亮度小议——戏曲灯光设计随笔
日期：2009/10/27 网络
有好几次到戏曲团体搞灯光设计，都遇到这样的叮嘱：“我们这是戏曲，灯光要亮一些，演员习惯了，越亮越好。观众也喜欢亮一些。”还有则是在剧场的合成中，多次有人对我说：“灯光要亮一些，要让坐在后排的观众看清楚演员的脸。”这两句话其实代表了两种观点：一戏曲艺术的外部表现形式希望有较高的亮度，而且越亮越好。二亮度越高就会让观众看得越清楚，犹其是对于坐在后排的观众就更为重要。也就是说：视觉分辩力将随着照度的增加而同步增强。持这些观点的人很多，甚至包括许多戏曲团体的专业灯光工作者。因此，在一些戏曲团体的演出中，我们常会看到灯光师傅将所有的灯都开亮铺下演区，以求达到“让坐在后排的观众也看得清楚演员的表演”的目的。因为他们已经从主观上尽了最大的努力，（按他们的话说，是再也没有灯可加了）所以也不再在这一方面去进行研究了。产生这种结果的主要是因为中国戏曲的早期是高台艺术，观众的欣赏距离比较远，坐在后排的观众是否看清了演员的表演。就成了作为视觉媒介的舞台照明工作者的一项实际工作，当他们把舞台的亮度提到最高，说再也无能为力了。其实，他们的这种做法只是满足了操作者的主观愿望而已，并没有真正地解决问题。因为这两种观点都存在着一些误区。
我们先来讨论第一个观点，不错，戏曲艺术的外部表现形式是希望有较高的照度，这是因为戏曲艺术的早期表现形式是高台艺术，为了让较远的观众也能够看得清楚一些，先辈的艺术家花了很多功夫来解决这个问题，比如加长水袖来延伸肢体、运用脸谱来夸张面部、突出和强调演员、增加照度等等，而戏曲演出的进行从白昼转入夜晚的早期，照明的亮度是比较低的，在照度低的条件下确定是越亮看得越清楚，包括坐在前排的观众也是如此。这是由人的生理构造所决定的。
生理学告诉我们：人眼的视网膜由杆状和锥状这两种细胞组成，其中杆状细胞的感光灵敏度很高，当照度达到0.1勒克司（这个物理量近似于将要满月时的照度）时，杆状细胞就开始工作，这时的人就开始看见景物了。但这时还看得不清楚，只是对景物的形状、位置作出大概的分辩，色彩也没有，仅呈蓝灰色。这是因为人眼对景物的颜色、细部、比例、距离的分辩主要依靠视网膜中的锥状细胞来承当。锥状细胞开始工作的照度要求是3勒克司。（拂晓时的照度约1勒克司，黎明的照度为10勒克司）从理论上讲：从0.1勒克司到期100勒克司（约近似阴暗天的照度）是视觉亮度的有效曲线。也就是说，在这个范围内越亮看得越清楚。（这在心理学上称为感觉阈限。）视觉亮度一但超出这个限度，人眼的视网膜会自动放出黑色素以减弱入射光的强度，这个理论的最强有力证明就是：当人们看了电焊的强弧光之后，眼睛会一下子黑了，什么也看不见了。（有很多人以为：人眼和照象机一样，靠缩小瞳孔来阻挡入射光强度的，其实这也是误会，缩小瞳孔的的主要作用是减少球差以及加大景深，降低光强只是次要的。遗憾的是，很多人并不了解这一点，很多书至今也仍在传播缪误。））所以，当视觉亮度达到感觉阈限之后再继续增加亮度，对于观众的视觉分辩率已经没有什么意义了，这时观众的视觉亮度曲线又趋于平直。因此，无限制地增加舞台照度是无知和浪费能源的行为。
那么，是不是说舞台上只要照度达到了100勒克司就够亮了呢？不是的。因为舞台上的亮度主要是靠对比而产生的。大家知道，当舞台上处于全暗状态时，只要有一盏灯（甚至是一支强光手电筒）集中在某一点（或某一个演员身上）观众就能看得清演员的表演了。如果在这个时候往台上一组一组地开灯，开到最早的一盏灯的光圈看不见时，从理论上说，这时舞台上的照度一定比原先只有一盏灯的时候亮，但也可能观众反而感觉得暗了。这就可能是因为其它地方的亮度超出了观众这时所要看的那个局部的亮度。在对比之下，视觉焦点暗了，当然感觉也就暗了。这种照度的反差越大，感觉也就越暗，因为根据最亮的一点为依据，视网膜自动放出的黑色素把所有的视觉对象都滤了一层。另外，由于舞台上运用了许多各种各样的材料，它们的料质各不相同，例如一块白布和一块黑布，在同等光照下，观众一定会觉得白布更亮。这又是另一种的对比。这说明：视觉亮度的产生与被照物体表面的反光系数有很大的关系。这是需要所有参与舞台视觉创作部门的人员共同来探讨的问题。
