浅析传统建筑的城市文化夜景表达——以常州天宁宝塔基础照明及光影秀为例

刘东岳

(同方股份有限公司，北京 100083)

引言

近年来，中国已成为全球最大的景观照明市场。城市光影秀正在深刻改变城市空间，成为美化城市景观、打造城市品牌、延伸城市文化传播的重要发展战略。对于旅游市场，光影秀作为打破淡旺季、放缓旅游节奏、延长旅游时间、激活夜游经济的一大利器，因其较低的运维成本、新奇的展现互动形式而具有较高的适用性，进而越发受到旅游目的地的青睐。

随着我国城市夜景照明和旅游业的发展，中国传统建筑作为城市重要的历史文化载体和旅游场所，其夜间的景观价值和商业价值日益受到重视，中国传统建筑夜景照明也是城市建筑与景观照明发展的一个重要方向。

纵观中国传统建筑照明优秀案例，在具有深厚佛教文化底蕴的寺院及佛塔之上进行适度的基础照明及光影秀设计和建设、并取得积极效果的案例较少，谨以此案例作为传统建筑照明及光影秀的研究探索。

1 项目背景

常州，别称龙城，一座有着3200多年历史的文化古城，古城因城垣形状而有“地有龙形，故曰龙城”之说。天宁风景名胜区内，千年古刹天宁禅寺，世界最高佛塔天宁宝塔，静静俯瞰着这座城市(图1)。虔诚、清净、庄严、悠远的梵呗声自寺庙内缓缓传来，作为世界最高佛塔，天宁宝塔高度153.79 m。袭唐宋建筑的风格：华贵而不繁复，简洁亦显大气，虽无雕梁画栋之美，却有古色古香之韵，透出一股庄严之气。宝塔位于天宁禅寺中轴线的最北端，是寺院内的核心建筑，是城市、更是人们心中的文化地标。

图1 天宁宝塔白景图Fig.1 White scenery of Tianning Pagoda

随着文旅夜经济的兴起，夜景照明的时代需求从追求“亮起来”，逐步变为更注重满足人的夜间活动需求、文化特质和照明品质，2021年春节之际，享有“中华第一佛塔”美誉的常州天宁宝塔之“光耀龙城”大型宝塔光影秀与广大常州市民和游客见面，让天宁宝塔焕发出时代的生机，成功地运用科技创新、艺术设计助燃传统文化复兴，打造常州文化地标。

2 项目概况

常州天宁宝塔位于常州天宁禅寺内，天宁禅寺始建于唐朝贞观、永徽8年间，距今已有一千三百五十多年的历史，是中国重点保护寺院之一，与镇江金山寺、扬州高旻寺、宁波天童寺并称为中国禅宗四大丛林。常州天宁宝塔始建于2002年，承载1 000吨铜饰，塔高153.79 m，采用举世无双的铜雕艺术，是世界第一高佛塔，也是一座“盛世之塔、文化之塔、传世之塔”。

经过对天宁宝塔的详细现场调研、亮度测量和资料整理，主要存在以下问题，也是本文研究的主要问题。

2.1 作为核心建筑，地标形象缺失

宝塔周边没有大体量的构筑物与其抢镜，在多视角(红梅公园、延陵路、罗汉路、武青北路、听松楼等视点)都形成地标建筑的视觉效果，是城市的展示窗口。但由于设计施工年久，现场设备老旧，传统的金卤灯结合点光源的照明方式，经过长时间运行，造成光衰明显、暗区杂斑随处可见、对比强烈等现状问题。项目组使用成像亮度设备(面亮度计)对天宁宝塔原有亮度指标进行测量显示(图2)：塔冠亮度最高为66.48 cd/m2，最低为28.68 cd/m2；塔身亮度最高为11.38 cd/m2，最低为6.408 cd/m2。原有亮度值较低，无法体现地标价值。天宁宝塔与周边环境的亮度完全脱节，地标作用缺失。

