衛(wèi) 冕，許景峰

(重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院，山地城鎮(zhèn)建設(shè)與新技術(shù)教育部重點實驗室，重慶 400045)

引言

國畫作為中國傳統(tǒng)繪畫之一，深受中國人民的喜愛，也是國內(nèi)美術(shù)館展陳作品的重要組成部分。在國畫展陳時，適宜的照明環(huán)境對其藝術(shù)表現(xiàn)和鑒賞具有重要的影響。通過對重慶地區(qū)多家美術(shù)館的實際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，LED在展陳照明中的使用日漸廣泛[1，2]，且現(xiàn)代繪畫作品展陳時，其照明環(huán)境并未按照基于傳統(tǒng)光源的一些指標(biāo)和結(jié)論[3-6]進行布置。特別是針對大部分現(xiàn)代國畫作品，人們更加側(cè)重于對鑒賞效果的追求。

近年來也有較多學(xué)者對繪畫展陳光偏好進行了研究，這些研究表明不同類型的繪畫對照明環(huán)境有著不同的需求。然而前人的研究大多針對于西方繪畫，因此，本文擬從鑒賞的角度對國畫的展陳光環(huán)境偏好進行研究，從而為現(xiàn)代國畫在美術(shù)館的展陳照明設(shè)計提供參考依據(jù)。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1941年發(fā)表的Kruithof舒適度區(qū)域是照明領(lǐng)域最早的色溫和照度舒適度實驗結(jié)果，結(jié)論為低照度的低色溫光源和高照度的高色溫光源被認為是舒適的照明[7]。之后，Scuello得出在3 600 K下視看繪畫作品時清晰度和舒適度較高的結(jié)論[8，9]；Pinto[10]通過文藝復(fù)興時期油畫高光譜圖像的觀看實驗得出了優(yōu)選色溫為5 100 K的結(jié)論；Nascimento等[11]邀請七名觀察者評估11幅畫在不同色溫下(3 600～20 000 K)的愉悅度，得出屏幕優(yōu)選色溫為5 700 K，真實視看下的優(yōu)選色溫為5 500 K的結(jié)論；Balocco[12]讓觀察者對三種配置下的壁畫照明進行偏好選擇，還采用了眼動儀來考慮光源對圖案外觀的影響，得出4 049 K為多數(shù)人喜歡的色溫。國內(nèi)浙江大學(xué)團隊通過不同照明組合下對油畫和水粉視看效果的量表評分判斷照明偏好，得出觀察者喜好2 850 K×200 lx的組合以及4 000 K×800 lx的組合，并認為照度對視覺知覺的影響比CCT大。在后面的工作中他們進一步測試了CRI(Color Rendering Index)和Duv的影響，得出最高CRI和3 500 K CCT和-0.002Duv最受觀察者的喜愛[13，14]。Bellia等[15]在他們的實驗中考慮了照度、CCT和背景色三個方面，讓44名觀察者針對繪畫、環(huán)境氛圍和藝術(shù)品估價這幾個方面對兩幅畫進行評估，得出照度是影響所有評估特征的最重要變量。Feltrin等[16]在他們的實驗中研究了CCT、繪畫整體顏色含量和背景亮度的影響等因素對繪畫外觀和欣賞度的影響。結(jié)論分析得出照明CCT是影響繪畫偏好的主要因素，繪畫總體色相含量和背景亮度影響較小。Pelowski[17]在他的研究中表示，特定種類繪畫與特定照明條件進行組合可以增強審美體驗，繪畫本身之間的差異結(jié)果表現(xiàn)出評估效果的大小是照明效果的兩倍至六倍。

從上述研究可以看出，光環(huán)境偏好的主要影響因素是光源色溫和照度，且不同類型的繪畫所適合的陳展光環(huán)境存在較大的差異。然而，前人的實驗對象在風(fēng)格、設(shè)色、材質(zhì)以及受眾審美等方面均與國畫存在很大區(qū)別。而國內(nèi)外針對國畫視看效果與展陳光環(huán)境之間的相關(guān)研究較少，導(dǎo)致美術(shù)館在營造國畫展陳光環(huán)境時從展示效果的角度缺乏相應(yīng)的參考。

