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在光的海洋中：创造体积光景
作者：Anthony Rowe
摘要
本文将探索融入空间混合现实安装体验中的沉浸式和情感表达的替代平台。它讨论并分析了使用先进的LED立方体来创建访问者和视觉设备共享一个共同的物理空间身临其境的互动式安装和环境的实验，在这些环境中。 作为一种视觉媒介，Led立方体具有非常特殊的特性和可供性，并且优化这些系统创造有意义的体验的潜力呈现出许多相互关联的挑战。 讨论了探索这些可能性的两件作品。
两者都在各种场合展出过。 结合本文，这些工作揭示了LED立方体和阵列提供的设计考虑和经验可能性。 他们还建议，LED栅格有潜力成为占据物理空间的沉浸式体积可视化的新兴媒介。
导论
通过光空间调制器（1922-30），Laacute;szloacute;Moholy-Nagy经常被认为是第一次将“20世纪艺术的所有基本要素：空间和运动、感知、实验机器和观众参与“[1]结合在一起。到20世纪60年代中期，未来主义，达达，建构主义，包豪斯和其他艺术运动的元素已经相互交融，产生了最终会成为装置艺术的东西[2]。极简主义改变了观众、作品和看到它的空间之间的关系[3]。同时，詹姆斯·特雷尔、罗伯特·欧文和其他“光和空间艺术家”正在利用光、空间和时间的物质性创造沉浸式现象学经验，通常没有物理成分或物体作为中心焦点[4]--这一趋势至今仍在奥拉富尔·埃利亚松这样的艺术家身上发展。80年代和90年代对普及增强现实和混合现实的探索[5]数字与物理、有形和无形之间的关系和相互作用一直是数字艺术的根本兴趣，特别是数字或混合现实装置艺术领域[6]。
虽然在许多方面进行了探索，但使用光和空间的安装技术现在甚至主要是以屏幕或投影仪为基础的。这些作品都有很好的记录，从不同的角度，从社会的角度分析了它们与空间、人和建筑的关系，从社会角度分析了它们与感性、空间和建筑的关系[8]。许多媒体艺术家还探索了大规模动态建筑照明的应用，从音乐会舞台照明、路标和建筑媒体中引进技术和技术，以产生建筑规模的体验。专注于控制与物理结构和真实空间有关的光的同时，也有可能创造出三维和动态的视觉印象，占据物理空间，并且可以看到。从任何角度来看，也都是短暂的，并保留了抽象的现象学方法的光和空间艺术经验。
各种形式的全息和立体图试图满足这些要求，但它们并不占据实体的三维空间，它们有着各自不同的约束条件。目前流行的另一种技术是投影映射：使用定制的媒体投射到物理对象和建筑物上，以增强和改变对这些对象和空间的感知[9]。 但它们并不占据实体的三维空间，它们有着各自不同的约束条件。一种新兴的替代方法是将可单独寻址的LED（发光二极管）配置为三维阵列 - 即所谓的LED立方体（图1）。这样的系统作为可视化工具有很大的局限性，但它们以字面方式占据物理空间，定义了我们所居住的相同空间的体积。
本文旨在阐明这些LED立方体或网格所体现的一些设计考虑和经验可能性，因为它们提高了占据三维物理尺寸的可视化技术的潜力。 它遵循数字艺术小组Squidsoup [10]开发的两件作品，作为实践主导的[11] 研究项目的一部分，该研究项目探讨了由以下方面提供的可能性。这种媒介采用的是一种研究贯穿设计的方法[12]。这两件作品都是建立在先进的LED立方体“光之海洋”之上，探索如何使用这些系统以新颖而有趣的方式增强现实感，并协助完成“数字与模拟、真实与虚拟之间的累赘二分法” [13]，同时保留数字领域的力量和灵活性。
LED立方体
为了创造表现形式的幻觉，先进的LED立方体或网格使用与屏幕相同的技术。它们依赖于大脑接受不同的光点形式。通过仔细控制每个点发出的光，视觉表示可以从一个点移动到另一个点[14]。在屏幕和三维网格之间的主要设计区别在于，当它们以三维构成时，需要能够看到每层之外的图层。是需要透明度的，或者光线之间的间隙来减少遮挡。除了技术[15]，几乎没有对此类系统的设计和构建进行过正式的研究，尽管建筑和设计公司，如联合视觉艺术家(音量，星座)、杰森·布鲁日工作室(像素云)和随机国际公司(Swarn)的突出实现项目表明，存在着实际的例子，而且这种方法正在开始进入公众意识。然而，这些作品的大部分发展都集中在构成物理物体的物理硬件和美学上，灯光网格，而不是它们显示的内容。
本文的一个基本前提是，这种结构有效地预示着一种拥有自身属性和仪式的新媒体。是媒介可以以不同的方式使用，但这里特别感兴趣的是创建沉浸式环境，而不是表示从外面看到的物体。