如何进行照明提升，在夜间塑造地标形象，包括在效果、安全、能耗等方面综合提升，成为我们需要解决的主要问题。

2.2 文化底蕴深厚，但夜间表达不足

从建筑结构的文化表达来说，天宁宝塔在外形上采用了唐宋古塔的风格，八角飞檐，整体形态端庄，简洁粗犷，气势宏大。竖向造型可分为三段式：塔冠、塔身、基座。原有宝塔夜景缺乏对建筑层次解读呼应，底部基座夜晚形象缺失。此外，在塔前主广场观看塔身效果，每层塔檐底部是主要展示界面，但原有夜景照明并未体现此处结构。用夜景照明手法对宝塔独特的文化造型进行解读这一方面，有很大提升空间。

另一方面，作为中华第一佛塔，天宁宝塔的文化底蕴深厚，其蕴含的文化价值极高。而作为城市核心旅游景区，原有夜景已无法满足日益增长的旅游需求和市民夜间文化生活需求。如何通过丰富的光影科技手段为宝塔进行科技文化赋能，以文化传播与创新视觉促进文旅夜游，也是本文研究的主要问题。

2.3 存在安全隐患，原有能耗较大

原有照明灯具设计施工年久，存在一定的安全隐患。例如安装于每层屋檐之上的莲花灯，原有安装方式为平底安装于弧形筒瓦之上，结构契合度不高，且没有加装防坠链等保险手段，如今存在个别莲花灯坠落现象，造成安全隐患，导致宝塔一层必须进行围挡防护，游客无法近距离观塔。在照明的设计实施过程中，所有灯具都要考虑在施工工艺和工序上做到以保护建筑本体和消除安全隐患为前提，进而实现效果。

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原有灯具大多为金卤灯，能耗较大，也亟待以LED灯具进行替代，从而实现节能降耗。

3 设计思路与特色

在尊重文化性、安全性、创新性、经济性和可持续性原则的前提下，针对常州天宁宝塔夜景照明存在的问题，从建筑特质和文化属性出发，围绕以下设计思路，也成为整个设计的创新特色。

3.1 多种照明模式提升照明效果

在研究设计之初，考虑到建筑的特殊地位和重要意义，项目组在常州当地进行了访谈调研，对寺庙僧人、相关工作人员、市民、游客等不同人群进行访谈，以呈现民众喜好的照明效果。在光色、动态、亮度对比度等多种指标上，人们给出了诸多合理化建议，例如寺庙僧人提出佛教建筑不宜使用大面积红色，市民希望宝塔在周末适当延长亮灯时间等。在调试过程中，项目组调配了RGB数值不同的金色进行僧人和民众的现场访谈，最终选取了满意度最高的金色作为基础照明光色。

提升后的灯光艺术在夜间赋予宝塔以生命力，传达出宝塔自有的建筑语言和文化神韵，助燃传统文化复兴。本次提升以平日、周末、节假日、节能四种模式，体现建筑于不同场景下的艺术色彩与文化内涵，更是满足人们在不同时段的夜间观赏体验需求(图3)。本次基础照明效果提升主要有如下几个方面：

图3 天宁宝塔平日基础模式夜景提升前后对比Fig.3 Comparison of Tianning Pagoda’s basic day mode night view before and after Improvement

(1)改善原有光色。提升后的基础照明效果改善了原有光色，原有照明效果光衰明显，提升改善为整体金色，更加凸显宝塔的传统气韵。平日基础模式下的天宁宝塔披上一袭金裟，熠熠生辉，金光漫漫，令人心生敬畏。雄伟的金色宝顶在城市多方位都可见，形成城市夜间形象引领。

(2)为汉白玉塔林补充照明。基础模式下，为汉白玉基座补充了暖白光色的照明效果。光色的应用仿佛为塔林染上一抹皎洁的月光，用灯光还原塔林的纯净无瑕，也使得宝塔的整体气势更加完整。

