光與材質結合之設計應用探討與創作

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(1)國立臺灣師範大學設計研究所碩士論文. 光與材質結合之設計應用探討與創作 Investigation and Creation of a Design Combining Light and Materials. 研究生: 林育德指導教授: 鄧成連. 民國一百○一年六月.

(2) 摘要隨著科技突破與世界變遷的背景下，光與材質之應用皆不斷地受到轉變，運用低耗能的光源及降低環境傷害的創新和再生材料，使產品與環境之間得以相互共存。了解光與材料的特性與意象，不只有助於設計者對產品的結構開發與質感的最佳應用，同時也維繫人對於光與材質的經驗和記憶，以設計出貼心的產品。產品的表現方式不只有技術層面，也包含燈光或環境光為周遭環境所營造的氛圍，及材料所帶來之個性與格調。產品的質感表現主要藉由材料之透光程度與反射性質兩者而定，透過這兩項因素之間的組合與變化，材料便能呈現出豐富的質地和紋理。為了提升產品的附加價值，以刺激消費者的購買慾望和品味需求，增加加工的知識和技巧，能提供設計者許多的靈感與變化手法，並準確地傳達產品之理念與格調。本研究採用個案分析法分析各種不同材質應用的燈具，了解燈光與材料之間的運用手法及其呈現之效果與質感，以提供創作所需之靈感。本創作透過 3D 模擬即時檢視套入各種材質之燈具，選擇出適合的燈光與材料之搭配作為實體創作對象，同時於過程中留意材料的比例與位置，避免產生不協調與曖昧不明的視覺性。材料的細膩度及燈光和環境光的變因是 3D 模擬所難以掌控及呈現的，因此設計產品前可先研究材料真實的質感，使最終成品的表現效果能夠接近於設計之期望。本創作最終設計三款分別由混凝土、石膏與紙漿所製之燈具，三者不僅都具備灌漿成形之特點，也發現其能藉由外來物質或不同溶液混合出各種不可預期之表面質感，相對之下會比原先概念與 3D 模擬還來得生動許多，因此在創作過程中透過許多實驗和測試，可以提升光與材質表現的多樣性及組合的變化性。. 關鍵字: 光、材質、燈具設計. I.

(3) Abstract The applications of light and materials are constantly changing within the context of technological breakthrough and world evolution. The use of energy-efficient light sources and innovative and renewable materials that help reduce harms to environment allows coexistence between products and the environment. The understanding of the features and images of light and materials not only helps designers in terms of the development of product structures and the best applications of texture, but also relates people to the experience and memory of light and materials for the design of intimate products. Product presentation consists of not only the technical aspect, but also the atmosphere created by the illumination from lights and environment for the surrounding, and the characters and style brought in by materials used. The presentation of product texture depends mainly on the transparency and reflectivity of materials.. By. exploiting the combination and change of these two factors, materials will be able to present a rich range of textures and grains.. To improve the added value of a product in. order to excite the general consumers’ desire to buy and need for taste, the increase of processing knowledge and craftsmanship will allow designers for inspiration and variations, as well as accurate conveyance of product philosophy and style. Lighting fixtures made of various materials were investigated in the case studies conducted for this study in order to understand how the light and materials are used and presented and provide a direction and reference for creation. A 3D simulation of the created work allowed real-time examination on lighting fixtures various materials for the selection of best-fit combination of light and materials for real-life creation. Attention was paid to the proportion and location of materials during the process to. II.

(4) avoid awkward and ambiguous visualization.. The fineness of materials and the. variables of manmade and environmental lights were the parts that were difficult to control and represent in a 3D setting. Therefore, it is necessary to study the real texture of a material and in turn allow the final presentation of work to meet the expectation of the original design before designing a product. Three lighting fixture mock-ups were made for this created work in concrete, plaster and paper pulp, as all these three materials can be cast in-situ.. It is found that it. was able to present a multitude of unexpected surface textures by mixing foreign materials or different solutions.. In comparison, the mock-ups were more visually vivid. than the original concept and 3D simulation.. A series of experiments and tests were. conducted in the creation process to allow the improvement of diversity in light and material presentation and variation of combinations.. Keywords: light, material, lighting design. III.

(5) 謝誌在就讀研究所的期間，首先要感謝家人一路來的關心與支持，即便生活遇到困難時依然鼓勵我不要輕言放棄。接著感謝鄧成連教授在百忙之中的仍仔細地指導我們，不僅讓我的論文能夠完整，也讓我了解研究的觀念及豐富的知識，同時感謝梁桂嘉所長與黃啓梧教授於論文口試中給予細膩的指教和建議，得以讓我了解自身的不足。另外也感謝伊彬教授、周賢彬教授、唐聖瀚老師以及黃明仁老師等的專業教學，讓我在學期間獲益良多及增廣見聞，感謝葉碧華助教長期的照顧與提醒，讓我能夠處理好論文以外的相關事物。最後感謝來自各個不同領域的設計所同學們，不僅讓我見多識廣，學習與吸收各位的專業知識和想法，也在這兩年的相處中，一起過著多彩多姿和互相砥礪的生活，並共同參予畢展和論文前後的甘苦。感謝同研究室的淑婷、俐心、思慧、咨華的關照和協助；感謝庭仰不厭其煩的教我操作 Dreamweaver；感謝鎧宇、日奎、政達在我創作期間給予保貴的建議和指正，避免讓我的創作毫無質感，另外也一起參加比賽得獎；感謝母校銘傳大學品設系老師們的關照並允許我使用工廠做畢展模型。. 中華民國一○一年七月. IV.

(6) 目錄摘要 .................................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................. II 謝誌 ..................................................................................................................................IV 目錄 ...................................................................................................................................V 表目錄 .............................................................................................................................. IX 圖目錄 ............................................................................................................................... X 第一章、緒論 ................................................................................................................... 1 第一節、研究背景與動機 ....................................................................................... 1 第二節、研究目的與目標 ....................................................................................... 5 一、研究目的 ................................................................................................... 5 二、研究目標 ................................................................................................... 6 第二章、文獻探討 ........................................................................................................... 7 第一節、光的探討 ................................................................................................... 7 一、光的發展史與種類應用 ........................................................................... 7 (一) 自然光 .............................................................................................. 7 (二) 人工光 .............................................................................................. 9 1. 白熱燈 ........................................................................................ 10 2. 螢光燈 ........................................................................................ 10 3. 氣體放電燈 ................................................................................ 10 4. 其他類型 .................................................................................... 11 二、光的特性與型態 ..................................................................................... 12 (一) 光的性質 ........................................................................................ 12 (二) 光源的類型 .................................................................................... 13 (三) 光的形態 ........................................................................................ 14 1. 反射(Reflection) ......................................................................... 14 2. 透射(Transmission) .................................................................... 15 3. 折射(Refraction)......................................................................... 15 4. 吸收(Absorption) ....................................................................... 16 5. 偏光(Polarization) ...................................................................... 16 6. 繞射(Diffraction) ........................................................................ 17 7. 干涉(Interference) ..................................................................... 17 三、光與影 ..................................................................................................... 17 (一) 陰影 ................................................................................................ 17 (二) 黑暗 ................................................................................................ 18 四、光的色彩與色溫 ..................................................................................... 19 (一) 光的色彩 ........................................................................................ 19 V.

