本文是智慧空间系统专业知识讲座的图文内容，属于千家智客创始人向忠宏发表的智慧空间设计系列文章中的一篇，智慧空间设计系列文章包括空间准备条件、现场勘察标注、功能空间设计、网络覆盖设计、感知系统设计、全局智能设计、声学设计、视频设计、光学设计、暖通空调新风环境设计、全屋智能家电设计、安防与安全设计、低碳节能设计、陈设艺术设计、造景与绿植设计、场景模式设计等内容，属于智慧空间设计师培训教学参考资料。2020年6月18日，向忠宏曾经在其直播公开课《智能家居系统详解》第一期《智能照明，感受光的魅力》对智能照明设计进行了视频直播讲解，感兴趣的可以找到这个公开课视频观看。
一个室内空间的光包含自然光和人工光，光学设计就是科学合理地运用自然光、人工光不同性质的光来营造的空间用户所需的光环境。智慧空间中的光学设计，要将重点放在与时间/时序关联的调光、场景上来，从顶层设计开始倒推需要引入的自然光和部署的人工光。现有可获得的自然光、可选择的人工光都是素材与产品部件，都为实现场景模式和满足功能空间来服务。所以，从智慧空间设计理解的光学设计是一个动态的、连续的光作用过程，而非静态的。这可以形象地比喻为户外动态摄影和静物摄影的区别。
尽管室内各种用于视频显示播放的屏幕，甚至手机屏幕、PAD屏幕也能产生光，但通常我们并不把视频显示播放时产生的光作为光学设计里的人工光来对待，甚至在某些情况下，要评估并通过技术手段来平衡这种光对室光环境的影响和干扰。对于视频设计，我们会有一篇专门的文章进行介绍。
设计要点一：每个场景模式里光都是重点，而且每个光都是变化着的
在智慧空间的经典场景模式如会客模式、用餐模式、阅读模式、睡眠模式下，空间内光的表达都是不一样的，但无论多大的差别，光的表达都是场景模式中的重点，有的模式下甚至是全部。举例来说，在用餐模式下，围绕着光的表达有可能是这样的，客厅月光模式（筒灯、灯带3000K/5%亮度）、餐厅中餐模式（吊灯4000K/80%亮度、灯带/氛围灯3000K/20%亮度、装饰陈列艺术品射灯3000K/50%亮度、绿植射灯3000K/20%亮度），而这可以只时用餐中间的一个时间片断，在餐前和餐后，色温和强度有可能会进行改变，而且这种切换过程会以一种更加柔和的渐变过程来实现的。光的变化并不需要以夸张的流动变换来体现，那种流光溢彩的灯光秀只适合在娱乐模式等需要点燃人的激情的场所下采用。
每个场景模式下除了光，还有声（音乐）、影（视频）、空气（暖通空调、新风、净化器、加湿器等）、智能设备联动，甚至在茶室、卧室还有香薰机等，这个要素共同构成了智慧空间系统。在智慧空间系统服务的持续提供中，光是变化着的，而声、影、空气、智能设备等也是动态变化着的，如何掌控这种变化，甚至预测下一个变化成为衡量智慧空间水平的指标，人工智能的介入让掌握和预测变得更简单。
设计要点二：擅用自然光，结合时辰与节气进行设计
和声学设计中首先考虑空间的白噪声的道理一样，光学设计中首先考虑的如何把动态的自然光引入到空间空间来。一个具象的室内空间可引入的自然光受限于建筑物主体，所以这也就是为什么建筑设计大师才是运用自然光的高手，而非室内设计师。如果由于建筑物先天限制导致室内无法获得满意的自然光时，是否有补救方案，答案是有的，就是采用太阳光导管系统，通过可反射与传导太阳光的导管将室外的太阳光引入到室内，在一些大型公共建筑里已经有这样的应用案例，如办公大楼、体育场馆等。
在可获得足够日照（4小时以上）有窗室内空间里，引入自然光的强度和时间需要通过光环境管理系统来完成，智能遮阳系统，或者称电动窗帘系统就是对引入自然光进行管理的设备，当然，窗帘也是作为一种功能性的室内装饰品还有保暖、视觉隔离、美学表达、意境营造的作用。对引入自然光的科学管理除了达到光学上的功能目标外，还有助于能源管理和减碳，因此，太阳光是一个免费的清洁能源，能尽量用好这个免费的清洁能源对于降低空间的碳排放大有好处。
人和动植物都是有生物钟的，一个好的室内水环境也应与生物钟匹配或者有呼应关系。有良好日照导入的室内空间，自然光营造的与生物钟匹配的日夜时时辰氛围是最真实与和谐的，一旦我们所处的空间无法获得足够的日照（只有上午或者只有下午，或者从来没有阳光直接照射），那些散射光透过窗帘照入室内其实只有满足照度需要的那部分功能的，而基本失去了与生物钟关联的时辰甚至节气的功能。从生物钟需求的角度看，南北通透、采光好的房子一定是最受欢迎的。