(3)改善亮度与对比度。改善亮度与对比度，使得宝塔整体建筑层次更加和谐，塔身、檐口、斗拱等建筑构造在夜间效果更加完整、细节层次明晰、对比和谐，避免过多暗区导致对比过于强烈。改善后的宝塔廊道与层间舒适的亮度层次关系塑造光影的对比，自然带给人们立体的视觉感受。

(5)节假日模式定制主题表演。在节假日模式时，宝塔呈现更为丰富的表演(图4)。在重要节日、重大庆典活动中，更可以应需定制主题光影表演，运用多个子项的丰富手法，结合科技与艺术，在塔身动情描绘佛手拈花、红梅盛开、茅山明月等多个常州标志图景，唤起人们的情感共鸣和心灵归属。同时，塔身的光束配合音乐节奏，在地面投射抽象纹样，充分营造场地内近人尺度下的沉浸体验。

图4 天宁宝塔夜景设计多种模式Fig.4 Multiple modes of night scene design for Tianning Pagoda

3.2 多样文化展示增加夜游内涵

光影秀的创新应用作为传统建筑保护发展的践行者，当前已在国内外得到广泛的关注和认可。本次《光耀龙城》天宁宝塔光影秀，传承传统文化，赋予时代精神，结合科技与艺术的力量，将天宁宝塔古老庄严禅意的气质融入新奇斑斓的光影秀之中，碰撞出一种跨时代的时尚美感，向市民和游客展示传统文化的博大精深和当代科技的创新发展。

光影秀从倒计时开始，分为引子：“金牛踏福”，“云水禅心”、“最美常州”、“跨越未来”、“龙城天宁”四个篇章，以及最后的谢幕“教我如何不想她”六个部分，音乐创作由名曲改编，一气呵成。其中，在“云水禅心”篇章，用光影描绘了佛教文化的自然灵境，将禅远的心思寄托于山水之间。运用了《西溪探梅》的音乐，祥云散去，佛手拈花，将天宁宝塔的佛教文化用光影诠释表达，带给人们全新的视听体验(图5)。

图5 天宁宝塔光影秀效果Fig.5 Tianning Pagoda light and shadow show effect

在“最美常州”篇章，讲述了常州的历史人文和风土人情。配乐采用了常州人耳熟能详的本土原创歌曲《常州》，激光伴随音乐在塔身动情描绘红梅盛开、茅山明月、袅袅炊烟、鱼戏荷塘等多个常州标志图景，唤起人们的情感共鸣和心灵归属。同时，塔身的光束配合音乐节奏，在地面投射抽象纹样，充分营造场地内近人尺度下的沉浸体验。而在“跨越未来”篇章，动感的音乐结合活力的画面，将现代都市的活力与发展尽情展现，通过时尚的节奏唤醒年轻人蓬勃的热情。在第四篇章“龙城天宁”中，表达了如今的美好生活，随着柔美动情的音乐，带给人情绪上的抚慰和感情上的共鸣，与最后收尾谢幕“常州教我如何不想她”的文字相辅相成，进一步将常州的旅游宣传语广泛传播。

常州市作为历经3200多年历史的江南名城，文化底蕴深厚，光影秀面世之后，首先形成了文化旅游爆点，吸引了区域内游客前来游赏，并且配合寺庙内的夜间活动形成了文化品牌，带动区域夜间经济发展，助力了传统文化、佛教文化的广泛传播，省佛教协会等佛教团体在天宁宝塔组织佛教文化交流活动，并提出了佛教主题光影秀的编排需求；其次以点带面，带动了市委市政府深度开发“塔寺院市”整体片区的文旅驻留消费，以塔为中心景点，带动周边文旅资源，整体提升建设吃住行游购娱一体化的文旅片区。通过光影秀融合传统文化，还原历史、展现美景、传播文化，让天宁宝塔的夜间形象成为永恒的精神和文化地标，对中华传统文化复兴具有积极的意义(图6)。