(7) (二) 光的色溫 ........................................................................................ 21 五、光的情感 ................................................................................................. 22 第二節、材質的探討 ............................................................................................. 24 一、材質與質感 ............................................................................................. 24 (一) 材質(Material)................................................................................ 24 (二) 質感(Texture) ................................................................................. 25 1. 視覺性質感(Visual texture) ....................................................... 26 2. 觸覺性質感(Tactile texture) ...................................................... 26 二、材料的類別 ............................................................................................. 27 (一) 無機材料 ........................................................................................ 27 1. 金屬 ............................................................................................ 27 2. 石材 ............................................................................................ 28 3. 玻璃 ............................................................................................ 28 4. 陶瓷 ............................................................................................ 28 (二) 有機材料 ........................................................................................ 29 1. 木材 ............................................................................................ 29 2. 塑膠 ............................................................................................ 29 3. 皮材、毛料、布材 .................................................................... 29 三、材質的運用 ............................................................................................. 30 第三節、燈具和材質的設計相關研究 ................................................................. 31 一、燈具的運用 ............................................................................................. 31 二、燈具的構造與種類 ................................................................................. 32 (一) 直接型燈具 .................................................................................... 33 (二) 半直接型燈具 ................................................................................ 33 (三) 全漫射型燈具 ................................................................................ 33 (四) 半間接型燈具 ................................................................................ 33 (五) 間接型燈具 .................................................................................... 33 三、燈具的材質應用 ..................................................................................... 34 四、小結 ......................................................................................................... 36 第三章、研究方法與流程 ............................................................................................. 38 第一節、研究方法 ................................................................................................. 38 一、文獻資料分析法 ..................................................................................... 38 二、個案研究法 ............................................................................................. 38 第二節、研究流程 ................................................................................................. 39 一、文獻探討 ................................................................................................. 40 (一) 光的探討 ........................................................................................ 40 (二) 材質的探討 .................................................................................... 41 (三) 燈具與材質的設計相關研究 ........................................................ 41. VI.

(8) 二、案例分析 ................................................................................................. 41 (一) 樣本蒐集 ........................................................................................ 41 (二) 樣本篩選 ........................................................................................ 41 (三) 樣本分析 ........................................................................................ 42 三、設計創作與驗證 ..................................................................................... 42 四、綜合討論與建議 ..................................................................................... 42 第四章、產品案例分析與探討 ..................................................................................... 43 第一節、木材燈具案例分析 ................................................................................. 43 第二節、木材燈具綜合分析 ................................................................................. 47 第三節、石材燈具案例分析 ................................................................................. 48 第四節、石材燈具綜合分析 ................................................................................. 52 第五節、金屬燈具案例分析 ................................................................................. 53 第六節、金屬燈具綜合分析 ................................................................................. 58 第七節、塑膠燈具案例分析 ................................................................................. 59 第八節、塑膠燈具綜合分析 ................................................................................. 63 第九節、玻璃燈具案例分析 ................................................................................. 64 第十節、玻璃燈具綜合分析 ................................................................................. 68 第十一節、陶瓷燈具案例分析 ............................................................................. 69 第十二節、陶瓷燈具綜合分析 ............................................................................. 73 第十三節、紙材燈具案例分析 ............................................................................. 74 第十四節、紙材燈具綜合分析 ............................................................................. 78 第十五節、布材燈具案例分析 ............................................................................. 79 第十六節、布材燈具結合分析 ............................................................................. 82 第十七節、其他材料燈具案例分析 ..................................................................... 83 第十八節、其他材料燈具綜合分析 ..................................................................... 87 第十九節、本章總結 ............................................................................................. 88 第五章、創作內容 ......................................................................................................... 90 第一節、設計創作流程 ......................................................................................... 90 第二節、設計創作理念與規劃 ............................................................................. 91 一、木材 ......................................................................................................... 91 二、混凝土 ..................................................................................................... 92 三、石膏 ......................................................................................................... 92 四、霧面金屬 ................................................................................................. 92 五、紙材 ......................................................................................................... 92 六、霧面透明壓克力 ..................................................................................... 92 第三節、設計創作過程 ......................................................................................... 93 一、草圖發展 ................................................................................................. 93 二、構想發展 ................................................................................................. 95. VII.

(9) (一) 構想 A ............................................................................................. 95 (二) 構想 B ............................................................................................. 98 (三) 構想 C ........................................................................................... 100 (四) 構想 D ........................................................................................... 103 (五) 構想 E ........................................................................................... 105 (六) 構想 F ........................................................................................... 109 三、燈具模擬之小結 ................................................................................... 112 四、實體模型建造 ....................................................................................... 112 (一) 創作 A ........................................................................................... 112 (二) 創作 B ........................................................................................... 118 (三) 創作 C ........................................................................................... 124 第六章、創作結論與建議 ........................................................................................... 130 文獻參考 ....................................................................................................................... 135. VIII.

(10) 表目錄表 2-1 表 2-2 表 4-1 表 4-2 表 4-3 表 4-4 表 4-5 表 4-6. 燈具類型與光分佈情形 .................................................................................. 34 燈具之燈罩與燈座的材料表 .......................................................................... 35 木材燈具質感分析 .......................................................................................... 47 石材燈具質感分析 .......................................................................................... 52 金屬燈具質感分析 .......................................................................................... 58 塑膠燈具質感分析 .......................................................................................... 63 玻璃燈具質感分析 .......................................................................................... 68 陶瓷燈具質感分析 .......................................................................................... 73. 表 4-7 表 4-8 表 4-9 表 5-1 表 5-2 表 5-3 表 5-4 表 5-5 表 5-6. 紙材燈具質感分析 .......................................................................................... 78 布材燈具質感分析 .......................................................................................... 82 其他材料燈具質感分析 .................................................................................. 87 構想 A 材質模擬 .............................................................................................. 96 構想 B 材質模擬 .............................................................................................. 99 構想 C 材質模擬 ............................................................................................ 101 構想 D 材質模擬 ............................................................................................ 104 構想 E 材質模擬 ............................................................................................ 106 構想 F 材質模擬............................................................................................. 110. IX.

(11) 圖目錄圖 2-1 圖 2-3 圖 2-2 圖 2-4 圖 2-6 圖 2-5 圖 2-7 圖 2-8. 光源類型: A. 點光源 B. 平形光源 C. 大光源 ............................................. 13 定向擴散反射 .................................................................................................. 14 鏡反射 .............................................................................................................. 14 漫反射 .............................................................................................................. 14 定向擴散透射 .................................................................................................. 15 直接透射 .......................................................................................................... 15 漫透射 .............................................................................................................. 15 折射，a 為射入光角度，b 為折射光角度 .................................................... 16. 圖 2-9 圖 2-10 圖 3-1 圖 4-1 圖 4-2 圖 4-3 圖 4-4 圖 4-5 圖 4-6 圖 4-7. 偏光圖 .............................................................................................................. 16 光源路徑 ........................................................................................................ 19 研究流程圖 ...................................................................................................... 40 The Wise One .................................................................................................... 43 Nut .................................................................................................................... 44 Wooden Bulb Lamp .......................................................................................... 45 Beetle Kill Woven Lamp .................................................................................... 45 Crimean Pinecone Lamp ................................................................................... 46 Miss Maple ........................................................................................................ 47 幾何石燈籠 ...................................................................................................... 48. 圖 4-8 圖 4-9 圖 4-10 圖 4-11 圖 4-11 圖 4-13 圖 4-14 圖 4-15 圖 4-16 圖 4-17. 2011 台灣設計師週的石頭燈 ......................................................................... 49 Landing Lighting ................................................................................................ 50 Quarry ............................................................................................................. 50 Siqiniq.............................................................................................................. 51 Table Lamp Pumice Stone & Texture .............................................................. 52 Flower Pot ....................................................................................................... 54 Copper Shade Lamp ........................................................................................ 54 Etoile pendant light ......................................................................................... 55 The Queen....................................................................................................... 56 PH Artichoke ................................................................................................... 57. 圖 4-18 POP Pendant Light .......................................................................................... 57 圖 4-19 Jerry................................................................................................................. 59 圖 4-20 Atomium ......................................................................................................... 60 圖 4-21 NORM 69 ......................................................................................................... 61 圖 4-22 Fly Pendant Light ............................................................................................. 61 圖 4-23 NUMEN ........................................................................................................... 62 圖 4-24 Therese ........................................................................................................... 63 圖 4-25 Block Lamp ...................................................................................................... 64 X.