光之海洋
在光之海洋中，用于传达以下经验的LED三维网格，Squidsoup试图创造身临其境的视觉体验，使之成为周围环境的一部分。由于大多数LED栅格的设计和定位被视为整体上的物体，从远处（并且通常从下方），需要重新考虑物体，观察者和空间之间的物理关系。另一种方法是要求观众能够非常接近，甚至在LED空间内。电子立方体因此必须是近端的，可访问的和可触摸的。也希望LED之间的距离最大化，并尽量减小每个单元的尺寸 - 能够透过LED空间看到，在LED单元之间创造空间，并模糊立方体的边界，使人们想起耶苏·纳恩·拉斐尔·索托(́NnéTrable)的作品[16]。是否接近于规范的物理结构的设计，这从标准上来说是明确的，灯光更大、位置更密集的地方(例如，请参见Nova LED显示屏)或上述工程)。
光之海洋有3,456个单独可寻址的光点，以12 x 12 x 24（高）格排列。 灯由一个铝制灯具悬挂在含有24个LED灯串的灯串中，每个灯由两个裸露的三色LED组成，它们在相反的方向上发射一个微小的1mm直径的光点（图2）（以便从任何角度）。设置从遮挡很少，但确实有一个特殊的视觉美学。此外，小光点不太显示其物理位置 - 它们不会随着距离而缩小 - 要求观众移动以获得清晰的深度线索。
连接琴弦的电线是灵活的，柔韧的，但保持弯曲，导致不规则的网格结构（图3）。 在规则网格中如此突出的莫尔效应（例如参见Erwin Redl的作品）因此变得不占优势，从而使结构更具有机体美感。
每根绳子之间的距离可以改变，从10厘米到20厘米。垂直间距为10厘米，意味着最大的网格占用2.4米的立方体。在这个尺寸下，每根绳子（20厘米）之间的空间足够大，可以将手臂或头部固定在里面，物理电子线路只占电网内容量的很小一部分。
技术设置
通过使用视频墙技术，并将标准的二维屏幕网格划分为一系列的单张放在一起之后，可以开发出一种简单的基于屏幕的编程方法，通过在屏幕上切割三维图形来产生体积可视化，然后在网格中重新构建。在网格中，屏幕像素被分配给单个的发光二极管，因此，一个更直观的开发过程是可能的，因为设计可以在很大程度上在标准屏幕上开发。这意味着早期的测试和实验可以由可视化的设计人员和编码人员来完成(参见图4)。
使用这种方法也简化了动态实验，因为可以在屏幕上看到更改和修改，而不需要连接到立方体。 结合内容的低分辨率，意味着可以使用任何基于屏幕的软件进行快速原型设计。 Processing和Adobe Flash都运行良好，并被用于为项目开发内容。
经验和看法
光的海洋的现象学效应在扩大到更大的区域时明显更强 - 可视化效果更逼真，更强大。在较大尺寸的情况下，它变得更多的是环境，即占据相当大的体积，而不是如较小版本所代表的物体。有趣的是，字符串之间的距离（至少高达20厘米）并不会明显增加我们连接相邻光点的能力。
整体的视觉体验绝对仍然是一卷而不是一系列的光线，其中的数字实体在我们的物理世界中具有规模，位置和存在。此外，作为一个位于我们世界的环境，它不涉及任何形式的分离，或窗口到另一个世界的隐喻，建立感知者和被感知者之间的感知边界[17]。最后，它的抽象视觉特质具有很多优点，其中包括与模仿现实的任何尝试的明显距离，通过其明亮的特质吸引和支配物理空间的能力，以及相对不确定和易于解释的需要。
内容和设计
两个对比鲜明的艺术品是为光硬件海洋开发的。这两种形式都是由生成和互动刺激的结合而产生的，但同时也发展了媒介的潜力，以创造出不同的视觉和情感效果。关于作品的讨论，题为“面与景”，如下。
Surface
Surface是一个响应性的虚拟生态系统,它占据了物理空间[18]。它使用硬件作为3D画布来可视化物理空间中的运动。空间由一个表面——两种流体的虚拟材料之间的边界所支配。这些材料受到真实世界的声音的影响，附近的声音会产生波纹在表面上产生涟漪。然而，这些流体是不稳定的:由物理声音引起的湍流也会触发发光的爆炸。抽象的自主代理，其动作受到蜻蜓战斗模式的启发，当他们航行和谈判环境和表面时，他们意识到周围的环境(图5)。
它们也会发出影响物理和虚拟空间的声音。 因此，物质和虚拟世界是相互交织和相互联系的; 两个空间的变化都会影响到两者
将视觉效果缩减为撞击超简单的部件(流体表面和一到四种蜻蜓剂)意味着，尽管存在分辨率问题，这件作品仍然可以被视为具有特定和清晰成分的生态系统。 这与使用3D网格的许多其他体积工作有很大不同，其中抽象图案，颜色循环和移动平面是常态。