自然光不足，人工光来辅助。人工光被不断创造出来的第一要务就是解决自然光不足的总是，这从人类远古时间就开始了的，当远古人类生活在山洞时，就用火光来代替阳光，获得光照，当然，火还有加热食物、保暖的实用功能，火光还满足温暖、凝聚、图腾方面的精神需求。
设计要点三：电动窗帘是在管理光、保护隐私还是营造仪式感
一个全屋智能家居方案中，都必然包含了电动窗帘产品在内，在回家模式、离家模式、电影模式等场景模式下也进行了打开窗帘或者关闭窗帘这样的关联操作。对于智慧空间设计人员来说，首先得分析清楚这种场景模式下为什么要开启关闭电动窗帘？
我们在前一个设计要点中讲到，如果是为了遮阳或者为了获得足够阳光，智能遮阳/电动窗帘的开合是十分必要的，甚至不需要将其操作固化到场景模式下，在一些时间条件下就应该自动执行，例如夏天中午时分，朝南的露台将顶部遮阳帘关闭，来保障露台有一些相对阴凉的效果，而在冬季上午时分，为了感受阳光的温暖驱赶寒意，无论是窗帘还是遮阳帘都打开，尽情享受阳光。在窗帘打开的状态下，窗户也才可以进行充分的自然通风。
电动窗帘的使用场景显然已经超越了最早的产品功能设计，现今高层住宅室内空间安装的电动窗帘在多数情况下，安装位置对应的窗户其实并没有全日照，有的甚至是没有直射射阳光到达的，那么此时管理太阳光并不是其主要任务，此时两个需求点被放大出来，分别是提供散射光、分隔遮挡与保护隐私的需求。其实在日间，大部分室内空间的大部份时间获得的都是由门、窗、天井这样的建筑物对外开口进入的散射光，这种光的特点是渗透力强、指向性不强、据测算，从门窗进入的充足散射光强度1-2万lx,一般散射光为5千-1万lx，这种光强度可以这样简单理解，大多数耐阴的绿植喜欢的光照强度就在在5000到10000lx之间，这刚好是一般散射光的光强度，这也就是为什么在阳台、窗边适合种养绿植、盆景的原因。散射光的管理的目的不是为了遮阳及减少光照，而是决定是否需要光照。在书房白天工作时间，电动窗帘打开将室外的自然光/散射光导入，此时室内不用开灯也获得了阅读书写所需的足够的光照，人工光不用介入。在白天，多数空间所需的光照在窗户散射光和人工光间找平衡点，如果室外散射光充足和窗帘可打开的前提下，人工光不用开启，节省能源，如果室外散射光不足或者窗帘被关闭的前提下，人工光开启并进行亮度调节，达到室内照度需求。电动窗帘的另一个功能其实是分隔遮挡与保护隐私，酒店客房、卧室这样的空间内，电动窗帘可以在视野上将室内和室外进行区隔，尤其是在夜晚电动窗帘执行全关操作时，这一功能作用表现得更为明显。那么问题来了，当我们回到家/进入酒店客房，启动了回家模式，此时应该让电动窗帘执行开启窗帘操作还是关闭窗帘的操作？答案是得看时间与场合，那种生搬硬套的当回家就开窗帘的所谓场景模式经不起推敲。我们不妨分析，在别墅或者视野开阔房间的客厅，主人在一个阳光明媚的下午回家，房间内的窗帘因上一个场景模式联动已经完全关闭了窗帘，那么此时回家模式就应该打开外帘（甚至也打开内帘），让下午的阳光照射进来，享受充满活力的下午时光。我们再分析另一个情境，在酒店客房，傍晚时分，客人从外面回到房间，打开房门的时刻酒店智能家居系统执行的回家模式应该是关闭窗帘，无论前一个操作下窗帘是在关闭，还是全天、半开状态，因为客人回房间后可以有脱衣、放松、情侣亲密等动作行为，酒店窗外属公共区域，会存在泄露个人隐私的风险，所以窗帘应该被全部关闭充当分隔遮挡物负责保护隐私。电动窗帘在拥有足够私人空间（尤其是室外花园）的别墅才能充分的功能发挥条件，因为不用考虑隐私保护问题。
值得注意的是，如今电动窗帘的大量设计与安装后，出现一种营造仪式感的使用模式，而不是站在实际的遮阳、管理散射光、分隔遮挡与保护隐私的需求满足来使用。我们看到的那种程式化的设计就是回家开窗帘，睡觉关窗帘，离家关窗帘、下雨关窗帘等，成为一种仪式感形式的存在，其实不应该是这样的，仪式感是一种文化与习惯物化的东西，开关窗动作显然不能上升到这个层面，智慧空间设计里有些要素可以上升到仪式感层面，例如过生日时，背景音乐播放生日歌、智能照明系统执行生日仪式照明模式这都可以成为仪式感的一部分。我们要做到更加人性化、个性化的设计就是要深究每个场景的真实需求，然后拆解为每个要素的匹配与供应。
设计要点四：人工光满足功能与情感的双重需要