(12) 圖 4-26 Milk Bottle Ceiling Lamp ................................................................................. 65 圖 4-27 28 .................................................................................................................... 66 圖 4-28 Labware Lighting ............................................................................................. 66 圖 4-29 Print................................................................................................................. 67 圖 4-30 Hydrogene ....................................................................................................... 68 圖 4-31 Cibola Pendant Light ....................................................................................... 69 圖 4-32 Aloe ................................................................................................................. 70 圖 4-33 Story lamp ....................................................................................................... 71 圖 4-34 Campanela ...................................................................................................... 71 圖 4-35 Chimney Lights ................................................................................................ 72 圖 4-36 左: SpongeUP! 右: Sponge............................................................................. 72 圖 4-37 圖 4-38 圖 4-39 圖 4-40 圖 4-41 圖 4-42 圖 4-43 圖 4-44 圖 4-45 圖 4-46. The Bride ......................................................................................................... 74 Not A Box ........................................................................................................ 75 Seed light ........................................................................................................ 76 Book Pages pendant lantern ........................................................................... 76 Packaging Lamp............................................................................................... 77 Cup’O Lights .................................................................................................... 77 delight ............................................................................................................. 79 Granny hanging lamp ...................................................................................... 80 Fandango......................................................................................................... 80 Clamp .............................................................................................................. 81. 圖 4-47 Babel lamp ...................................................................................................... 81 圖 4-48 White Loom Pendant Lamps ........................................................................... 82 圖 4-49 The Mr. Mellow Lamps.................................................................................... 84 圖 4-50 Rebirth egg shells lamp ................................................................................... 84 圖 4-51 Aplomb lamp ................................................................................................... 85 圖 4-52 Float pendant light .......................................................................................... 86 圖 4-53 Salt pendant light ............................................................................................ 86 圖 4-54 Kaleidolight ..................................................................................................... 87 圖 5-1 設計創作流程圖 .............................................................................................. 91 圖 5-2 初步設計草圖 1 ............................................................................................... 93 圖 5-3 圖 5-4 圖 5-5 圖 5-6 圖 5-7. 初步設計草圖 2 ............................................................................................... 94 初步設計草圖 3 ............................................................................................... 95 構想 A 之發展圖 .............................................................................................. 96 構想 A 模型圖 .................................................................................................. 96 構想 B 發展圖 .................................................................................................. 98. 圖 5-8 圖 5-9. 構想 B 模型圖 .................................................................................................. 98 構想 C 發展圖 ................................................................................................ 100. XI.

(13) 圖 5-10. 構想 C 模型圖 .............................................................................................. 101. 圖 5-11 圖 5-12 圖 5-13 圖 5-14 圖 5-15 圖 5-16 圖 5-17 圖 5-18 圖 5-19 圖 5-20. 構想 D 發展圖 .............................................................................................. 103 構想 D 模型圖 .............................................................................................. 103 構想 E 發展圖 .............................................................................................. 105 構想 E 模型圖 .............................................................................................. 106 構想 F 發展圖............................................................................................... 110 構想 F 模型圖............................................................................................... 110 創作 A 模型圖 .............................................................................................. 113 創作 A 模擬圖 .............................................................................................. 113 創作 A 模具 .................................................................................................. 114 創作 A 灌漿過程 .......................................................................................... 114. 圖 5-21 圖 5-22 圖 5-23 圖 5-24 圖 5-25 圖 5-26 圖 5-27 圖 5-28 圖 5-29 圖 5-30. 創作 A 模型分件(外側) ................................................................................ 115 創作 A 模型分件(內側) ................................................................................ 115 創作實體模型 .............................................................................................. 116 創作 A(未開燈狀態) ..................................................................................... 116 創作 A(開燈狀態) ......................................................................................... 117 創作 A 細節 1 ............................................................................................... 117 創作 A 細節 2 ............................................................................................... 117 創作 A 展場模型呈現 .................................................................................. 118 創作 B 模型圖 .............................................................................................. 119 創作 B 模擬圖 .............................................................................................. 119. 圖 5-31 圖 5-32 圖 5-33 圖 5-34 圖 5-35 圖 5-36 圖 5-37 圖 5-38 圖 5-39 圖 5-40. 創作 B 模具 .................................................................................................. 120 創作 B 灌漿過程 .......................................................................................... 120 創作 B 模型分件(外側) ................................................................................ 121 創作 B 模型分件(內側) ................................................................................ 121 創作 B 實體模型 .......................................................................................... 122 創作 B 未開燈與開燈狀態 .......................................................................... 122 創作 B 細節 1 ............................................................................................... 123 創作 B 細節 2 ............................................................................................... 123 創作 B 展場模型呈現 .................................................................................. 124 創作 C 模型圖 .............................................................................................. 125. 圖 5-41 圖 5-42 圖 5-43 圖 5-44 圖 5-45. 創作 C 模擬圖 .............................................................................................. 125 創作 C 模型分件 .......................................................................................... 126 創作 C 實體模型 .......................................................................................... 126 創作 C 未開燈與開燈狀態 .......................................................................... 127 創作 C 細節 .................................................................................................. 127. 圖 5-46 圖 5-47. 創作 C 展場模型呈現 .................................................................................. 128 展場模型擺設呈現 1 ................................................................................... 129. XII.

(14) 圖 5-48. 展場模型擺設呈現 2 ................................................................................... 129. XIII.

(15) 第一章、緒論第一節、研究背景與動機光是自然界中最具視覺張力與動態的現象之一，它同時能展現出多元的形態，如彩虹、極光等，因此光總是能帶給人們一種希望、生命與動力的意境(葉宗弦， 2001)。光也給予人們一種神祕、多變、朦朧、無垠等的感覺，甚至在視覺方面上有著深度的暗示性。早期人類所仰賴的光源都來自於自然界，例如陽光、月光、星星、火焰、閃電等，但在工業不斷地進步下，愛迪生發明了電燈，光對於社會產生了突破性，也重新詮釋光在生活中的運用與思維。隨著科技快速的成長，燈具照明的樣式與功能變得越來越豐富，而近代為了因應氣候的變遷與節能減碳等趨勢，世界各國開始積極規劃並推動綠色產業，於是出現現代最熱門的光源產品: LED。LED 除了在建築景觀的照明需求外，更廣泛應用於車燈、手機、家電、3C 產品、大型看板等，普及之快速而創造許多驚人的商機，並讓經濟效益變得相當可觀，因此能夠立足於燈具市場中。在時代潮流的改變下，我們不僅能看見 LED 將逐漸取代白熾燈泡，也看見光在人類歷史中被運用的演進與變化(李勝隆、黃彥婷等人， 2010)。燈確實給予人類在生活中帶來許多便利性，然而過度普及的使用下，光在人們的手中似乎變得相當廉價，但人們還是以燦爛的都市夜景象徵進步與繁榮，明亮的街道巷弄為自身的安全和保障，雖然人造光確實可以將黑暗變得繽紛艷麗，可是許多以促進觀光或城市美化等理由，用炫麗的光彩來裝飾建築物與自然環境，如此將四周弄得過於光亮，不僅表現不出品味，反而顯得相當庸俗。眾人熱烈討論的 LED 雖然可降低能源的消耗，但若無加以妥善的規劃和限制，除依然無法達到節能省電的效果外，也會讓光破壞了我們四周的生活環境(賴雨農， 2009)。台灣環境行動網理事長杜文苓說:「愛迪生當年發明電燈，可能萬萬想不到未來的世界會深受暴力照明之苦。」這句話不僅說明光害對於環境的影響，同時可能延伸. 1.