图6 天宁宝塔照明工程相关报道摘取Fig.6 Extract of relevant reports on the lighting project of Tianning Pagoda

3.3 多项技术创新助力成果展现

(1)光影演绎技术创新。目前实现光影秀的视觉画面和故事演绎，通常需要大量的投影设备来完成，其造价较高、能耗较大、设备体量较大；或者在建筑物表面铺设点光源形成媒体立面，却通常不适合传统建筑。

而本项目创新使用投光灯、洗墙灯等常规灯具作为建筑光影秀表演的主角之一，在宝塔的画布上晕染丰富的色彩和纹样，以两台激光作为画笔，展示丰富又具有艺术美感的画面文字。值得一提的是，本项目创新运用了全景投影(轨道镜)技术，投影具象图案呈现画龙点睛的效果，塑造了丰富的画面层次，再配合其他子项，打造出多方位立体沉浸式文旅演绎。全景投影系统相较于普通的投影系统，在投入相对较小的前提下保证故事和画面的灵活性，通过技术创新实现艺术效果创新。

轨道镜技术创新，最低成本为故事提供点睛之笔。本项目创新地首次在国内的大型光影秀中运用了全景投影(轨道镜)技术(图7)。当前世界及全国文旅夜游行业中，对地标建筑的整体投影Mapping秀逐渐流行起来。其特点是有着细腻的表现力和丰富的画面呈现。但在此项目中，投影Mapping的手法存在一定局限性，第一，本项目载体是世界第一高佛塔，投影Mapping光影秀需要多台高流明工程投影机进行投影的搭建与融合，其硬件以及实施成本较高；第二，整体Mapping的内容必然是高分辨率高定制化的片源，其制作成本较高且须经常更新；第三，天宁禅寺为文保单位，多台高流明投影机的体积较大。出于对文物的保护以及对佛门净地的尊重，综合考虑上述因素，本项目在基础照明灯光的基础上，融合激光、光束、雾森、音响，并创新性的融入了全景投影(轨道镜)技术，技术创新助推文化传播。

图7 天宁宝塔轨道镜投影技术Fig.7 Tianning Pagoda orbital mirror projection technology

全景投影是一门结合了AI人工智能、光学测量以及光学呈现的世界领先的数字媒体呈现技术。其基本原理为通过使用结构光对建筑物进行三维立体扫描，再通过超高精度镜面控制来将投影机本应呈现于固定位置的画面投射于水平270°至竖直120°空间中的任意位置。其技术的难点在于通过镜面折射以及投影在不规则物体上的投影画面一般都会产生不同程度的畸变。但在结合了结构光三维扫描以及高精度镜面控制技术，便可以准确地计算出被投射点与投影机之间的三维相对位置，最后再辅以AI算法实现80%自动化智能调节。正是基于此技术，仅仅使用一台高流明投影机以及一到两名专业调试人员就可以实现对整个宝塔的分时投影覆盖。并且，由于此技术具有投影画面可灵活移位的先天优势，同一时刻其只需在宝塔之上画龙点睛，此特性可以使投影机的光汇聚于相对比较小的一块区域，因此其投射出的画面亮度有很大提升。运用全景投影(轨道镜)的创新技术，既节约了经济成本，又在视觉效果上画龙点睛，实现多方位立体沉浸式的文旅光影盛宴。

智控技术创新，保障实时编辑和城市智慧照明。在整个项目中，天宁宝塔光影秀总控采用全媒体控制服务器，可任意编辑时间线和定时定点播放节目(图8)。同时控制8个子项单位，每个子项单位精确到1帧/秒，时间轴中任意调整不同节目顺序，用以满足不同模式下的光影秀表演内容。天宁宝塔光影秀做到一键式启动，无人值守运营，大大降低了运营成本及培训成本。服务器具备了UV-based和时间轨(含无限制时间轨设定功能)双同步播放控制功能，主/子机(master/slave)同步自主网络协议，并且支持虚拟网络采集输入：DirectX，Spout，NDI；总控讯号和系统整合：MIDI/OSC/音频/LTC，MTCTimecode时间码/DMX&Artnet，Kinesys等强大功能。为保障天宁宝塔光影秀表演，做到了全媒体控制的强大支撑。

