随着科技的进步和经济的发展，文化创意行业也随之进入了蓬勃发展的新阶段。各类博物馆、博览会、科技馆等公共文化服务机构，也称为博览类空间，作为集中展示和传播历史与当代、民族与全球的优秀文化遗产和科技人文成果、畅想未来发展的重要场所，为了保持和提升对公众的吸引力，更好地发挥知识传播和社会教育的职责和目标、满足人们在新时代不断提升的文化消费的精神需求，都在积极探索如何采用先进的展示理念和手段，以创造新的服务与体验。其中，艺术与科技手段的融合与创新在传播和教育领域所展现出来的强大的感染力和传播力，正日益成为展览陈列空间创新与发展的基本手段和主要研究方向。

文化和科学传播中的艺术与科技

博物馆、科技馆、博览会等人类文明成果收藏、研究和展示的社会公共服务机构，在展示、传播和文化教育方面，相较于课堂教育，因其具有珍贵遗存或展品的唯一性或稀缺性，物质和空间存在的真实感和现场感，展示空间氛围的有序营造等方面的优势，从而对公众具有独特的感染力和吸引力。

其中，传播中的艺术性追求也一直是此类机构的优势和考虑重点之一。

艺术化展示，或者说在展示空间中有意识地对美感塑造的追求，通过艺术对人们情感上的积极影响，可以有效地加大人们在参观展览过程中的认知强度，让观众在收获艺术带来的愉悦感的同时，强化传播和教育的效力。

从建筑规划和展览空间的氛围营造，到文物与展品的精心陈列，到辅助说明或相关拓展知识的信息传达，展示内容的科学性和传达方式的艺术性一直是此类机构的工作重点。

而随着科学技术发展对当代艺术的影响力的日益凸显，还可以明显看到新的科技手段的介入带来艺术性表达方式的变革和拓展。

建筑技术的进步和各种新材料新技术的应用赋予建筑师和艺术家极大的创作自由度去表达对主题空间节奏变化的把握，强化空间的叙事性表达，丰富空间的氛围、质感和表情；从传播的角度看，新的媒体技术日新月异地快速变革更是显著地颠覆了传统的传播模式，不断刷新着人类的信息传达和认知体系，也带来了全新的艺术形式。

艺术与科技的融合，媒体介入空间的重构，已成为行之有效的手段和力量，给展览陈列场所带来全新的空间感受和场景体验，极大地提升了文化与科学传播的感染力和传播效力。

展览陈列中的艺术与科技

与其他类型的场所空间不同的是，博物馆等博览空间的主要功能和目标是通过空间和展品进行叙事和知识传播。

空间构成、建筑肌理、展品、设备、和各类辅助设施都是叙事与传播服务系统中的重要环节。其中，空间是基础和承载，各类展品和故事是核心，各类设备和辅助设施是这个体系中的重要组成部分。

科技和艺术的创新体现在上述的各个环节，形成了博览空间叙事传播创新服务的新体系。

空间构筑中的艺术与科技

一个优秀的博览空间既是展览叙事传播服务的必要的物质基础和空间载体，同时也在宏观上表达了对叙事对象特征的总体认知，并为叙事过程的空间情节变化和对观众的情感引导埋下了伏笔。

科技的进步，各类新材料、新工艺乃至新媒体的出现，都变成了空间构筑师画布上的新颜料，既增添了新的色彩，又促进了对新的构图可能的思考和探索。

媒体与空间情节

博览空间的主题化、叙事化发展趋势促进了对空间情节和节奏处理的新思考，数字媒体技术在空间中日益普遍的应用也在逐步改变空间的属性和面貌。

博览空间越来越像一个流动的舞台，观众不仅仅是舞台前方的观者，甚至经常参与其中，成为舞台的一部分。

或宽广、或曲折、或宁静、或动感，媒体科技的介入极大地丰富了空间的面貌和舞台的表情，以更显性的姿态，引导观众经历犹如约瑟夫•坎贝尔所描述的“英雄之旅”的旅程。

以 2019 北京世界园艺博览会（以下简称“世园会”）中国国家馆主题展览——中国生态文化展的策划设计和布展为例，在对中国传统园艺文化发展历史和生态文化传统进行深入研究、挖掘和文脉梳理的基础上，以生态人文为核心，以“生生不息”为主题，铺陈了以“天地人和”、“和而共生”等“六和”为纲的叙事脉络，选取传统文化中与植物人文相关的代表性题材如五色土、甲骨文、诗经、十八学士图等。