现在的舞台照度，如果只从亮的角度来说，以当今的科学水平和技术力量来衡量，都是很容易解决的。而亮度比，则确实需要我们搞舞设计的同志加以认真研究的。
持第二个观点的人将“照度的平方反比定律”作为依据，（这个定律告诉我们：当距离增加一倍时，则光照面变为原来的四倍。当距离为原来的三倍时，光照面则是原来的九倍。也就是说，当距离增加一倍时，物体表面所受的光照度只有原来的四分之一。当距离为原来的三倍时，物体表面的光照度则只有原来的九分之一了。因此，不是距离越大就感觉越暗吗？）他们的失误在于：把视觉亮度和照明亮度等同起来了。其实“照度的平方反比定律”是只对照明亮度而言，是指光照到物体表面的亮度。而物体表面接受了光照以后反映给人眼视网膜的照度称为视觉亮度。视觉亮度不遵循“照度的平方反比定律”进行变化，而按照“距离平方正比定律”变化：在照明亮度不变，并足以保证视觉分辩力的条件下，视网膜上的照度只和视觉对象的表面亮度有关，与物体和眼睛的距离无关，人的眼睛根据远近观察的需要，会自动改变瞳孔直径的大小，改变分辩力视角。所以在正常情况下，坐在第一排的观众和坐在最后一排的观众的视觉亮度值是一样的。其实，影响视觉分辩力的最主要因素是距离。我们不妨做这样一个试验：在晴朗的日光下（照度会达到几万勒克司，这可比舞台上的照度强多了）你能分辩出三十米开外的一个陌生人的面部细节吗？事实证明这是不可能的。（用陌生人来测试的原因是因为很多人都自认为曾经很容易地辩认出远处熟人的脸部细节，其实，这时你对熟人的认定主要是依靠他的形体、动态、习惯等等，而他的细节，只是你的记忆而已。同样，你也不可能看清楚眼前3厘米的书上的字。这说明，在保证了视觉分辩力照度的前提下，距离是保证视觉分辩力的主要因素，距离太近或太远，视觉分辩力都将减弱或丧失。人眼的视觉分辩力的有效调整距离在6厘米到20米范围之内。这是人的生理条件所决定的。因此，在镜框舞台的剧场中尽管保证了视觉分辩力的照度，但观众与台上的视觉对象只要超过20米，他的视觉分辩力就已明显下降。所以，坐在后排的观众是肯定看不清楚演员的脸部表情的细微变化的。这个问题，属于建筑生理学解决的范畴，而不是用增大照明功率可以解决得了的。
我们先来讨论第一个观点，不错，戏曲艺术的外部表现形式是希望有较高的照度，这是因为戏曲艺术的早期表现形式是高台艺术，为了让较远的观众也能够看得清楚一些，先辈的艺术家花了很多功夫来解决这个问题，比如加长水袖来延伸肢体、运用脸谱来夸张面部、突出和强调演员、增加照度等等，而戏曲演出的进行从白昼转入夜晚的早期，照明的亮度是比较低的，在照度低的条件下确定是越亮看得越清楚，包括坐在前排的观众也是如此。这是由人的生理构造所决定的。
生理学告诉我们：人眼的视网膜由杆状和锥状这两种细胞组成，其中杆状细胞的感光灵敏度很高，当照度达到0.1勒克司（这个物理量近似于将要满月时的照度）时，杆状细胞就开始工作，这时的人就开始看见景物了。但这时还看得不清楚，只是对景物的形状、位置作出大概的分辩，色彩也没有，仅呈蓝灰色。这是因为人眼对景物的颜色、细部、比例、距离的分辩主要依靠视网膜中的锥状细胞来承当。锥状细胞开始工作的照度要求是3勒克司。（拂晓时的照度约1勒克司，黎明的照度为10勒克司）从理论上讲：从0.1勒克司到期100勒克司（约近似阴暗天的照度）是视觉亮度的有效曲线。也就是说，在这个范围内越亮看得越清楚。（这在心理学上称为感觉阈限。）视觉亮度一但超出这个限度，人眼的视网膜会自动放出黑色素以减弱入射光的强度，这个理论的最强有力证明就是：当人们看了电焊的强弧光之后，眼睛会一下子黑了，什么也看不见了。（有很多人以为：人眼和照象机一样，靠缩小瞳孔来阻挡入射光强度的，其实这也是误会，缩小瞳孔的的主要作用是减少球差以及加大景深，降低光强只是次要的。遗憾的是，很多人并不了解这一点，很多书至今也仍在传播缪误。））所以，当视觉亮度达到感觉阈限之后再继续增加亮度，对于观众的视觉分辩率已经没有什么意义了，这时观众的视觉亮度曲线又趋于平直。因此，无限制地增加舞台照度是无知和浪费能源的行为。