从一开始时，就将人工光的需求满足同时放在功能和情况两个视角来看待，而非单一的先功能后情感，或者先情感后艺术。有一种提法是将人工光的需求满足分为功能性和艺术性，考虑到艺术性仍属于人在审美这种情感满足的一部分，所以我们就统一以情感满足来分析。
在一个智慧空间中，通过人工光的设计使用，可以实现塑造形象、建构空间、突出重点、演现色彩、装饰环境的目的。
光塑造形象：物的形象只有在光的作用下才能被视觉感知。正确地设光（指光量，光的性质和方向）能加强设计造型的三维立体感，提升艺术效果，反之则导致形象平淡或歪曲。
光建构空间，明和暗的差异自然地形成室内外不同空间划分的心理暗示。光的微妙的强弱变化造就空间的层次感。光渲染气氛：晴空万里，细雨连绵，不同的环境带给我们不同的心情，这当中光的变化起着重要作用。光渲染的气氛对人的心理状态和光环境的艺术感染力有决定性的影响。
光突出重点：没有重点就没有艺术而落人平庸。强化光的明暗对比能把表现的艺术形象或细节实现出来，形成抢眼的视觉中心。极高的对比还能产生戏剧性的艺术效果，令人激动。
光演现色彩：显色性好的人工光源可以象天然光一样真实地演现环境，人和物的缤纷色彩；显色性差的灯则造成颜色变异，丧失环境色彩的勉力。彩色灯光赋于光环境情感意识，使一些颜色响亮，但也会使一些颜色受到扭曲。
光装饰环境：光和影编织的图案，光洁材料反射光和折射光所产生的晶莹光辉，光有节奏的动态变化，灯具的优美造型都是装饰环境的宝贵元素，引人入胜的艺术焦点。
设计要点四：人工光设计时应考虑光和空间的关系
1、 光本身的性质，人工光与自然光由于光源的区别，在使用时考虑的参考变量不一样，首先自然光因发光光源来自于太阳，室内获得的光与节气、天气、时辰有关，不是一个常量，而人工光的发光光源是恒定的，在不进入调光操作时就是一个恒定的光。
2、 光的形状与空间的利用；光源在墙面上的高低位置对室内光照的影响。洗墙灯不仅大量应用在公共建筑物的外立面，如今也正在应用到室内过道、餐厅、书房墙面。一方面与顶底部灯带共同组成氛围灯，另一方面也独立表达墙面及与陈设艺术品/绿植共同组成的空间艺术感。
3、 光射入空间后的光域范围；如今光源有一些特性指标来约束光域范围，尤其是光束角。而一些专业灯具如照画灯则是以隔光片物理阻断光源方式营造特定形状的光域。
4、 透光材料（全透、半透，材料的色彩对光色的影响）；氛围照明，以及结合了室内陈设艺术的光源在大量采用透光材料来进行设计，例如熹道堂古琴体验空间中采用的月球灯、月亮灯就是采用特别的透光材料制作。
5、 室内不同形式、不同位置的承影面（墙面、地面、屋面）对室内光空间的影响；以往在大型公共建筑物使用的天花照明、氛围照明、踢脚线照明如今也正被广泛运用到了室内空间照明，这给室内照明带来了更多可灵活匹配的元素。在人的生理需求与心理认同来说，任何一个封闭的空间都可以与天地形成的广阔空间进行类比，例如在卧室内，天花是天，地板是地，墙面是山川森林，那么，我们天花板的氛围灯/磁吸轨道灯/筒灯其它就是要尽可能地模拟天空的光，这一点上易来的青空灯表现得更为极致。地板的踢脚线、底部灯带、夜灯就是要模拟大地的亮光，不管是白天给我们的反射光，还是夜晚的路灯/万家灯火，给我们很踏实富足的感觉。而墙面是山川森林以及各种作物，照射在这种表面的光让我们感知我们的存在状态、我们的边界，以及获得的认可与支持，越是私密和安全感需求强烈的空间，封面的硬实感、稳定感需求越强，换句话说，这种空间要给予更多的厚实的包裹感，类似原始人在山洞的那种感觉。
6、 光在室内的明暗变化，小面积亮光与大面积光域对室内气氛营造的差别，可以用对比以营造空间变化。明暗变化及照明空间区域的变化是通过智能照明控制系统完成的，无论是最终实现的空间照明结果，还是实施这个结果的渐进式过程，都是空间光的功能与情感表达内容。
设计要点五：无处不在的调光
与智慧空间设计中的“无处不在的音乐”一样，“无处不在的调光”也是智慧空间设计中的基本理念，只不过这里的调光是指对自然光和人工光的调和，而不是滥用。正是由于空间被物理分割，才出现了依附于不同空间载体的光的表达，如果没有这样的物理分割，光被混合与干扰，也就无法获得所需的最合适的光环境，所以被分割的空间给了我们营造个性化、艺术化的光环境的可能性，这与人的基因生长环境就差异最终成就了不同的个性原道理是一样的，所以，我们要做的就是用光来实现我们的空间需求表达我们的情感。
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