明的方法，在柜体顶部安装照明系统，洗墙照明和重点照明相结合；②五面柜，四面独立柜，根据展品的大小，宜采用内部照明和外部照明相结合，外部照明应充分考虑展柜玻璃的反射和透射 ；③平面柜和龛柜由于可以采光的玻璃位置和观赏位置冲突，一般采用内部照明（图6）。

 

图6 多形式的展柜照明示意图

       展柜内部空间狭小，灯光角度，位置更需精心布置，突出重点，精彩毕现。

 

      博物馆已逐渐成为人们休闲娱乐，开展社会教育的经常去处。因此，在提供丰富的展览同时，给观众创造良好舒适的视觉光环境，也是博物馆室内灯光设计的一大要点。

      眩光是博物馆照明设计重要考虑的因素之一，照明灯光中要注意避免眩光的存在，另外还要注意展品的明亮对比度、均匀度等，在光和影以及亮度的平衡中寻找视觉的最佳舒适点（图7）。

 

 图7 直接眩光和一次反射眩光的消除照明效果示例

中国人民革命军事博物馆

 

      直接眩光由于灯光或从窗户入射的阳光投射方向太过逆向平行于观众的视线，也可能是因为灯具的配光问题，造成大量杂光溢出，同时如果灯光垂直超过45度投向墙体上部，也会形成一次反射眩光，另外，展厅中反射率高的展品，也会在展厅中形成高亮区域，对临近展品的观赏形成类似眩光的影响。

      直接眩光的消除，要统筹整个展览空间布局，展现形式，参观路径，选择合适的光束角合理排布灯具的投光方向；预测和采取措施控制太阳光的射入数量和方向；采用自带防眩罩、防眩网的灯具。

      二次反射眩光是指观众或其他物品在光泽面（如展柜玻璃或画框玻璃）上产生的映像，妨碍了观众对展品的观赏，有时由于眩光的影响，观众需要尝试变换位置才能看清楚展品信息。例如，对镶嵌在玻璃框中的油画或表面有光泽的展品，在观众的观看方向出现光幕反射，观众和环境中的影子与玻璃背后的油画交互干涉，尤其值得注意的是博物馆地板的影响，地板的反射会在不同的光环境下形成不同程度的二次眩光。

      避免二次眩光首先要降低照度比，减少大面积高亮区域，其次要注意灯具的投射角度不要大于45度。

      博物馆照明设计规范，对展品照明的均匀度提出了要求，对于平面展品，最低照度与平均照度之比不应小于0.8，但对于高度大于1.4米的平面展品，要求最低照度与平均照度之比不应小于0.4。展品区域外的光称为溢出光，光斑边缘光强逐渐消退称为退晕。减少和控制溢出光的干扰，会将观众的注意力完全集中在展品（图 8），优异的退晕效果也会使光斑边缘的余光逐渐消退，避免形成照度对比强烈的“窑洞现象”，形成对整个展览环境的光视觉污染。

 

图8 均匀度，溢出光和退晕的照明效果示例

谭国斌当代艺术博物馆

     光斑在展品照度完全均匀分布，更好的呈现展品的整体形态和细节，美术灯就是极端的例子，采用切光投影的方式将光线均匀的投射在画幅里，没有任何溢出光，营造出画作自发光的震撼效果。

      根据博物馆照明设计规范，展品的亮度应高于背景亮度，亮度比要控制在合理的范围内。亮度过高的区域将成为眩光源，造成视觉困难，影响细节观看。对于陈列特殊感光展品的区域，当整体照度较低的时候，要求对视觉适应有所考虑。接近这些区域的时候，需要提供视觉过渡。

     随着自媒体时代的到来，观众社交网络分享已成为社会趋势，博物馆照明应当利用大众传播的力量扩大博物馆和博物馆展览的影响力。故而应充分考虑观众的拍摄需要，建设摄影友好型展览。

     首先，要合理安排展览空间布置，确保不会造成拍摄的观众滞留拥堵，而危及文物安全；其次，每一个展品、展台、展柜、展厅的照明设计非常重要，要避免照明灯具的灯光在手机或相机拍摄时产生频闪，频闪产生的波纹严重影响成像质量和效果，影响观众的参观体验；第三，在灯具的投射方向和位置要精心布置，布置重点展品和场景的照明时，要注意照度合理分布，重点突出，使环境有利于自动对焦手机或相机快速锁定焦点位置和调整曝光量值，以达到准确和高质量的拍摄效果。

 

灯具投射方向和位置布置的照明效果示例

故宫博物院

 

     作为展览场景中组成元素之一，灯具不仅仅为展览提供照明，同时构建博物馆展览的风格基调，博物馆专业展览灯具应当具有独特的设计元素，在表现展示主题的过程中，灯具的外观工业设计应当与展览的风格相协调。环保与简约已成为当代建筑设计的潮流，极简、夯实、融科技与艺术于一体的埃克苏博物馆照明灯具与现代建筑风格高度契合，与建筑空间和展览空间融为一体，用优质的灯光为观众讲述博物馆国宝的动人故事。

 

灯具与建筑空间、展览空间的照明效果示例

国家博物馆

      让文物活起来，好灯光会说话！好的灯光加上合理的照明设计，就像给每件文物配上了解说员，将其中蕴含的历史传奇娓娓道来，更加引人入胜，高质量的博物馆照明是对博物馆展品色彩、形态、材质和故事全面的艺术表达。

       随着中国特色社会主义进入新时代，我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分发展之间的矛盾，博物馆在践行社会主义核心价值观、构建中华文化传承体系、促进中华传统文化创造性转化和创新性发展、加强文物保护利用中，通过更多、更高质量的展览让文物来说话，让历史来说话，增强文化自信，激发人们为实现中华民族伟大复兴而拼搏的雄心壮志。“安全、还原、舒适”博物馆照明新理念，在我国博物馆装备中必将发挥越来越重要的作用。