那么，是不是说舞台上只要照度达到了100勒克司就够亮了呢？不是的。因为舞台上的亮度主要是靠对比而产生的。大家知道，当舞台上处于全暗状态时，只要有一盏灯（甚至是一支强光手电筒）集中在某一点（或某一个演员身上）观众就能看得清演员的表演了。如果在这个时候往台上一组一组地开灯，开到最早的一盏灯的光圈看不见时，从理论上说，这时舞台上的照度一定比原先只有一盏灯的时候亮，但也可能观众反而感觉得暗了。这就可能是因为其它地方的亮度超出了观众这时所要看的那个局部的亮度。在对比之下，视觉焦点暗了，当然感觉也就暗了。这种照度的反差越大，感觉也就越暗，因为根据最亮的一点为依据，视网膜自动放出的黑色素把所有的视觉对象都滤了一层。另外，由于舞台上运用了许多各种各样的材料，它们的料质各不相同，例如一块白布和一块黑布，在同等光照下，观众一定会觉得白布更亮。这又是另一种的对比。这说明：视觉亮度的产生与被照物体表面的反光系数有很大的关系。这是需要所有参与舞台视觉创作部门的人员共同来探讨的问题。
现在的舞台照度，如果只从亮的角度来说，以当今的科学水平和技术力量来衡量，都是很容易解决的。而亮度比，则确实需要我们搞舞设计的同志加以认真研究的。
持第二个观点的人将“照度的平方反比定律”作为依据，（这个定律告诉我们：当距离增加一倍时，则光照面变为原来的四倍。当距离为原来的三倍时，光照面则是原来的九倍。也就是说，当距离增加一倍时，物体表面所受的光照度只有原来的四分之一。当距离为原来的三倍时，物体表面的光照度则只有原来的九分之一了。因此，不是距离越大就感觉越暗吗？）他们的失误在于：把视觉亮度和照明亮度等同起来了。其实“照度的平方反比定律”是只对照明亮度而言，是指光照到物体表面的亮度。而物体表面接受了光照以后反映给人眼视网膜的照度称为视觉亮度。视觉亮度不遵循“照度的平方反比定律”进行变化，而按照“距离平方正比定律”变化：在照明亮度不变，并足以保证视觉分辩力的条件下，视网膜上的照度只和视觉对象的表面亮度有关，与物体和眼睛的距离无关，人的眼睛根据远近观察的需要，会自动改变瞳孔直径的大小，改变分辩力视角。所以在正常情况下，坐在第一排的观众和坐在最后一排的观众的视觉亮度值是一样的。其实，影响视觉分辩力的最主要因素是距离。我们不妨做这样一个试验：在晴朗的日光下（照度会达到几万勒克司，这可比舞台上的照度强多了）你能分辩出三十米开外的一个陌生人的面部细节吗？事实证明这是不可能的。（用陌生人来测试的原因是因为很多人都自认为曾经很容易地辩认出远处熟人的脸部细节，其实，这时你对熟人的认定主要是依靠他的形体、动态、习惯等等，而他的细节，只是你的记忆而已。同样，你也不可能看清楚眼前3厘米的书上的字。这说明，在保证了视觉分辩力照度的前提下，距离是保证视觉分辩力的主要因素，距离太近或太远，视觉分辩力都将减弱或丧失。人眼的视觉分辩力的有效调整距离在6厘米到20米范围之内。这是人的生理条件所决定的。因此，在镜框舞台的剧场中尽管保证了视觉分辩力的照度，但观众与台上的视觉对象只要超过20米，他的视觉分辩力就已明显下降。所以，坐在后排的观众是肯定看不清楚演员的脸部表情的细微变化的。这个问题，属于建筑生理学解决的范畴，而不是用增大照明功率可以解决得了的。
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