(16) 出人們被強迫接收這些七彩迷幻的光線(林憲德、趙又嬋， 2009)。當人類的生活水準提高時，便會提升對周遭環境的美感與品味，而光能供給感性的姿態與深度的質感，因此對於人們所生活的建築物與室內空間中更顯得相當重要，如同羅伯.威爾森(Robert Wilson)所說的:「少了光，就沒有空間的存在。(No light, there is no space.)」(耿一偉， 2009)，光不只賦予人們對於四周的空間感，更能從光與影之中創造出內心世界的無限想像(徐純一， 2009)。在近代，光不再單純地作為照明工具，更是營造空間與藝術上的氣氛。藝術家利用光線去投射於金屬或玻璃等各種媒材上進行交互組合，打破藝術的既有形式，朝向互動與呼應的方向發展(王受之， 2001)。人們從早到晚、一年四季都會被各種不同的光所包圍著，因此思緒很容易受光的現象與變化而牽引，無論面對何種樣式的光之空間，都能在心中醞釀出當下氛圍的感受。光能輕易地影響人們的內心，是因人類為趨光性之動物，所以會不由自主地去找尋光源之所在，並且勾勒出過往的記憶。另外有色光更會挑起人類的情緒與意識，因為色彩具有暗示與象徵的功能，藉由色彩心理來搭配光的變化，進而使人們感到舒適安祥或興奮激情(賴雨農， 2009)。而光也具有「療效」功能，旅館的光線設計師 Kai Pippo 認為光會影響人們的情緒，而人們也會因情緒的變化去獲得不同需求的光(DECO， 2007)。因此我們知道光能夠撫慰人心，讓人們感到沉靜、和諧與放鬆；光亦能振奮人心，讓人感到愉悅、活力與希望。材質是表現產品質感的必要條件之一，而材質的顯現是經由光線投射在材料上後，反射給人的眼睛作判讀，因此材質就是材料的肌理呈現給人的質感與感受(陳宏威， 2009)。自古以來，人類會運用自然界之萬物去製作各式各樣的生活器材，例如動物的骨頭、木頭、石塊、金、銀、銅、鐵、陶、磁、玻璃、織品、紙、塑膠、複合媒材等，每個都呈現出各自獨特的肌理，並透露出其特性與個性，而今日的設計創新所使用的材料並不侷限於新的高科技材料，許多設計師會運用生活周遭的材料去做簡單的創意，也有的會將傳統材料與高科技材料融合去創造豐富又新穎的 2.

(17) 產品(陳文印， 2008)。英國材料專家 Chris Lefteri 提出，為設計專案選擇適當的材料，能成為產品成功之關鍵，因此創新材料能帶動新產品的突破設計，並提升新產品的價值(陳文印， 2011)。所謂「創新材料」未必是指運用新的高科技材料，而是了解一個新材料的特性與肌理，然後再去打破過去人們所印象中的產品材料，嘗試結合出意想不到或原先不被認可的設計，從雙方毫無關聯的碰撞下併發出無限想像的空間。而二十一世紀最熱門的用語如「永續」(Sustainability)和「創新」 (Innovation)等詞彙，使許多設計師傾力於新材料的產品開發應用中(陳文印， 2011)，而設計師在設計產品時，必須謹慎考慮及巧妙地去運用材料的特性，才能提供消費者安全、舒適與便利(游永菁， 2009)。另外有兩個重要的材料趨勢分別為「永續」(Sustainability)與「智慧型材料」(Smart Materials)，永續是今日設計師與製造商都要必須知道選擇適當材料的重要性；而智慧型材料則是整合科技於隱藏功能，這也是材料在未來的研究發展上所面臨的新課題(陳文印， 2008)。現今許多消費者對於產品的設計不再是為了其物理性與機能性之需求，而是期望從產品中獲得心靈層面上的滿足(張意佳， 2001)。材質是材料的肌理，而「質感」(Texture)就是對於材質的感覺，材料的質感是操控視覺心理最直接的因素之一，因此為了提升產品的吸引力，產品所選擇的材料在視覺與觸覺上，要能使消費者瞬間判斷其價值，這不只觸動人們心中的情感，也會隨著時間與位置的改變而有所變化(白燦星， 2010)。提升產品的質感不僅能增加本身的創新度，也能吸引消費者之購買慾望，例如 ASUS 在前幾年推出的「竹韻筆電」，人們所熟知的筆電不再是金屬包覆，而是竹片呈現出來的自然界肌理，響應了當時回歸自然與綠色環保的話題。不同的材料特性和材質紋理能夠給予多樣的視覺感受，材質本身的紋理、光澤與特性之呈現，能讓人產生各種的情感，因為自古以來人類運用許多動植物、有機與無機物作為器具或建築的材料，當熟悉這些材料的特性後，便會創造出其產品意象，例如石頭的堅硬與重量，給人一種穩重、內斂的感覺；又如玻璃的光滑與清澈，則帶有乾淨、虛幻的意象。因此設計師在應用產品的材質時，不僅要能表達出產品 3.

(18) 的精神所在，還要能透過材質讓使用者感受到自身的情感(白燦星， 2010)。賴雨農(2009)提出光不只是一種視覺，也是一種知覺。光所展現的色彩、明暗、多寡、方向、分佈等情境，在空間中能呈現一些特質與格調，而在人類的心智成長上，面對這些現象就會各自解讀出不同的觀點及背後之意涵，例如太陽東升西落的過程中，就能夠使人聯想到青春、熱血、浪漫，或焦躁、暈厥、憂愁等較屬精神、感情與情緒層面的詞彙，因此設計光線並不是只要讓環境夠亮、夠清晰、夠安全而已，而是要用來創造情境與體驗感受(葉宗弦， 2001)。光可以透過不同的方式投射在物體表面上產生出多樣的情境，例如可以藉由陽光的時間、角度與季節來呈現空間中的情緒與溫度，也可藉由人工光的色彩和角度或經過調光器調整亮度的明暗來產生氣氛與步調。光與材質是並存的，除了材料所顯露的肌理差異外，透過光線也能改變其構成之表現，因此自然或非自然所形成之材料，可藉由多樣的方法來接收光線，並產生出新的視覺形態(徐純一， 2009)。人們在感受材質時可以不需要藉由觸覺來解讀，反而人類的視覺經驗能夠判斷物體表面的粗細、冷熱、乾濕、軟硬、輕重等，這是因為光投射在不同物體表面上會產生出不同的反射、折射、漫射等現象，這些現象能讓每樣材質具有各自的象徵性，材質的象徵與意象會隨著時間、地點和人的情緒變化而有不同之解讀及詮釋，因此光在各種材質表面上之變化，能夠給予人們更多的視覺效果與心情感受(陳采青， 2001)。黑暗與陰影，是光線與材質的變化中之另一重要元素。光與影子是無法分離的，影子不僅能夠突顯光的存在，更能塑造出形的立體輪廓與範圍大小(葉宗弦， 2001)。羅伯. 威爾森說過:「因為有光，才能感覺得到黑暗；因為黑暗，才能感覺得到光明。」(耿一偉， 2009)。光少影多的是黑暗，黑暗會透露出神秘的氛圍，使其感受到迷濛不清或晦暗不明的特質，然而黑暗並非全然代表負面的意象，它亦能夠給予人寧靜與舒適，其本身也能夠充滿生動的變化；光多影少的是陰影，陰影不只能夠提供一種庇護感，更能與光線交織出層次感。因此在光亮中營造陰影，與在黑暗中製造微光，都能為材質呈現多樣的面貌，尤其是透光材質，它不 4.

