【光的本质】第二十二期方和圆⑴

小泉泉
发布于 2014-09-17 #光学设计及软件直接看回复推送文章

第二章空间

第二节方和圆

方和圆

从我们观察设计环境的角度来说，我们有把圆形的东西认为是自然、有机、流动和柔软的倾向，而认为方形的或者有角的东西是技术性的、理性、数据化和坚硬的。光，特别是直射光，揭示了物质的构成和表面状态，传达物体各自的特性的信息。由于有 CAD，复杂的、任意形状的物体现在比过去容易构建得多，现在的设计又显现新的挑战。进一步考虑“方圆”的设计纬度，就照明设计而言，要考虑照明设备的形状、排列和空间位置。

方和圆——从建筑材料到任意形状

图1

图2

图1 ：理查德·巴克米恩斯特·弗雷（1895-1985），Boris Artzybasheff 创作的一个半身雕塑像：将方和圆技术性的融合起来。弗雷的短程线设计，为建筑学上现在很多的、普遍的构建任意形状的创意铺平了道路。

图2：德国魏玛的歌德花园有一个“好运石”，根据 1777 年的诗歌设计的。他将这个石头献给挚爱查洛特·施戴恩，寓意为坚定不移（立方体）和前进（球体）。不过他当然研究过光在这个雕塑上不断变化所产生的效应。直到今天这个方圆的结合体，经过照明的实证仍然被认为是合适的。

这两者的发明究竟是哪一个更多的影响了人类的历史：轮子（圆）还是砖头（方）？两者的发展都发生公元前4000 年前的美索不达米亚，并且标志着从石器时代到早期文明的转换：轮子是移动物体的关键，砖头是都市建筑的基础。从那以后，方和圆在人类设计进程中展开了竞争——被技术、建筑风格以及社会环境和价值观所影响。有一些联系是直接的，圆形的、弯曲的形状通常和自然、有机、活力、情感及柔软等词联系起来；而有角的、线性直角形状总是和技术、理性、数据和坚硬等词相关。然而，现实中，我们不得不处理一些方圆形混合的复杂物体。而文体学的主题随着某一时代对方和圆明显的偏好而转移。方圆之间的此消彼长意味着：由于光的多变性，光可以发挥不同的角色。但是事实却是光是直线传播的。因此对于任何物体，无论是方形还是圆形的，光都是不可忽视的一个参数。

是为了变方（形）而变方（形）吗？

将方形和理性及技术联系起来并不奇怪。直角的砖头作为标准的组件，毕竟是建筑物、街道、都市乃至整个城市——指原罗马驻防地域那种严格的、军事化格局的城市——中最小的元素。类似的，在日本传统的建筑中，房间、房屋、街道和城市所使用的矩形的榻榻米垫子是最为普遍的东西。事实上，所有的建筑方法、建筑类型和棱角分明的物体相比圆形物体设计起来都要简单、快捷和便宜。因此拱形或者穹顶被认为是奢华的东西，并常用于市政工程项目比如桥梁巨大的拱形跨弧或者显赫的宗教性建筑如罗马万神殿上一点也不奇怪。撇开这些功能性的拱形和建筑外形不说，多个世纪以来，圆形几乎都只能在建筑物的表面装饰中找到。当代，将立方体结构充分展示已经成为规范了。反对直角的那些人比如人类学家，甚至一些对现代生活影响最大的主要人物比如勒·柯布西耶——发现混凝土作为流动建筑材料的潜力能够为自由塑形提供很大的空间。然而，相关的工作量将混凝土的雕刻性使用限制在独特的建筑，比如朗香教堂以及大型直角建筑的屋顶台阶花园的应用上。