图8 全媒体控制服务器主要功能分析图Fig.8 Analysis of the main functions of the full media control server

同时，控制系统能够集成到常州城市照明管理平台内，一键式启动，降低人员运营成本。自动根据天气、环境照度等开启，开灯的时间和亮度与整个城市的环境照明包括路灯、景观照明、建筑照明等自动同步，切实实现城市照明智慧控制(图9)。

图9 集成控制功能分析图Fig.9 Integrated control function analysis diagram

(2)产品研发创新。产品创新方面，针对原有莲花灯结构契合度不高造成安全隐患的情况，在效果提升的同时，本次提升对莲花灯进行了多次实验研发，灯座基础螺栓嵌入原有安装孔，并加固皆采用防坠落措施，为广大市民近距离观塔增添一分安全保障(图10)。

图10 天宁宝塔定制莲花点光源实施节点Fig.10 Implementation node ofcustomized lotus point light source for Tianning Pagoda

本项目采用的定制莲花点光源，选用莲花含苞待放的形态作为定制点光源的外形，兼顾美观和功能性(图11)。定制莲花点光源采用围挡结构、特殊卡口、三点爪式固定、防坠绳、开口销和螺母固定等多重特殊固定和防坠设计，保证点光源可以经受住来自各个方向的冲击力，长久不松动、不掉落。另外，针对寺院住持提出的进一步细节需求：避免冬季冰凌融化跌落砸坏下一层莲花灯，研发人员对莲花灯进行了防冲击、防撞等级的材料处理(IK07)，并进行了多次抗冲击实验；除此之外，还采用了为江南雨季考虑的防水防尘设计等，最大程度保证定制莲花点光源的质量与安全性能。

图11 天宁宝塔定制莲花点光源研发结构Fig.11 Research and development structure of customized lotus point light source for Tianning Pagoda

对灯具之外的其他照明设备，根据项目地情况积极推动实现产品创新，如配电箱箱体材质采用玻璃纤维加强聚碳酸酯的材质(图12)。这是一种综合性能优越的工程塑料，该材料有全绝缘、室外防护等级IP65，箱体室外使用寿命达20～25年。抗撞击等级IK08，不含卤素、硅素等重金属，阻燃自熄，箱体可模块化拼接，具有优异的冲击韧性、尺寸稳定性、电气绝缘性、耐蠕变性、耐候性、透明性和无毒性等优点[1]。

图12 天宁宝塔夜景实施配电柜照片及详图Fig.12 Photos and detailed drawings of the distribution cabinet for the night view implementation of Tianning Pagoda

(3)施工工艺严谨，保护建筑本体。灯具安装方面，所有的灯具和设备都在现场进行外观的对照实验和样板段实验，对照明效果、安装外观、安全等方面进行全方位保障(图13、图14)。对每一款灯具、线槽、灯槽、配电箱等设备在现场依次进行色卡比对，精心对颜色进行还原和搭配，表达对建筑的保护和尊重。根据安装面的材质纹理，对每一款灯具、板材的表面喷砂度和凹凸度进行现场遴选，保证表面纹理都尽可能与建筑匹配。

图13 首层浮雕墙洗墙灯安装节点大样图及现场照片Fig.13 Detailed drawing and on-site photos of the installation nodes of the first floor relief wall washing lamp