将当代科技与传统艺术相融汇，将新媒体动态演绎与植物静态展示相结合，将数字化的虚拟意境与实物花卉相呼应，从“点”到“面”再到多维空间的循序渐进的数字媒体融入多样化处理手法的艺术环境，构建了环环相扣的“九幕”情节化系列空间和主题叙事体系。

从朴素静谧的以星光点缀水墨五色夯土墙围合而成的导入空间，到神秘浪漫的以甲骨文和诗经植物为主题的“天地人和”展区，到生机盎然的以苔藓和影像绘制的动态四时景和空间，再到豁然开朗的与建筑景观浑然一体的山水和鸣展区；从趣味横生的以植物与数字艺术装置交替呈现的春江风和展区，再到沉浸唯美的由多层纱幕和影像构成的祥和逸居展区，最终到宏大动感的以当代生态建设成果为主题的“和而共生”展区，展览以诗意的中国特色语言来表现人与自然和谐共生的中国生态文化精神，展示绿水青山与园艺精品杰作，彰显当代中国生态文明建设成果，展现了文化自信与国家形象。

唯美诗意的中式意境、多样的数字沉浸体验和丰富的知识内涵，史诗般的“英雄之旅”模式，使之成为了世园会最受观众欢迎和社会关注的展览之一。图 1 为中国生态文化展的空间叙事节奏图示和空间实景效果。

 图1  2019 北京世园会中国馆中国生态文化展的空间叙事

（设计：张烈 王国彬 张雯等）

材料肌理与空间叙事

作为空间表情的重要载体，随着科技的进步，立面肌理材料的选择也极大地丰富起来，融入了数字科技的空间立面更是呈现了灵动的光影变化和多样质感，强化了空间叙事的氛围营造，唤起观众更多的情感和记忆。

2019 年 9 月正式开馆的孔子博物馆，其序厅主题为“大哉孔子”，是一个由新型复合材料和新媒体光电技术所构筑的抽象的精神性的媒体艺术空间。

该空间以“光”和“书”为基本元素。

“光”象征着文明的启迪，“光”同时也具有一种精神性的强大力量，呼应了“天不生仲尼，万古如长夜”的内涵；“书”则是思想和知识传播传承的一种象征性的表达。

将海量新型复合材料制作的发光的“书”堆叠成孔子和高山的轮廓，高山和孔子像高高矗立，呼应孔子登泰山而小天下的气势，同时也进一步强化塑造了伟大的孔子思想的形象，激发人们对孔子的景仰之情。

这时，构成意象的书架和书的新型复合材料的研制对该空间的整体氛围营造和叙事发挥了重要的作用。

这种特制的复合有机材料具有良好的背透光和均匀的光扩散特性，呈现如玉石一般的温润光泽。同时它又具有一定的光反射性能，可以作为投影屏幕清晰成像。

从而整个序厅在图 2 所示的“光之殿堂”和“史诗般影音叙事”的两种模式中有序地切换，让观众在感受崇高的空间艺术氛围感召力的同时，沉浸在数字影音的强大视听感染力中，又在空间和影像变化中体验奇妙的时空转换，从而留下深刻的感受和难忘的印象。

图 2 孔子博物馆序厅的光与媒体

（设计：张烈 姚奇军 王之纲等）

展览设备设施中的艺术与科技

对于有大量珍贵藏品的博物馆等机构，展品的安全保护和艺术表达是工作重点的两个方面，但这也是经常存在矛盾的两个方面。

科技的发展则在提升两者工作水准的同时也在不断调和两者的冲突，从而在安全性和艺术性之间达到更好的平衡。相关的设备设施主要有展柜、照明设备和辅助展示系统等。

展柜

博物馆等博览空间中展出的大量的珍贵文物和展品需要妥善地保管，不仅需要防止盗窃和震动跌落等意外情况的发生，还要防止有害的光线、气体和不恰当的温湿度条件对文物造成的潜在侵蚀和破坏。