模块化建筑和流体建筑

很长时间以来，在严重的经济压力下，建筑师和市政工程师设计出的作品被认为是模块化建筑。在照明领域，这对使用线形荧光灯的使用作出了回应——使用成排或者网格模式的荧光灯象征着理性和表面上的有效，但是这种照明的使用实际并不能起到激励和刺激人作用。它让创新的思想家比如理查德·巴克米恩斯特·弗雷（本页左上的图片），将三角形、五角形和六角形这些复杂但是能被理性构建的几何元素融合起来，填充了方圆之间的艺术空隙。旨在发展更大的构建的自由——建筑中最新趋势的一个特征——主要归功于于相关电脑工具的到来。这些技术使设计和实现自由形状变得简单很多，而且最终也能获得理想的效果。举例来说，从弗兰克·欧·盖瑞的雕塑源于一个模型最终通过 CAD 实现；到扎哈·哈迪德的混凝土建筑中的电脑数控铣床模板元素（都是运用了电脑技术）。另外一个例子是落德·福斯特设计室高雅的屋顶建筑，几乎每个玻璃窗格都有自己特定的维度。如今，电脑只是一种辅助工具——帮助锐角组合建筑的实现，或者帮助德鲁根·梅斯尔将圣地亚哥·卡拉特拉瓦流动航班的幻想变成现实。方和圆现在只是设计室视角的问题了。

光揭示物体的形状

那么方形和圆形和光的相互作用是怎样的呢？方形部分的底座，加上圆形的顶部——正如歌德在他的魏玛花园中用来研究光的那个建筑一样——说明了一个原则：直射光给物体3D 的感觉，因为不同的亮度层次使观察者能直接将平面和曲面区分。边缘被光清楚地揭示出来。特别的，自然的太阳光使大型建筑的形状显现出来。室内和户外照明方案中，为了获得和太阳光这种功能性的照射效果，通常使用射灯和投影灯来产生直射光。通常对建筑照明的一个要求是平面被均匀的照射。因此，对平整的墙面、地板和天花板通常是通过成排或网格状的安排灯具来获得这种效果。而对二维的弯曲墙壁，一排灯具，比如洗墙灯可以满足曲面的照明。使用天花洗墙灯可以极好的对拱形结构和穹顶进行照明。另一方面，不规则平面要获得均匀的照明就需要更多的努力了，比如需要使用很多单独定向的射灯。再者，为了使特殊结构物体的形状被清晰的看到，通常有必要使照明产生形状效应。但是自由形状的物体总是和设计师们开玩笑。屏幕上看起来非常直观的东西——比如使像变形虫一样没有规则形状的东西在城市夜景中闪耀——使设计师在实际中面对着几乎无法克服的困难。外部提供给平面的均匀照度通常要求不太可能的安装位置。相似的，内部的统一照度也几乎不可能通过一点努力就能实现的。均匀发光面板材料仍然是未来的期望。

灯具形式：方或圆？

尽管本身没有圆或方的光线，但“圆或方”这对短语在选择灯具时还是有意义的。这并不只是品味的问题。除了出于和建筑协调的考虑，灯具的计划安排的位置是基本的。人类感知的设计法则发挥了作用，特别是关于嵌入式天花灯，因为嵌入式天花灯通常有方圆两种面盖可供选择。矩形面罩的筒灯或者嵌入式的聚光灯必然会被安装在同样的一个正交网格模式或者平行于轴线或墙壁的位置。在这方面，圆形的筒灯更加灵活，而且可以被随意安放而不影响天花板的布局。一些反射罩形式，特别是有洗墙需求时，通常要求有一定的角度。其他灯具，比如导轨安装的射灯或者吊灯，可以独立的成为建筑细节元素。在这些案例中，通过方和圆的使用，产品的设计能够传达照明工具的理念和应用领域。因此，比如伊夫·贝尔设计的镭射气射灯的圆形结构强调了和使用者的关系，而深泽直人设计的康泰时射灯的尖刻直角形式则强调了和建筑的关系。设计是否要强化建筑——无论是方是圆——在细节上强化或者通过对比细节的方式将注意力吸引到建筑上，都最终取决于设计师。