2 實驗方案

2.1 實驗準(zhǔn)備

實驗綜合考慮了材質(zhì)、設(shè)色、題材等因素，選擇了八幅不同類型的國畫作為實驗對象，所選畫幅如表1所示。為了減少光源類型、投光角度等因素對實驗的干擾，實驗選用了西頓瑪雅三款24 W可調(diào)焦距和光通量的白光LED軌道燈，并模擬美術(shù)館展陳照明投光角度進行安裝，如圖2所示。同時，為了減少畫幅大小對觀察者主觀實驗的影響，將畫幅統(tǒng)一控制在30 cm×58 cm～30 cm×61 cm之間。光源上采用了高CRI(Ra>90)的白光LED，由于在展示照明選擇中最?？紤]的兩個光源參數(shù)為照度與色溫，并被普遍認為在照明的主觀體驗和觀看者的喜好方面起著關(guān)鍵作用[18]，同時結(jié)合國畫自身的特性以及光輻射損害的影響，選擇了3 000 K、4 000 K、5 600 K這三種CCT以及50 lx、100 lx、150 lx、200 lx、300 lx這五種照度。通過KONIKA MINOLTA分光輻射照度計CL-500A記錄光源的CCT、照度、Duv、Ra以及xy值如表2所示，圖1為15種照明組合的光譜信息。

圖1 光源光譜信息Fig.1 Spectral power distributions of light sources used in the experiment

圖2 實驗設(shè)置和實驗視看現(xiàn)場Fig.2 The viewing geometry of observers and the experimental situation

表1 選作實驗對象的繪畫

表2 實驗中作為視看條件的15種光環(huán)境數(shù)據(jù)

2.2 心理物理實驗

本研究搭建模擬了美術(shù)館展陳環(huán)境，營造出15種不同的照明條件，在白色墻面背景下，設(shè)置了六盞不同色溫的LED光源同時照射實驗對象，并通過隨機變換畫幅位置以及光源照度實現(xiàn)所有組合的評價。

參與實驗的39名觀察者均為重慶大學(xué)在校研究生，所有觀察者都通過了色盲及色弱測試，具有正常的色覺。年齡分布為23歲～27歲，包含18名男性和21名女性；其中22位同學(xué)有繪畫經(jīng)驗，剩下17名同學(xué)沒有接受過任何藝術(shù)或繪畫方面的培訓(xùn)。

在實驗進行前，對每個觀察員隨機展示了不同情況的照明組合，構(gòu)成個人對不同照明條件的主觀認識。采用觀察者口頭打分，實驗人員記錄的方式，并要求參與實驗的人員穿深色衣服防止實驗干擾。

我們結(jié)合前人的實驗選詞選取了對比度低/對比度高、昏暗/明亮、人工/自然、不舒適/舒適等10組與繪畫觀感相關(guān)的形容詞供觀察者進行評價，同時對不同組合下的整體偏好進行打分。每人在15組隨機不同的光照環(huán)境下對8幅不同的國畫進行10個形容詞和整體偏好的評價，每場實驗分三次完成，每人提供1229個主觀評價數(shù)據(jù)，實驗共收集了47931個主觀評價數(shù)據(jù)。

3 實驗結(jié)果與討論

3.1 不同影響因素下的差異分析

通過對主觀打分進行單因素方差分析可以得出表3的結(jié)果，從而基于顯著性P值來判斷是否主觀打分具有顯著差異：當(dāng)P值小于0.010時，評價具有顯著差異性，而P值大于0.050時，說明評價不存在顯著差異?？梢钥闯?，大多數(shù)形容詞打分和整體偏好的顯著性P值均小于0.010，顯著性明顯，說明色溫、照度以及國畫的設(shè)色、材質(zhì)均對觀察者的主觀評價存在較大的影響。而形容詞中的自然度與國畫的設(shè)色之間，以及色溫×照度下的濕潤感和自然度的P值介于0.010～0.050之間，說明兩者之間存在影響，但并不十分顯著。