(19) 同於石頭或木材等不透明材質，它可以使光穿透，亦可以使光衰弱，藉由本身之特性，使光有各種的折射與反射，當光穿透後，還會有多樣的投影、擴散、分散、集中、衰退、色彩等形式，其有著無止盡的發揮手法。早期人們所製造的生活器具，皆取材於大自然現成的原料，即使經過加工，這些器具依舊保留了自然界最原始的紋路與肌理，這也讓當時的人們對大自然充滿了尊敬與感恩，然而工業技術的快速進步之下，人們對物質狂熱地追求，而在這物質崇拜中產生量產與多樣化之商業策略，以滿足各種消費者的喜好，可是當人們發覺再多的物質也無法填補心靈的空虛時，便開始尋找內心的需求，回歸自然之本性，最後依循「感覺」來選擇商品(柯超茗， 1997)。同樣的，過去人們總是認為光帶來了一種希望與神聖感，但電燈發明出來後，光逐漸被人們視為一種工具，往後當人們的生活水準提升，並追求著品質與品味時，就會將光的情感回歸於當初的崇拜與依賴。光與材質是相輔相成的，有光才能看見材質的肌理與色彩；有材質才能豐富光的類型與形態。好的光並不需要看得清楚，而是要看出朦朧的唯美；好的材質不需要看得新奇，而是要看出品味。當光與材質配合得恰到好處時，便能產生詩意，如此瞬間之氛圍便能呈現出靜止且恆久的感受。光與材質結合所產生的質感不僅是個視覺藝術，也是能影響人們在生活中的感知、情緒、態度、印象與行為表現等，並改變當下氣氛與個人心境(石曉蔚， 1997)。在未來，人類將不再物質崇拜，而是朝向心靈寄託，因此光與材質所結合出來的作品未必只侷限於為照明用的燈飾器具，而是個具有深度內涵的產品藝術。. 第二節、研究目的與目標一、研究目的以往光的設計大多討論於環境與室內空間中，而材質則集中思考在產品外觀上，反而較少人會注意光與產品材質之間所產生的情境變化與精神意涵，因此本. 5.

(20) 研究的目的是尋找光與材質之間有新的角色關係與呈現手法，除了了解光與材料的特性外，也將深入探討各種光與材質的應用表現方式，思考兩者之間的變化與搭配，以及體驗其所傳達之情感效果。研究將會透過案例分析以了解光與材料之間的結合關係，再進行後續的設計創作，最後透過綜合分析與研究結論以提供往後研究相關議題之研究者作為參考。. 二、研究目標 1.. 彙整光與材質的相關知識與文獻。. 2.. 探索現有光與材質結合之產品。. 3.. 驗證各種光源方式於不同材質上的變化。. 4.. 根據研究結果來實務創作。. 6.

(21) 第二章、文獻探討第一節、光的探討一、光的發展史與種類應用光在人類的生活中是最不可或缺的元素。早期的人們都在陽光底下行動，陽光可讓人類經由視覺看見物體的存在以及產生空間感，並判斷自己所在的相對位置與環境(林昆範， 2008)。由於太陽不只照亮大地，也給予萬物能量，因此當時的人類總是將太陽或光視為神的象徵。雖然藉由太陽的升起與落下來作為生活作息的依據，但在夜晚還是能利用月光與星光的照耀來進行有限的活動。直到約五十萬年前人們發現了火，並知道如何製造與運用後，不僅延長夜晚的活動時間，也免於野獸的襲擊以及視線不清的危險。當愛迪生發明了電燈後，夜晚變得不只明亮清晰，連活動就猶如在白天一樣方便。電燈的出現不僅讓工業快速進步，同時也在不斷的改良與研發下發展出各種光源技術，甚至在其他非照明用的產品上也和光息息相關，例如電視或交通燈號。進入二十一世紀，人類對於光的應用有了重大改變，除了因應環保的趨勢而創造出省電少汙染的燈具外，光不再只是用來照明與指示，而是被當作綠色的能源之一，像是太陽能藉由光的能量來生產與儲存電力，是繼石油之後的自然能源新寵。在強調環保與永續的時代裡，太陽能更被廣泛地運用在許多科技之中。人類對於光的使用可分為自然光與人工光，自然光除了來自太陽、月亮、星星外，還包含閃電、火焰，甚至動物的自體發光；而人工光就是人類製造的電燈、雷射等等。. (一) 自然光提到自然光，第一個聯想到的即為陽光。自古以來，人們一直依賴著陽光，因為它不只照亮世界、孕育萬物，更促使人類文明的發展。太陽光是屬於全光譜輻射，除了照明來提高視覺功效外，也能提供生理所需的溫度和維他命 D，以及更重要的心理健康與情緒(劉康權， 2009)。如果缺乏陽光，世界將陷入晦暗與寒冷， 7.

(22) 生命也變得了無生氣，例如高緯度國家的自殺率一向偏高，是因為地球自轉與公轉的關係，使陽光照射該區的時間較短，也讓當地的人們容易產生憂鬱，甚至有自殺的傾向(徐純一， 2009)。白天的自然光可分成直射日光與天空光兩種。直射日光就是以太陽為光源，對地面作直接的照射；天空光則是藉由大氣中的水氣或漂浮物使光線漫反射於地面上，因此即便太陽受到雲朵遮蔽，或是清晨尚未升起與傍晚剛落下之時，天空依然保持著明亮清晰(許招墉， 1999)。由於地球上所見的天文星體皆為東昇西落地運行，於是人類利用此現象，針對太陽發明出古老的光之科技應用：日晷與日圭。日晷(dial、sundial)是人們最常見也是最熟悉利用日光影子來判讀時間的器具。日晷在古代埃及、中國、希臘等地都有其蹤影，而東漢的許慎在《說文解字》中解釋:「晷，日景也。」文中的「日景」就是指日影的意思(維基百科， 2011a)。日晷利用太陽的高度、位置與其他性質，投影於刻度上的陰影來決定當地的時間，然而日晷只能判讀時間，日圭則可以決定節氣的日期，不過它只在中午的時候觀看，因此在外國又被稱作為午標(noon mark)(邱紀良， 2008)。到了夜晚，即使失去了陽光的照明，依然還有其他的天文現象能提供光源。皎潔的月亮，是經由太陽的照射後部分反射至地球，然而即便是滿月的月亮，所提供的照度也僅僅只有 0.2 勒克斯(lux)，是太陽照度的 50 萬分之一(維基百科， 2010a)；星星和太陽一樣被稱作為恆星，但由於離地球相當遙遠，所提供的光源也相當微弱；極光出現在有磁軸極的環形區域，其形成是由太陽風中的帶電粒子流與地球的磁場交互時，使原子與分子碰撞而發光，並沿著極光橢圓形產生出不同的形狀和亮度，在形成的過程中就會像窗簾一般展開(濱野洋三， 2001)。除了來自天空的光源外，生物界中也有能夠自體發光的生命體存在。螢火蟲是廣為人知的發光生物，其尾部的發光細胞含有螢光素與螢光素酶，螢光素在螢光素酶的催化下氧化並釋放出光子，在人類的歷史中，東晉的車胤就曾抓一堆螢火蟲來讀書，往後便有「囊螢照書」一成語；在深海，因為陽光無法深入照射，因此像是鮟鱇魚或烏賊會靠發光來捕食生物；螢光菇(Mycena chlorophos)，又稱螢 8.