Surface首次在Kinetica艺术博览会（伦敦，2010年）上展出，在一个黑色的墙壁和一个入口点的小型（4米times;3.6米）空间中，为参观者留下不到1米的走廊。结合高访客人数，意味着人们与作品非常接近。这种效果非常具有身临其境的感觉，人们因工作而变得迷醉和迷失方向。个人空间的界限[19,20]受到挑战，创造了一个非常亲密的环境，游客几乎被强行插入环境中，引发对环境的强烈现象反应。
在电子艺术节和博物馆的后续展览（2010年9月至12月，奥地利林茨）有不同的氛围。这项工作设置在一个更大和更平静的空间中，让参观者能够以更受他们控制的方式体验工作。经验（从回答中判断）并不像内在强大，但它具有沉思的优势，仍然能够吸引人们进行长时间的观看。
Scapes，或“卢米埃尔之旅”
Scapes使人联想到三维城市、景观和抽象建筑，纯粹来自声音、软件和光线。像嵌合体一样的短暂空间的幻象被实时创造和摧毁。他们占据物理空间，但只是短暂的。当他们和产生它们的声音消失时，他们什么也不留下。 [21]
Scapes是三方联合设计的生态结合音乐，编程和灯光的结果。声音设计，动态运动模式以及从调谐快速傅立叶变换（FFT）导出的矢量是用于创建可实时操纵和可视化的参数化体积形式的材料。一个迭代的设计过程是通过设计和改变它们之间的关系来实现的。该系统由一个反馈回路完成，它使用麦克风将画廊空间内的环境声音（包括形成工作基础的声音构图）回收到同一组设计的软件过滤器中，从而影响视觉形式。因此，由此产生的系统可以被访问者实时拦截、破坏和信号更改，从而干扰原始的视听设计。
这个过程是在许多初始的草图上进行的，每个草图从视觉，编码和音乐设计开始。 草图被削减为一套由五个场景组成的套件- “paysages delumiegrave;re”（图6）。 这个名字来源于贯穿所有五个创意景观或景观的概念。 景观代表着一座悬浮于时间之中的瀑布，一座拥有摩天大楼和熙熙攘攘的地平线的抽象城市景观，一股海浪缓慢的不可阻挡的力量，通过雨中的汽车挡风玻璃观看的风景，以及胁迫下的月亮。
Scapes首次在伦敦市中心的一个小型私人艺术画廊Tenderpixel展出，随后在法国南特的一个实验性音乐和艺术节Scopitone显示在一个大型黑匣子里。
对展览的反思空间和物理考虑
在一个完美的世界里，Scapes将无处不在，灯光无处不在。我们使用各种方法来增强体积形式的幻觉，并降低技术（字符串，LED，支撑结构）的可视性。特别值得注意的是在Scapes中使用织物作为半透明面纱。拉特·莱卡具有奇特的光学特性，模糊了面纱背后的东西，也掩盖了通过材料以某个角度出现的任何东西。它具有一种嵌合的性质，让人联想到梦的幻象，或是曾经的记忆。模糊点光线形成的三维形状的清晰可见，但其他一切（电子和其他用具）都会退回到近不可见的程度。
这些美学特性显然适用于Scapes。然而，使用面纱实际上是一种边界，这使人们怀疑摆脱基于屏幕的技术的自负性，同时也违背了模糊可访问空间和LED网格之间边界的目的。
莱卡形成了一个屏幕 - 一个二维表面（它可以被认为是）在视觉上超越了它，超出了它的范围。这使得该项目从物理性退后一步，并产生了另一个边界，在Scapes的虚拟世界和它存在的物理世界。但在体验层面上，由于面纱的缘故，这件作品看起来更令人信服，视觉上的模棱两可至少与屏幕之间的距离一样具有吸引力。
两件作品都展示在各种空间和场合中。展览空间的大小对沉浸效果有很大影响; 更小的空间迫使参与者离作品更近，而不是他们想要创造出一种更强大的体验。这种感觉通过使用黑暗的墙壁而得到加强，因为它们不太明显，也不会分散人们对作品的注意力。在一个黑暗的小空间里，作品具有高度的品质，可以直接吸引多种感官，例如可以在皮肤上感受到的光线和静电辐射。此外，超载的感觉更可能，因为视觉覆盖观察者的完整视野。较大的展览空间可以提供一种距离，通过对作品整体的更清晰的印象，也会给内核沉浸带来智力障碍。
光之海洋项目的的所述目标之一是脱离网格，呈现对象的外观，并将网格与本地环境集成。当放置在一个小房间里，网格不能被视为一个对象;它似乎占据了所有可用的空间，只局限于它所在的房间。然而，使用更大的空间，同时也利用了莱卡的扩散屏障，产生了其他的印象。从面纱中获得的抽象和从不同距离观看作品获得不同印象的能力从根本上改变了整体的体验。
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