獨立樣本T檢驗的分析結(jié)果如表4所示，可以看出不同性別情況和是否擁有繪畫經(jīng)驗并沒有對主觀評價產(chǎn)生較大的影響。

表4 不同性別和專業(yè)的獨立樣本T檢驗結(jié)果

3.2 影響因素對觀察者整體評價的影響

3.2.1 色溫和照度對整體偏好的影響

為了方便處理和分析，將整體偏好的-2～2的分值轉(zhuǎn)換為1～5之間。圖3為不同色溫的光源在五種照度情況下的整體偏好評價均值。由圖可以看出大多數(shù)照度情況下，5 600 K色溫的光源得分最高，說明觀察者在高色溫的情況下對國畫觀賞的整體偏好度較高，而3 000 K的色溫下觀察者們大多給出了較低的整體偏好評分，4 000 K的中性光源下整體偏好隨照度增加而上升，但在200 lx時波動較大?？偟膩碚f，在50～150 lx的照度之間，三種不同色溫情況下的整體偏好均呈現(xiàn)上升趨勢；在200 lx時，4 000 K和5 600 K的光源呈現(xiàn)偏好下降的趨勢；而300 lx時較150 lx時的整體偏好而言也并沒有明顯的上升。

圖3 不同色溫在五種照度情況下的偏好評價Fig.3 Evaluation of different color temperatures under five illumination conditions

3.2.2 國畫材質(zhì)及設(shè)色對整體偏好的影響

圖4為不同的國畫材質(zhì)及設(shè)色在15種光源組合下的整體偏好評分，可以看出，材質(zhì)在不同組合下的評分差異比設(shè)色要大。紙本偏好的照明組合多集中在5 600 K色溫的情況下；而絹本在低照度的情況下偏好3 000 K的較低色溫，在照度逐漸提高的情況下這個趨勢變得不那么明顯。黑白畫作和設(shè)色畫作趨勢整體較為一致，均在色溫較高的情況下整體評分更高。

圖4 不同國畫材質(zhì)及設(shè)色在十五種光源組合下的評分Fig.4 Ratings of different Chinese painting materials and colors under fifteen light source combinations

由于組合照明的結(jié)果反映出國畫材質(zhì)和設(shè)色與光源色溫、照度之間似乎存在更明顯的關(guān)系，我們對主觀實驗數(shù)據(jù)進行了進一步的探究。從圖5(a)和(b)可以看出，水墨黑白的國畫與彩色國畫在不同照度和色溫下的整體趨勢大致相同，設(shè)色畫的整體評分普遍比水墨畫要高。水墨畫在3 000 K、4 000 K時打分較低，在5 600 K時喜好度上升較大；照度在50～150 lx時整體偏好評分逐步上升，在200 lx時呈現(xiàn)下降的趨勢，在300 lx時整體偏好再次上升。由圖5(c)和圖5(d)可以看出國畫材質(zhì)對整體偏好的影響，紙本國畫整體偏好隨著色溫的增加而上升，絹本國畫則呈現(xiàn)在3 000 K和5 600 K時整體偏好度均較高，僅在中性色溫下評分較低；照度呈現(xiàn)與先前結(jié)論一致的趨勢，在50～300 lx之間整體偏好上升，但在200 lx時產(chǎn)生了較大的波動。

3.3 形容詞評價及主成分分析

圖6為各項形容詞打分均值堆積和整體偏好折線的組合圖。圖中可知，整體偏好均在高色溫時評分較高，在5 600 K×150 lx、5 600 K×200 lx和5 600 K×300 lx這三個組合下得分較高，這與對比度、明亮度、舒適度、清晰度、鮮艷度、色彩辨別度的偏好得分一致，它們都在這三個照明組合下呈現(xiàn)較好的主觀得分。而古典感、濕潤感、溫暖感和自然度則在低色溫下有著較高的評價，前三者的最高得分組合均為3 000 K×150 lx，自然度的最高得分組合為3 000 K×300 lx。