(23) 光小菇、螢光蕈、夜光茸，是一種在夜間會發出綠色螢光的真菌，目前發光原因不明，推測是吸引昆蟲來散播其胞子。這些會發光生物雖然發光的效率非常高，但只有少量的能量轉換成熱能，因此被稱為「冷光」(張清鵬， 2000)。而化學元素「磷」所燃燒出的磷火也是屬於這種光源(袁宗南， 2004)。. (二) 人工光即便有來自不少的自然光源，但微弱的亮度依然無法取代太陽，甚至根本無法拿來使用。為了增加夜間的活動與安全，人類不斷地尋找能代替太陽的光源，最後終於發現了火。火是物質燃燒的過程中所釋放出光與熱的現象，雖然火釋放的光是屬於自然光源，但當人類開始懂得製造火後，也逐漸被歸類為人造光源。「製造火」在人類的歷史中是個偉大的成就(維基百科， 2011b)。人類最初所獲得的火或許是雷擊擊中樹木而產生的，取得火後為了能帶進黑夜於是長期保留了火種，後來靠著敲擊燧石與鑽木取火的方式主動獲得火，直到 19 世紀初，以磷為原料的火柴被發明出來，接著 20 世紀初，打火機跟著問世，不過火柴與打火機在現今已不是用作照明的器具，而只是來燃燒或點燃物品的功能。人類以火作為照明工具，就要有安置火的器具。火炬，又稱火把，在木棒的一端綁上浸過油脂或瀝青的易燃物，插於地面或牆上來提供照明，現今火炬已成為一個具有象徵性的物體，多用於民俗節慶或是奧運的聖火(維基百科， 2011c)；油燈，是靠動物油或植物油等燃燒液體，再以類似蠟燭的芯來點火發光，現今油燈多用於裝飾或營造氣氛(維基百科， 2010b)；蠟燭，在許多節日、特殊日子或宗教場合中依然使用得到，同樣也有營造氣氛的效果，而現今蠟燭的原料都是由石油提煉出的石蠟所製成(維基百科， 2011j)；煤油燈，是以煤油作為燃料來點火發光，外層的燈座是由玻璃與銅所製成的，煤油燈在電燈普及前為最主要的照明器具，現今的煤油燈除了還能用於登山或露營外，也能用來當作懷舊復古的裝飾品(維基百科， 2011g)。愛迪生在 1879 年發明電燈泡後，人工光就不斷地被研發與改良，製造出更持久、更省電、更接近陽光般的電燈，同時也創造出因應不同需求與特性以及各種 9.

(24) 材質的新光源(林昆範， 2008)。常見的電燈可以分成四種類型：白熱燈、螢光燈、氣體放電燈、其他類型。. 1. 白熱燈白熾燈泡(Tungsten Lamp)，也就是愛迪生所發明的鎢絲燈泡，當電流通過鎢絲時便會產生出熱能及光，白熾燈泡不僅成本低廉，顯色性也非常好，不過近年來的科技進步和綠色議題使得白熾燈泡逐漸面臨淘汰，然而其發光原理與燭火相當接近，是最能夠貼近人的感官，因此除了提供照明外，也給予了一種懷舊的美感(賴雨農， 2009)。鹵素燈(Halogen Lamp)，又稱石英燈，是白熾燈的一種，它比起白熾燈的壽命、亮度、效率還要好，而且體積也較小，經過改良後又具有集中光源的效果，因此多應用在於展示物品或房間的投射上(許招墉， 1999)。. 2. 螢光燈螢光燈(Fluorescent Lamp)，也就是我們所謂的日光燈管，它是利用電去激發燈管裡的水銀蒸氣，散發出短波紫外線讓附於燈管內壁的磷吸收而發光(許招墉， 1999)。日光燈管的光感與色溫非常接近太陽，加上有泛光與無眩光的特性，因此普遍應用於教室、辦公室、醫院等公共空間中(賴雨農， 2009)。近年常提起的省電燈泡，指的是緊湊型螢光燈，省電燈泡的管徑比日光燈管還要小，因此可以做出多樣的造型，且效率、壽命與省電效果也都較好，不過最近有研究指出省電燈泡其實並沒有很省電(劉欣怡， 2010)。. 3. 氣體放電燈鈉燈(Sodium Lamp)，是對金屬鈉蒸氣去放電照明的燈，鈉燈的亮度與效率都很高，但只能發出橙黃色的單色光，因此被限制應用於街道、隧道或特定場合中(許招墉， 1999)。霓虹燈(Neon Lamp)，是對氖氣放電而發光的燈，霓虹燈雖然不太適合用於照明，不過加入不同顏色的螢光塗料就可以呈現出不同的色彩，加上不受外層玻璃管的彎曲或變化而影響，因此經過設計後能作為裝飾性的照明燈具(維基百科， 10.

(25) 2011i)。高強度氣體放電燈(High Intensity Discharge Lamp，簡稱 HID)，是高壓水銀燈、金屬鹵素燈、高壓鈉燈的總稱，因為高效率、高亮度與長壽命等優點，所以通常應用於大面積區域且需要高品質光線的場合，例如體育場或碼頭等。HID 能比鹵素燈發出更亮的光線，且 HID 的光色偏藍，不同於鹵素燈的偏黃。近年 HID 也應用於室內照明設計、汽車車頭燈以及航空燈號等(維基百科， 2011e)。. 4. 其他類型冷光，又稱電致發光(Electro Luminescent)，和 LED 一樣由電能轉化為光能，但在轉化的過程中所發出的熱能極小，幾乎感覺不出來。冷光是仿生物發光的技術，因此發出的光並不刺眼，同時也具有省電、體積小、輕薄可彎曲、能裁切成各種形狀等優點。冷光沒有取代日光燈成為主要照明，是因為容易受到電壓、頻率、溫度與濕氣影響其壽命，因此冷光適用於低電壓與均勻光面的產品上，例如背光的顯示器(電腦螢幕、手機螢幕等)、儀表面板、汽機車指示燈、逃生指示標誌、電梯樓層標示等(徐敘瑢， 2004)。 LED，又稱發光二極體(Light Emitting Diode)，是近年來討論最熱門的未來光源，它是直接將電能轉化為光能，而本體的單位形狀為「點」狀，因此可以以點作為最小單位，進行各種的排列組合以及型態與空間上的變化，因此具備點光源與固態光源的特性，又耗電少、壽命長、體積小、低溫耐壓，單色性強使得光質輕透乾淨，本身不含紅外線與紫外線，適合用於博物館的展示品照明上，因此 LED 是目前相當環保又安全的光源產品(劉欣怡， 2010)。不過 LED 的演色性仍有進步的空間，在全 LED 燈照明的環境下會顯得深沉，若要達到高光度反而會比日光燈還要耗電(賴雨農， 2009)。雖然 LED 在照明方面還有進步的空間，不過目前能適用於低光度的需求物上，提供視覺辨識的光源，因此廣泛應用於各種產品與設備，例如消費性電子產品、交通燈號、汽機車指示燈、公共場所的平板顯示器等等，後來還發展出了 OLED(有機發光二極體)，一種可以製造出更大面積的照明燈具以及軟身又透明的顯示器(維基百科， 2011f)。LED 的出現使照明的歷史中寫出新的 11.