所以，在文物展出的观赏性和文物安全性之间一直存在着一定的矛盾。

而近年来所发展的一系列新的防护技术和新材料科技在文物展柜上的应用，在保证文物安全性的同时大大提升了文物展出的观赏性，为陈列艺术效果的提升提供了良好的条件。

这些技术包括更高的加工精度和辅助措施带来的展柜的高密闭性，通过高密闭条件下的空气循环处理进行柜内温湿度调节和有害物质去除等微环境维护和调控技术，更好的长寿命、低发热、高显色性、易调节的柜内光源技术，以及高透光度、低反射度的新型安全玻璃材料和加工技术等。

同时，这些技术不仅在小尺度展柜系统中得到普遍应用，也可以在超大尺度的展柜中实现。

相关技术的进步使柜内的艺术陈列的自由度，光对文物的立体和精细塑造，以及减除传统玻璃材质所带来的染色和反射光污染营造洁净透亮无干扰的视觉环境等方面获得了极大的提升，从而大大增强了柜内陈列的艺术效果。

灯光

光的塑造对博物馆陈列的艺术效果起着非常重要的作用，不仅在柜内，也在柜外的展览空间中。

在柜内，灯光的重点在于表现展品的造型、肌理等艺术特色，传达展品的完整信息，塑造立体清晰的视觉感受。

在柜外，光在展览空间中在起到基础的照明功能的同时，更重要的是协助观众起到信息过滤的功能，引导观众将视线聚焦在重要的对象和信息上，呈现清晰且具有良好层次感和秩序感的照明环境，提升展陈空间的艺术氛围。

近年来，LED 光源的普及带来了光源技术的一场革命，长寿命、高光效、高显色性和低发热量的 LED光源，配合高精度的反射镜技术和各种配件，可以方便地调节和塑造出窄光束、宽光束、线性光、洗墙光等各种形状的光，甚至特定形状的光等，使陈列空间中的光的造型塑造的自由度大大提升。

光色的一致性、明暗过渡的均匀度、光的显色性等光色质量指标也有了很大的改善。这些技术的进步都为陈列艺术效果的提升起到了重要的作用。同时，光源的小型化也使得“见光不见灯”的高级艺术效果更容易实现。

辅助展示系统

辅助展示系统包括辅助信息系统和辅助展品系统。

辅助信息系统指对文物、展品、故事或原理的说明，以及展厅空间的导览信息等，辅助展品系统指为了说明历史故事或科学原理所采用模型、沙盘、绘画、雕塑等艺术形式的辅助展品。

因为展品自身不会说话，这些辅助系统是帮助观众理解展览内容、了解文化故事和特色的重要手段。

正如设计大师密斯•凡•德罗所说，“魔鬼在细节（Devils are in the details）”，辅助信息系统虽然都是一些小细节，却也是展览品质的重要表现。

细节处理反映的不仅是工艺科技水平，同时也是艺术水准的重要表现。

随着 CNC 数控加工、激光切割、激光雕刻等高精度的加工技术，各种新型材料和精细化表面处理技术，以及 UV 喷绘、硬板喷绘等先进的数码印刷技术在展览行业的普及和应用，不仅材料及表面处理加工的平整度和精细度大大提升，材质质感和肌理也愈加的丰富和艺术化。

例如高纯度的亚克力经过特殊的喷砂处理加工成“冰砖”，辅以灯光的处理，有着如玉一般的温润无瑕效果，经常作为文物的底托衬托文物，显得非常纯净和精致；再如在一些天然质感的材料表面直接进行 UV 喷绘可形成丰富的肌理和艺术效果，直接喷绘在密度板上，既朴素又精致，直接喷绘在玻璃上，晶莹透亮，图文悬浮在空中，简洁纯粹。