图14 光束灯安装节点大样图Fig.14 Detailed drawing of beam lamp installation nodes

在设计和实施过程中，在不打钉的前提下，充分利用建筑原有构造和原灯位定制卡件等结构件，集约化处理多组照明设备的隐藏，避免对建筑造成破坏。

在灯具的选取上严格控制灯具体积，天宁宝塔作为常州市文化地标，为防止夜景照明对建筑本身产生破坏，项目中对每一样灯具都有严格的尺寸要求，力保亮度、功率、尺寸之间的平衡。同时注重载体保护，做好灯具隐藏。为保证灯具安装不对建筑结构及白天效果产生影响，项目中在保障灯具颜色与建筑立面一致的同时，对灯槽和线槽精细化处理，在近人尺度下保证塔林和塔身美观。

现场施工过程中，考虑到建筑的特殊性。因地制宜，蜘蛛人采用下滑板方式施工，为不破坏宝塔外观，绑扎围绕宝塔核心结构作为整个固定点，保险绳和作业绳固定在宝塔顶部和十层，钢丝与建筑表面用毡布保护，能有效避免大绳晃动造成建筑外观磨损，并安排两名专职安全员值守，一人值守绑扎点，一人在下方值守。

3.4 多重保障措施贯彻安全节能

本工程根据照明场所的功能、性质、环境区域亮度、表面装饰材料及所在城市规模等，确定亮度标准值；并设定多种控制模式：平时模式、节日模式、节能模式等，进入深夜22点至24点时段，宝塔将开启节能模式，仅保留50%亮度的塔冠照明，节能环保且不失灯光在区域的引领地位。

表1和表2描述了提升前后能耗测算。从照明光源上来看，经改造后的照明设施全部采用LED节能产品，选用功率因数不小于0.9的灯具，并严格控制灯具表面温度不超过70 ℃，同时通过智能控制系统科学的运行，在扩大了原有照明范围的前提下，实际运行的能耗相比项目改造提升前(原金卤灯照明)，年综合节电率达51.4%，实现了景观照明提升与节能降耗的双目标。

表1 提升前能耗测算

表2 提升后能耗测算

4 结论

在本次设计实施中，结合建筑自身的结构特点和文化属性，通过多种照明模式提升照明效果，多样文化展示增加夜游内涵，多项技术创新助力成果展现，用科技和艺术为传统建筑文化赋能；与此同时，中国传统建筑照明已经进入一个崭新的时代，在追求更好的夜景效果及日间风貌完整的前提下，兼顾节能要求成为必然[2]。在传统建筑的照明设计实施全过程中，要全面贯彻节能环保理念，践行节能降耗的设计准则。

建筑景观照明与文旅夜游可打造城市夜景品牌、文化IP，提升城市夜晚观光旅游的吸引力、促进旅游业的发展、吸引人们消费、拉动城市综合经济效益的提高、改善经济结构状况，具有经济上的巨大价值[3]。在常州市政府大力坚持“夜复兴”，点靓“塔寺园”片区，打响“龙城夜未央”夜间经济品牌的指引下，本次天宁宝塔基础照明提升和光影秀工程，主要体现效果、节能、安全三大特点。改造后的天宁宝塔景观照明设施更加安全、更加耐候，为广大市民近距离观塔增添一分安全保障，传达出宝塔自有的建筑语言和文化神韵，用实践呈现了传统建筑的文化表达促进旅游驻留。

项目自亮相以来，得到央广网、《人民日报》、“学习强国”等各大媒体及社交平台的广泛传播与报道，常州城市知名度和影响力得到持续提升。天宁宝塔作为城市的文化地标和城市名片，通过光影赋能，盘活当地旅游文化资源，服务民生幸福，聚集人气，促进游客驻留，同时推动了“塔寺园”一体化5A级景区构建，也促进老城厢发展与建设，为城市的夜间经济注入了新的活力。通过对城市文旅夜游的探索实践，遵循在常州当地因地制宜、改革创新、特色发展的设计实施原则，探索用光影对传统建筑的文化进行表达，做出特色亮点，从而进一步促使文旅夜游向城市经营转化，发挥社会效益和经济效益。