(26) 一頁，隨著技術不斷地改良，漸漸能夠提供足以照明的程度，在產品與空間上也變得豐富多樣，因此 LED 在未來的發展可說是充滿了創造性與指標性。除了用於照明外，也有的人工光用在於非照明的功能上。雷射(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，簡稱為 LASER)，是近代最偉大的發明之一，它具有高度的導向性，可以朝單一方向直線前進，高密度的能量輸出，使得亮度比其他的光源高出好幾倍，因此不能直接正視雷射光(古腰欣司， 2001)。雷射具有高度的方向性與亮度性外，還有高度的相干性與單色性，所以已經被廣泛地應用在許多電子產品與設備中，雖然大部分的雷射光都隱於產品外殼裡，但從雷射筆、條碼器或大型活動中所看見的束狀光線等，也能清楚看見雷射光的蹤跡(陳席卿， 2003)。電漿燈(Plasma Lamp)，在像開幕現場時會用的裝飾燈。在電漿燈中心有一電極，絲狀的電漿體會以多條彩色的光線束從中向外延伸至玻璃上游走，當導體(如手指)放在玻璃上時會改變其電場，接著光束便會移到接觸點上(維基百科， 2011h)。光纖(Optical Fiber)，是一種讓光在玻璃或塑料製成的纖維中，以全反射的原理來傳輸光的傳導工具(陳席卿， 2003)。光纖雖然都用是在通訊系統上，但依然有許多的燈飾會以光纖的概念來做設計。. 二、光的特性與型態 (一) 光的性質光是一種能量，沒有光不僅看不見世界，更難以孕育生命。然而光所呈現的並非為氣態、液態或固態，其存在只能憑藉著視覺與感覺，因此歷年來許多科學家不斷提出光的性質理論。 1660 年，牛頓提出光是一種粒子，以描述光的直線前進與反射和折射現象； 1670 年，惠更斯(Christian Huygens)提出光是一種如水波的波動，以解釋反射與折射現象，更認定在 18 世紀初所發現光的干涉與繞射現象；19 世紀，馬克斯威爾 12.

(27) (James Maxwell)與赫茲(Heinrich Hertz)科學家將光解釋為一種電磁波，來說明光的傳播；1905 年，愛因斯坦提出光量子說，認為光的波動中具有粒子的性質，這用來解釋光的干涉與繞射現象，以及電子與光子的能量互換現象，後來 1924 年，德布洛依(L. de. Broglie)提出物質波的概念，說明光是波動與粒子同時並存的二重現象，會隨著場合而顯現出不同的特性，這項理論也是目前對光的科學解釋(張清鵬， 2000)。 1666 年，牛頓在分光實驗中發現太陽的白光穿透三稜鏡後，會形成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的有色光帶，這個有色光帶就稱為光譜，而這個分光實驗不只證明光線具有色彩，同時也印證這些有色光集合起來後還能變回原來的白光(林昆範， 2008)。因此白光是由各種有色光混合而成的，而人類視覺所能感受到的光，就被稱作為可見光(張清鵬， 2000)。. (二) 光源的類型不同的光源類型依據照射原理，如圖 2-1 分成三類：點光源、平行光源、大光源(郭美琦， 2001)。點光源顧名思義是由一個中心點作為光源，向四周以直線方式射出光，而太陽與電燈泡也都是屬於這類光源，不過太陽光是從極為遙遠的距離照射至地球上，相較之下電燈泡所照射物體的距離就相當近，且兩者體積又差異甚大，因此以人類的角度來說，太陽光幾乎可以視為平行光源(謝仁益， 2001)。大光源又稱為平面光源，它可以使光線擴散出去形成泛光，如日光燈管或是大面積的 LED 面板。照射物體時，點光源會使照射物的影子逐漸向外擴張，大光源會向內收縮，而平行光源則不會改變。. 圖 2-1. 光源類型: A. 點光源 B. 平形光源 C. 大光源. 資料來源: 影子表現在平面設計上之視覺認知的研究與應用(郭美琦， 2001) 13.

(28) (三) 光的形態光的行進路線可分為三種：直接光、反射光、透射光(曾啟雄， 2003)。人之所以能辨別周遭環境，是因為當光遇到不同種類與樣式的物體，接觸其材質表面時，一部分會被物體表面給反射，一部分會透過物體，剩餘的部分則會被物體吸收，因此人類所看到的光環境，都是經由光在物體上反射、透射、折射與吸收，甚至是繞射、干涉或偏光所構築而成的(謝仁益， 2001)。. 1. 反射(Reflection) 人類能看到周圍的環境，絕大部分都是光透過物體所造成的反射進入眼中，相反的在黑暗中，沒有足夠的光讓物體去反射，就會使人什麼都看不見。反射光的強弱與分佈都取決於物體表面材質的性質(謝仁益， 2001)。反射光依據材質的差異，主要分為鏡反射、定向擴散反射、漫反射。鏡反射會出現在非常光滑明亮的表面上，具有集中反射光並引起眩光的特性，因此鏡面物體容易反映周遭景像，也會因光線照得閃耀亮眼(圖 2-2)；定向擴散反射是物體的反射表面不如鏡反射來得光滑，使得反射光有些微的擴散，但依然有一定的集光程度使其富有光澤感，多數金屬、部分塑膠材質或瓷器等會造成如此的反射(圖 2-3)；漫反射是經過物體表面後，會以各種角度、無規則的方向反射，呈現出一種柔和感，會造成漫反射的物體，不論表面做得多光滑都不會改變成為其他的反射類型，因為這些物體表面是由細微的晶體或不密實的結構所組成的(圖 2-4)(張清鵬， 2000)。. a. 圖 2-2. 鏡反射. a. 圖 2-3. 定向擴散反射. 14. 圖 2-4. 漫反射.

(29) 2. 透射(Transmission) 只要光能穿透物體，這種現象就稱為透射。在透射的過程中，也會同時發生反射、折射與吸收的現象。透光的物體未必本身是透光材料，其中也跟厚度有關，例如水是透明的，但我們看不到海底，而極薄的金屬膜或塑膠膜則可以呈現出半透光的現象(謝仁益， 2001)。依據材質的差異，透射光分成直接透射、定向擴散透射、漫透射。直接透射是光進入物體前與離開物體後的角度為一樣的，通常可以清楚看見物體另一邊的景象，這樣的物體都屬於透明材質，例如水、玻璃、透明壓克力等(圖 2-5)；定向擴散透射是光穿透物體後有些微的擴散，物體另一邊的景象會看起來有點模糊，這樣的物體是屬於半透明材質，例如噴砂玻璃、霧面壓克力等(圖 2-6)；漫透射是光穿透物體後以各種角度或不規則的方向散開，物體另一邊的景像幾乎是模糊甚至看不見，這樣的物體就稱為透光材質，例如上薄漆的玻璃或壓克力、 PP 板、乳白的矽膠、玉、蠟等(圖 2-7)(張清鵬， 2000)。. a a. 圖 2-5. 直接透射. 圖 2-6. 定向擴散透射. 圖 2-7. 漫透射. 3. 折射(Refraction) 當光從一密度的介質中進入另一不同密度的介質時，會因光速的改變而使前行方向產生位移或曲折，這種現象就稱為折射。光進入的介質密度若較大時，依照法限，折射光的角度會小於射入光，若介質密度較小時，折射光的角度就會大於射入光(圖 2-8)(謝仁益， 2001)。. 15.