电子化也是辅助信息系统的一个重要趋势。

除了常见的小型 Pad 做的电子说明牌，比较新颖的还有透明LCD 屏的应用等透明 LCD 屏显示的动态形体可以和文物或展品的位置相拟合，给观众感觉实物空间中出现悬浮的电子信息显示，带来非常直观且新奇的体验。

AR技术的应用也在颠覆传统的语音导览模式，图 3 是克利夫兰美术馆的 AR 数字化导览系统，利用移动智能终端，可以方便地了解文物和展品的详细信息，而信息呈现的方式也是这种虚实结合的直观的多维信息模式。

图 3 克利夫兰美术馆的 AR 数字化导览

图 4 卡塔尔 Pearl 天然气制合成油（GTL）项目工厂数字沙盘

模型、雕塑等传统辅助展品在新的技术和观念的冲击下也在努力发掘创新的艺术表达方式和丰富的信息传达手段。如图 4 是卡塔尔 Pearl 天然气制合成油（GTL）项目的数字沙盘，结合各种电子技术和新材料，使传统的静态沙盘和模型融合了丰富的互动信息内容，更直观生动地呈现给观众。

雕塑艺术家也在不断尝试新的综合材料，结合数字化手段，并引入动态雕塑、光电雕塑等新的艺术观念和手法，呈现出新的艺术面貌。

高科技和高艺术

高科技为文化和科学传播插上了想象的翅膀，也为高艺术的呈现提供了一条当代创新的路径。

作为与信息传达和交流直接相关的各类数字媒体技术，不断推陈出新，快速刷新我们的视听经验，人工智能、机器人等最新的科技发展也存在许多在文化和科学传播领域应用的可能性，为博览行业提供了创新体验的新思路。

新媒体

数字媒体的手段能给人带来丰富的感受和体验。

传统的图文版面、雕塑等手段是静态的、视觉为主的感受，而数字媒体的手段是视觉、听觉、触觉、味觉等多感官的，有助于产生融合的、身临其境的丰富体验。同时，数字媒体也是一种和时间相关的艺术形式，可具有较强的叙事性，这种讲故事的方式是文化传播能够打动人的一种重要特质。

这些特征使交互媒体能够给人带来强大的冲击力和吸引力，从而在信息传播中具有独特的优势。

图 5 2019 北京世园会中国馆“祥和逸居”沉浸式展区

（设计：张烈 王之纲 吴祥艳等）

2019 北京世园会中国馆展览后半段区域，设计了一处全沉浸式光影空间——祥和逸居厅作为展览的高潮之一。如图 5 所示，该厅以《十八学士图》和圆明园盛景为代表题材，采用创新的递进式多幕全景影像。

观众犹如步入画中。

四周时而繁花似锦，时而落英缤纷，时而绿树成荫，时而雪花漫天。

走过圆明园的四季，又是另外一番景象，在枝叶轻拂与花鸟呼吸的律动中，观众仿佛穿越时空，与十八学士或评茶、或谈诗、或论画。

行人纷纷驻足，争相合影留念。

创新的步入式多幕影像空间，隐喻了中国传统建筑的递进式院落结构，四重空间中有两重使用了纱幕投影，它有半透明的效果，既能够呈现三维影像，又能够让大家看透这个空间，产生比较丰富的视觉效果和沉浸感受。

在四重空间的墙上和纱幕上循环播放的四分钟长的影片，是30多台投影仪同时运作下的作品。

为了保证超高分辨率影片在多维空间中的连续分布和播放稳定性，使用了清华大学美术学院师生自主开发的分布式播放系统、基于图像分析 AI 算法图像自动融合、高可用性双机集群播放系统等多种先进技术。

影像制作过程中也采用了自主开发的可自动生成三维立体国画效果的系统，可以自动模拟国画工笔重彩中的勾线，笔触，晕染等效果，为沉浸式国画体验空间的呈现提供了技术层面的支持与帮助。

