研究笔记：沉浸式展览的空间设计

这份笔记整理最近对沉浸式展览空间设计的观察，起因是准备一个以投影为主的毕业展方案。内容包括两处有代表性的场馆、空间尺度与动线、投影映射和声音的问题、扩展现实头显与大空间投影两条路线的比较，以及一个新的前期方法：用 3D 高斯泼溅扫描场地、预览观众视角。多数内容是观察和待验证的判断，不是结论。

沉浸式体验和传统展陈最根本的区别，是观众站的位置。传统展陈里，作品挂在墙上或放在展台上，观众站在作品对面，二者之间有清楚的边界和观看距离。沉浸式展览把影像铺满墙面、地面甚至屋顶，观众站在作品“里面”，身体会挡住光、投下影子，自己也成了画面的一部分。设计的对象因此从“一件作品”变成了“一个空间加一段时间”。

第一个案例是巴黎的 Atelier des Lumières。它由 Culturespaces 创建和运营，2018 年 4 月 13 日在巴黎第 11 区开放，场地是一座 19 世纪铸造厂的旧址。按官方旅游网站的介绍，馆内用约 140 台投影机覆盖 3,300 平方米的表面，墙高可达 10 米，配有空间化的声音系统。开馆首季以克林姆特和维也纳画派为主题，名画被拆解成动态影像，在大厅里放映。

第二个案例是东京的 teamLab Borderless。它 2018 年 6 月 21 日在台场开馆，台场馆 2022 年闭馆，2024 年 2 月 9 日迁到麻布台之丘重新开放。它的说法是“没有地图的美术馆”：馆内没有固定路线，作品会离开原来的房间，移动到别的空间，与其他作品交融。同一个房间在不同时间去看，内容可能不同。

两处都是用投影把观众包围起来，空间组织却很不一样。Atelier des Lumières 是一个大厅加一套节目，所有人同时看到同一段内容，更接近“放映”；teamLab Borderless 是许多房间连成的迷宫，观众自己找路，每个人的经历都不同，更接近“漫游”。前者容易控制节奏和人流，后者更依赖空间本身的吸引力。毕业展的场地通常只有一个房间，前一种更现实。

空间尺度首先决定投影机能装在哪里。层高越高，投影机可以装得越高，观众挡住光线的机会越少；层高不够时，观众的影子会落在墙面画面的中下部，正好是视线最集中的位置。短焦投影机可以贴近墙面安装，减少遮挡。面积决定同时能容纳多少人，人多以后，每个人能完整看到的画面就少了。

动线方面，比较稳妥的结构是入口、过渡、主空间、出口。过渡区通常是一段暗廊，让眼睛从室外的亮度适应投影空间的暗环境，也让观众把交谈的音量放低。主空间要考虑观众站在哪里看效果最好，以及在哪里可以坐下来。单向动线便于控制人流，自由动线体验更好，但高峰时容易在入口附近堵住。

投影覆盖面越多，包围感越强，但设备数量和内容制作量也成倍增加。只投三面墙时，观众背后那面墙会成为“出口”，注意力容易散掉；加上地面以后，包围感明显增强，但地面画面会被观众的身体遮挡，也会被踩在脚下。观看距离同样要算：离墙太近，像素和拼缝就会露出来，所以靠墙一侧最好留出不让人贴近的缓冲区。

如果投影面不是平整的墙，而是柱子、拱顶或布展搭出的折面，就需要投影映射。常见做法是先得到投影面的三维模型或关键点位，在软件里放一台虚拟投影机，调整它的位置和镜头参数，直到渲染出的模型和实物重合，再把影像贴到模型表面。校准结果对投影机的位置非常敏感，安装后哪怕被碰动一点都要重新对位，所以吊装是否稳固直接影响维护成本。

多台投影机拼成一整面画面时，要做边缘融合。相邻两台投影机的画面重叠一部分，在重叠区里一台逐渐变暗、另一台逐渐变亮，两者相加保持亮度均匀，接缝就看不出来。调试时除了亮度，还要处理两台机器的几何偏差和色彩差异。投影机打不出纯黑，重叠区的暗部会比别处更亮，内容以深色为主时尤其明显，需要在现场用全黑画面检查。

声音往往比画面更能决定“在里面”的感觉：画面只在观众前方，声音却从四周包过来。Atelier des Lumières 用的就是空间化声音系统，让声音有了方位。设计时要注意三件事：大空间的混响会让声音变得浑浊；相邻展区的声音会互相串扰；背景声的音量要给观众交谈留出余地。声音还可以做动线提示，用远处的声音把人引向下一个空间。

实现沉浸感有两条路线。一条是扩展现实头显：观众戴上设备，视野被虚拟空间完全替换，虚拟空间可以无限大，也能做到一人一个视角。另一条是大空间投影：观众不戴任何设备，影像铺在真实的墙面和地面上。两者差别最大的地方是“谁和谁在一起”：戴头显的观众之间互相看不见，投影空间里的观众能看到彼此，可以指着画面交谈。

从展览运营看，头显路线的限制在于同时体验的人数等于设备数量，每次都要佩戴、调整和清洁，有的观众会晕；好处是对场地要求低，一个小房间也能做出很大的空间感。投影路线能让很多人同时进入，社交性强，但场地多大，画面就多大，投影机和场地是持续的成本。两者也可能混合，比如在投影空间里用手机或平板叠加增强现实的一层，这一点我还没有系统地找过案例。

布展前的一个难题是：场地真正搭好之前，很难知道观众站在某个位置会看到什么。平面图看不出遮挡，照片又只有拍摄者那一个角度。最近在试的办法是 3D 高斯泼溅。这个方法由 Bernhard Kerbl、Georgios Kopanas、Thomas Leimkühler 和 George Drettakis 提出，2023 年发表于 SIGGRAPH，作者来自法国 Inria、蔚蓝海岸大学和德国马克斯·普朗克信息学研究所。

它的输入是从多个角度拍下的照片或一段视频。软件先估计每张照片的相机位置，得到一批稀疏的点，再把场景表示成大量带颜色和透明度的三维高斯，可以想象成一团团模糊的椭球，反复优化，直到从各个拍摄角度渲染出的画面和照片一致。训练完成后，它能在 1080p 分辨率下实时渲染出没有拍过的新视角，这正是预览观众视角需要的能力。

设想的做法是：拿到展厅后，先用手机或相机绕场拍一遍，训练成高斯泼溅模型，再在电脑上按观众的眼睛高度在里面“走”一遍，看从入口能看到哪几面墙、柱子挡住了哪里、坐下时视线落在什么高度、哪面墙适合做主画面。现在已有手机应用和桌面软件能完成从拍摄到训练的流程，也有社区开发的插件能把结果导入实时引擎，和投影内容的草稿放在一起看。

这个方法目前只能当作“看观感、看遮挡”的工具，有几处限制待验证。第一，模型记录的是拍摄时的光照，原始方法不能直接改换灯光，而布展时的照明和开展后投影机亮起时完全不同。第二，空展厅里大面积的白墙和单色地面缺少纹理，重建时可能出现漂浮的噪点或模糊。第三，它不是精确的测量模型，尺寸仍要以激光测距和图纸为准。

待验证的问题：1. 用手机拍出的展厅模型，按观众视角预览的结果和真实现场差多少？2. 能否在高斯泼溅场景里叠加投影内容的粗略预览，而不只是看空场？3. 大面积白墙的展厅，需要怎样的拍摄方法才能重建干净？4. 投影路线和头显路线在同一个空间里混合，值不值得做？5. 观众的停留时间和空间里的人数密度是什么关系，怎样在展期里记录？