(30) a. b. b a. 圖 2-8. 折射，a 為射入光角度，b 為折射光角度. 資料來源: 光影表現於自然空間與展演空間之關係方式的探討(張清鵬， 2000). 4. 吸收(Absorption) 不論光在物體上發生反射或透射，多少都會被物體表面給吸收。淺色物吸收的光較少，深色物則反之，而光會伴隨著熱能，所以太陽底下的深色物會比淺色物還要熱，就是因為吸收的光較多。依據物體的顏色，便會吸收物體色以外的色光，並反射與其相同的色彩至我們的眼中，若物體吸收了所有色光，在我們眼前就會呈現出黑色的表面。. 5. 偏光(Polarization) 在戶外有時會充滿亂反射的強光與眩光，而偏光是讓某一方向前行的光線通過，抵擋掉其他方向的光線以及降低反射眩光，而偏光後的光線就會變得比原先還要弱，因此像太陽眼鏡或相機鏡頭都會使用偏光片來過濾多餘的反射光(圖 2-9)(張清鵬， 2000)。. 偏光後原始光. 圖 2-9. 偏光圖. 資料來源: 光影表現於自然空間與展演空間之關係方式的探討(張清鵬， 2000). 16.

(31) 6. 繞射(Diffraction) 又稱為「光滲透現象」。光線雖然是直線前進的，但光波會垂直於光線的路徑向周圍散發，每條散發後的直線光又有光波繼續放射，越是散發下去，代表波長越大，因此當物體的背光面小於波長時，便產生了繞射現象，而物體背光面邊緣就會看似往內縮一樣。另外若光是透過洞口進入陰暗的空間中，洞口的光會溢向四周，這同樣也是光的繞射現象(千千岩英彰， 2009)。. 7. 干涉(Interference) 光的干涉通常只出現在極薄的薄膜上，它是由同一光源發出其中的兩道光波，經過薄膜內外反射後交疊在一起，但由於波長的路徑不同，以及其中一道光波較慢與另一道光波形成交會，於是在相位差上產生了彩色條紋，例如肥皂泡泡、浮在水上的油膜、光碟片等，若射出的是單色光，則會呈現明暗相間的條紋。玻璃之所以無干涉現象，是因為受到厚度的影響，使從內部反射出來的光波與原先的略有差異，因此無法形成彩色條紋(謝仁益， 2001)。. 三、光與影 (一) 陰影陰影是藉由光的照射而產生的。燈光設計師賴雨農在其著作《尋味。光與影》中提到:「亮和暗，永遠是一種對比關係，如果沒有了暗，亮也就失去意義；有了影子，光才完整。」光為人類的生活帶來便利性與重要性，但陰影也是個不可或缺的存在，「陰」是指物體沒被光所照射到的暗面部分，而陰面通常能塑造出物體的立體感；「影」是指物體受光所投射於地面或其他立體空間上的暗面範圍，而影子通常能營造出空間感(張清鵬， 2000)。陰影與光是同等地重要，它不僅讓人對於周遭產生出立體感與空間感，定位出物與環境之間的關係，也可以明瞭光源的位置、強弱與色彩，甚至還能營造出一種明暗交織的氛圍，如果沒有陰影，物體就會缺少一份量感，空間則會變得曖昧不清。. 17.

(32) 在光的照射之下，陰影不只會顯現出照射物的所有物理特性，其輪廓也會隨著光源種類、位置、強弱的不同而變化。點光源、平行光源、大光源會改變物體的影子末端大小；光源越在物體上方，影子就會越短，越靠近地面，影子就會越長；光源離物體越近或者強度越強，影子越清晰、邊緣越明顯，離物體越遠或者強度越弱，影子越朦朧、邊緣越模糊。投影的影子會隨著物體背光面之形狀而呈現，因此當物體的背光面有所增加或減少時，影子也會跟著改變。除了計算曆法的日晷外，人們也可以藉由投影來製造娛樂，例如手影，藉由靈巧的雙手擺出各種姿勢，就能投影出各種動物與物體；皮影戲，是一種民間藝術，藉由燈光把用紙板做成的人物剪影投射於白色布幕上，表演各種故事與戲劇。在現代，陰影可以用來營造氣氛，建築物的結構或室內空間的裝飾使陰影產生無限的遐想；在燈光照明上，賦予燈罩不同材質與形狀來呈現變化多端的陰影，或者像是燈具設計師 Ingo Maurer 在燈泡旁附加了幽默與機智的巧思，都能使其充滿詩意與魔幻感。. (二) 黑暗沒有光的地方，或者光無法到達的地方，便會形成黑暗的空間。自古以來，人類普遍害怕黑暗，因為黑暗反映出當人們難以看見所面對的不明與未知時，容易引發心理上的恐懼(徐純一， 2009)。在黑暗中看不清周圍的環境，就等同喪失了優勢與保護，並彷彿遭受吞噬一般，因此黑暗經常使人聯想為黑夜、神秘、骯髒、邪惡、死亡等負面詞彙。但黑暗並非總是代表負面的認知，它在心理學上也具有清涼與沉澱的作用，能夠賦予人們一份安寧、舒適與洗滌的心境(徐純一， 2009)。即便有一點燈光，黑暗依然使人的五感對於周圍之動靜感到特別敏銳，並且勾勒出豐富的情感與想像，許多建築與室內空間都會創造出一塊黑暗的空間，同時設法讓少量的光滲透進來，營造出一種神聖、安祥與無垠，使人屏息與放鬆的情境。光與黑暗同時存在時，通常會以兩種形式呈現，一種是經由許多反射而充滿擴散光的暗空間，另一種是光與暗以強烈對比區分開來。前者大部分是自然光滲 18.

(33) 透進來，使暗空間的明度稍微提高，只是周圍的形與色依然是朦朦朧朧的，這種氛圍若在白天會有剛甦醒的安寧感，在白天會有躲避豔陽的休憩與清爽，在下午會帶有點慵懶感，但也可能帶有倦怠與憂愁感；後者是利用遮蔽和阻擋、聚光與集中的方式分出光與暗之間的界線，這種作法容易讓人注意有光的地方，也許那裡正展示著某個物品，或者是引導人與心的方向，例如像在博物館裡，或是像義大利的萬神殿(The Dome of Pantheon)、安藤忠雄的「光之教堂」，而在這樣的氛圍下，容易感受到一股莫名的壓力與震撼，也可能感受到的是一種神聖與寧靜，無論是哪一種感覺，都能驅使人們屏住氣息，甚至覺得時間受到了靜止。. 四、光的色彩與色溫 (一) 光的色彩光是形成色彩最重要的因素之一，沒有光就無法產生出色彩，而光會產生出色彩，是因為光是由不同比率的單色光所組合而成的，當物體受到光的照射時，不被吸收而反射的色光進入人的眼中，便看見了物體的色彩(曾啟雄， 2003)。所以人們感覺到光的色彩主要有三種，分別為光源色、透過色、表面色(圖 2-10)。光源色是光源本身所呈現出來的色彩；透過色是光透過透光材質後所呈現出來的色彩；表面色是光反射物體表面所呈現的色彩。因此人們看見周遭的色彩都是藉由光直接與間接的方式進入眼睛所產生的(林昆範， 2008)。. 光源色. 透過色. 物體色. 表面色(反射色) 圖 2-10. 光源路徑. 資料來源: 色彩原理(林昆範， 2008). 19.