新的媒体技术结合优质的内容制作和创新的空间设计，给观众带来深度的沉浸与穿越感，成为新媒体在博览空间中创新应用的典范。

结合纱幔和影像光影，观众可以体味到“风拂花开，居士怡然”的风骨气韵，从文人居所到皇家园林的生态之趣中，从春夏秋冬的四季变换中，感受园艺与生活的紧密结合，表现古人对理想人居环境的追求，以及通过草木颂贤、借物咏志的方式所表达的文人君子们所推崇的高尚品格和人文精神。

新科技

大数据、人工智能、机器人、自然交互等各类新技术带来了很多新的灵感和创新的可能性。

在孔子博物馆的君子堂空间，如图6所示，设计了采用 LED+ 融合投影技术呈现多重影像的幻影剧场，并加入清华大学美术学院师生最新研发的可演奏乐器的机器人技术，呈现了一场跨越古今、美轮美奂的高科技舞台剧《幽兰操》。

古琴曲《幽兰操》相传为孔子所做，孔子以兰花为喻，表达了对君子品性的颂扬，以及面对困境的自信和豁达的气度。大型互动幻影舞台秀《幽兰操》以此为创作主题，在音乐陶冶的同时，希望给观众以启迪和思考。

舞美设计尝试综合运用声、光、电等现代数字手段重新建构和演绎中国传统文化的神韵，同时为观众呈现出多维度、多视角、多层次的丰富体验和感受。《幽兰操》所在“君子堂”展区近 800 平方米，戏剧表演舞台的面积近 100 平方米。

团队成员充分利用空间条件，将戏剧表演舞台设计为“前、中、后”三层叠加的融合空间。

“前层”是由 13×5 米的大型幻影成像膜所营造的虚拟立体成像空间；“中层”是由中国风音乐机器人和古琴等道具所营造的实景表演空间；“后层”是由 6 台高清晰度投影机融合的 16×5 米的背景投影区域。

结合先进的集成播控系统，将三层空间相关参与要素精准连接、密切配合，共同营造出一个沉浸式的数字化视听体验空间。

竹笛演奏机器人“玉衡”的出现和精彩表演，为幻影舞台增添了梦幻般的风采。将原古琴曲谱进行改编，加入中国传统代表乐器笛子进行了协同演奏，将最传统的元素和最先进的技术相结合，琴笛和鸣，古今对话，给观众带来一场别出心裁的超现实的视听盛宴。

通过先进的系统集成和控制算法，《幽兰操》将幻影成像、音乐演奏机器人、民族乐器、传统音乐、投影融合等科技和艺术的要素进行了深度融合，反映了高科技和高艺术多学科交叉集成的前沿探索，同时在艺术性上实现了中国风格的原创和当代转化。

图 6 孔子博物馆高科技舞台剧 - 幽兰操

（设计：张烈 米海鹏 叶风 潘沪生等）

总结与展望

法国文学家福楼拜说：“越往前走，艺术越要科学化，科学也要艺术化。两者在山麓分手，回头又在顶峰汇集。”

新材料、新工艺、新媒体、新技术，不断发展的新科技为新的艺术形式和审美开启了一扇又一扇新的“窗户”，在文化和科学传播的公共服务领域，艺术与科技的融合给了人们全新的体验和感动。

在可期的将来，量子计算、人工智能、生命科学等新科技日新月异的发展对生活的影响已经初见端倪，在文化和科学传播领域又将带来怎样的冲击和挑战？

这需要以人为本，以内容为王，以勇于开拓的精神不断地在跨学科的领域做出更多的努力和探索，同时培养更多具有艺术和科技综合能力的复合型高素质的跨学科人才。

 

原文作者：

张烈1张强2崔金印2曹建伟3程灏3

(1. 清华大学美术学院；2. 北京清尚建筑装饰工程有限公司；3. 北京清尚建筑设计研究院有限公司。)

第一作者简介：

张烈，清华大学美术学院副教授，博士生导师，交互媒体研究所所长，文旅部国家文化和旅游公共服务专家委员会委员，长期从事博物馆展示传播设计和新媒体空间艺术设计研究，作品曾获中国美术奖金奖等国内外奖项。