圖6 十五種光源組合下形容詞和整體偏好的評分Fig.6 Scores of adjectives and overall preferences under fifteen light source combinations

我們?yōu)榱嗣鞔_照明條件與形容詞喜好之間的關(guān)系，通過主成分分析和正交旋轉(zhuǎn)進行因子分析來對知覺形容詞進行降維，主成分分析在旋轉(zhuǎn)空間中繪制的組件如圖7所示。表5顯示了通過主成分分析得出的兩個主要因子：“可見性”有40.9%的方差貢獻率(包括舒適度、清晰度、明亮度、鮮艷度、色彩辨別能力、對比度)，“質(zhì)感”維度的方差貢獻率為20.4%(包括古典感、自然度、溫暖度、濕潤度)。

圖7 通過主成分分析在旋轉(zhuǎn)空間中繪制的組件Fig.7 Components drawn in rotated space by principal component analysis

表5 主成分分析的旋轉(zhuǎn)分量矩陣結(jié)果

針對兩大主成分的貢獻因子進行分類，發(fā)現(xiàn)“可見性”和“質(zhì)感”兩個因子與色溫和照度似乎存在關(guān)系。為了方便處理和分析，將整體偏好的-3～3的分值轉(zhuǎn)換為1～7之間。由圖8可以看出，當(dāng)色溫增加時，因子1“可見性”所包含的形容詞評分呈上升趨勢，因子2“質(zhì)感”所包含的形容詞評分呈下降趨勢；當(dāng)照度增加時因子1“可見性”所包含的形容詞評分呈上升趨勢，因子2“質(zhì)感”所包含的形容詞評分呈現(xiàn)較為一致的波動趨勢?？偟亩裕珳睾驼斩鹊脑龈呖梢赃_到使可見性提高的作用，而質(zhì)感與照度沒有直接關(guān)系，只受色溫的影響，色溫越低質(zhì)感評分越高。

圖8 光源色溫和照度對不同形容詞打分的影響Fig.8 Effects of light source color temperature and illuminance on scoring of different adjectives

4 小結(jié)

論文通過模擬美術(shù)館內(nèi)國畫作品展陳的空間，對不同色溫及照度光環(huán)境下的國畫展品進行心理物理實驗，旨在研究人們對不同類型國畫(設(shè)色及材質(zhì))展品照明的光環(huán)境偏好。

結(jié)果表明，不同于前人對于西方繪畫的研究結(jié)果，相對于3 000 K、4 000 K的光源來說，國畫展陳更適合高色溫的5 600 K光源，照度在50～150之間主觀評價隨著照度增加而增加，在150 lx之后呈現(xiàn)波動的趨勢。同時，不同的國畫設(shè)色對主觀評價趨勢沒有很大的影響，但國畫的載體在不同色溫情況下則顯示出較大的不同：紙本繪畫更偏好高色溫光源，而絹本則在3 000 K和5 600 K時均得到較高的評價。國畫視看時“可見性”與“質(zhì)感”是影響人們感知的主要因素，可見性隨著照度和色溫的提高而加強；質(zhì)感則在低色溫時評分較高，與照度關(guān)系不明顯。

在不考慮光致?lián)p害的前提下，我們認為除去絹本國畫同樣適合低色溫光源的情況，普遍來說高色溫的光照條件更適合人們欣賞國畫；而在較低的照度水平下，100～150 lx時人們的主觀評價較50 lx時上升明顯，適當(dāng)提高照度可以達到提高國畫視看效果的作用。對需要考慮光致?lián)p害的國畫名作，其畫作展陳的光環(huán)境偏好還有待進一步研究。