好不容易去趟博物館,看到精美的文物想拍張照片發(fā)個朋友圈,可拍完卻發(fā)現(xiàn)展柜玻璃的反光讓拍出來的照片藝術(shù)感瞬間全無。
反光嚴重影響了拍到的展品,小紅書@大紫地瓜
可為什么有些人拍出來的文物看起來就像沒有玻璃一樣?
獸首外面的玻璃幾乎看不見,小紅書@Eleven二狗
難道網(wǎng)上說的“好玻璃不反光”是真的?
確實是,好的玻璃真的不反光,或者更準確地說,它們的反射率更低。
玻璃透光但也反光
玻璃反光這個現(xiàn)象在生活中實在是太常見了。玻璃反光和玻璃本身及光線的明暗、照射角度等都有關(guān)系。
我們先從玻璃本身說起。
玻璃雖然能夠透過大部分的光線,但它們在透過光線的同時,也會反射一部分光線。這和玻璃以及空氣的折射率差異有關(guān)。
一般玻璃的折射率大約是 1.5,而空氣的折射率大約是 1。折射率的差異不僅會讓光在穿過兩種介質(zhì)的時候發(fā)生偏折,還會讓光線在經(jīng)過兩種介質(zhì)界面的時候發(fā)生反射。
光在照射到玻璃表面的時候,大約有 4% 的光線會被反射回來。而當光線進入玻璃,從玻璃中再次進入空氣時,同樣又會有 4% 左右的光被反射回來,所以沒有經(jīng)過特別處理的玻璃反射率大約為 8%。
有些帶有雜質(zhì)的普通玻璃反射率更高,所以玻璃看起來挺透明的,但你依然可以通過它看到自己被反射回來的影像。
圖丨自己拍的
減反射玻璃
為了消除這個影響,我們可以對玻璃進行優(yōu)化,減少被玻璃反射回來的光線的量(也就是減少反射率)。反射回來的光越少,我們受到的干擾也就越少。
這些減少反射率的玻璃,又被稱為減反射玻璃,或者叫低反射玻璃、抗反射玻璃。
制造這樣的玻璃工藝很多,大致可以分為兩大類。
第一大類是對玻璃表面進行刻蝕,讓玻璃的表面粗化,你可以理解為不再那么光滑平整。
這樣一來,光線在穿過玻璃的時候雖然還是會被反射,但因為表面粗化之后玻璃表面不再平整了,反射回的光線會被分散往四面八方,看起來就不那么明顯了。
另一類更常見的處理方式是對玻璃表面進行鍍膜。鍍膜的折射率是已知的,通過精確調(diào)整鍍膜的厚度可以讓反射光發(fā)生相消干涉。
利用干涉相消原理的單層鍍膜,圖片來源:參考文獻[1]
也就是說,光線在照射到鍍膜表面時,以及穿過鍍膜照射到玻璃表面時,還是會發(fā)生反射,但這些反射光的相位剛好相反,可以發(fā)生干涉相互抵消,這就使得反射回來的光線看起來變少了,從而達到降低反射率的目的。
另外,鍍膜的折射率一般介于空氣和玻璃之間,相當于在空氣和玻璃之間設(shè)置了一個“緩沖地帶”,可以減少被反射回的光線量,進而降低反射率。
鍍膜的折射率介于空氣和玻璃之間,也可以降低反射率,圖片來源:參考文獻[2]
還有研究者嘗試將減反射膜的折射率設(shè)置成階梯變化的,接近空氣的部分折射率小,接近玻璃的部分折射率大,進一步降低反射率。
總之,人們是可以通過各種工藝,讓玻璃的反射率降低,進而讓玻璃變得更不容易反光?,F(xiàn)在的減反射玻璃甚至可以把反射率降低到 1% 左右。
好的減反射玻璃不便宜
雖然減反射玻璃反射率低,但制造一個好的減反射玻璃可不簡單,比如,膜的厚度需要非常精確,而且還需要讓這些膜牢牢貼附在玻璃表面。這也使得減反射玻璃的制造成本非常高。
再加上有些博物館對玻璃還有特殊要求,比如在保證低反射率的同時,又要能阻隔紫外線,減少紫外線對文物展品的損傷。
還有,玻璃在長期的放置過程中也不能發(fā)生彎曲(玻璃本身非常重),這些都會讓“好玻璃”的價格進一步增加。
北京畫院展柜采購中標公告,圖片截取自參考資料[3]
2024 年北京畫院采購的觀摩室展柜,一組展柜價格在 70 多萬元。另外,2024 年國家博物館采購的 20 多組低反玻璃展柜,預(yù)算也高達 578.2 萬元。所以,好的玻璃確實更不容易反光,但想要用這樣的玻璃預(yù)算也得跟得上。
上海博物館青銅展區(qū)全部采用的是減反射玻璃,圖片來源;小紅書@上海博物館
光線同樣會影響反光
除了使用減反射玻璃,光線同樣會影響觀看體驗。
其實這樣的現(xiàn)象在家里就能觀察到。舉個最典型的例子,白天房間里光線弱,我們看窗外景象的時候是不會看到房間里物體被反射回來的像。但到了晚上,窗外暗房間內(nèi)亮,這時透過窗子看過去,幾乎全都是房間里的像。
展柜在設(shè)計的時候也是一樣的道理。假如展柜內(nèi)部的光線強度比外部的弱,那我們更容易看外部的反光。
展柜外使用了過量的輔助光,影響展品觀賞效果,圖片來源:參考文獻[4]
另外,展柜內(nèi)外光源的位置擺放同樣需要注意。比如,盡量不要讓展柜內(nèi)的光源直接照射到展柜外,在照射展品的時候,也要考慮展品的形狀、質(zhì)地,確保照射到展品上的光線足夠均勻,盡可能還原出展品最自然的狀態(tài)。
布光不合理造成局部眩光,圖片來源:參考文獻[4]
還有,假如在展柜外要使用頂燈,也盡量不要讓頂燈的反射光線出現(xiàn)在觀賞者的頭部區(qū)域,否則在展柜的玻璃上就很容易出現(xiàn)燈泡的影像。
可以在畫上看到展柜外的頂燈影像丨自己拍的
總之,想要讓博物館里的展柜“不反光”,需要特制的玻璃和專業(yè)的照明、光路設(shè)計,是科技和設(shè)計的完美結(jié)合。這背后確實需要“鈔能力”的支持,也希望越來越多的博物館能擁有這樣的“鈔能力”,把文物更好地呈現(xiàn)在觀眾面前。
參考文獻
[1]孫慧慧.高減反射玻璃的水熱法制備及其影響因素的探究[D].廈門大學(xué),2022.
[2]張新超,黃耕文,孫國亮.光伏組件用減反射鍍膜玻璃透光率探析[J].玻璃,2025,52(02):1-5.
[3]https://ggzyfw.beijing.gov.cn/jyxxzbjggg/20240605/4550436.html
[4]季晨.博物館陳列用光研究[D].南京師范大學(xué),2014.
策劃制作
作者丨科學(xué)邊角料 科普創(chuàng)作者
審核丨孫明軒 上海工程技術(shù)大學(xué)教授、中國科普作家協(xié)會會員
策劃丨張林林
責編丨甄曦
審校丨徐來、張林林
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