投影映射的原理　从3D测量到投影・融合与声音同步

投影映射是将配合建筑等形状制作的影像，叠合投映于该形状之上的表现方式。东京都厅第一本厅舍的常设放映，以40台投影机覆盖宽约110米、高约126米的墙面。本文依据厂商技术资料、研究论文与主办方发布，解说“测量”对象、“制作”影像、在现场“投映”这3道工序，以及声音与运营的流程。

正式上演前，也有以缩尺模型确认观看效果的方法。东京迪士尼乐园于2014年在灰姑娘城堡投影秀开演前，公开了投映在高1.5米（约30分之1）城堡模型上的测试影像。

从作品的评价轴也能看出工序的要点。将于2026年11月14日（周六）举行决赛的东京国际投影映射大奖（PMA TOKYO），在东京Big Sight会议栋（Congress Tower）倒三角形外墙（横94米×纵30米）投映1分30秒以内的作品。征集要项将“企划”“构想”“技术”“演出”“制作”列为审查轴，考察是否活用投映面与建筑特色、是否发挥音乐与影像的融合等。

测量：将物体的形状数据化

第一道工序是将投映面的形状数据化。2001年的论文《Shader Lamps》（Ramesh Raskar 等）在以光赋予白色物体色彩与质感的实验中，从测量物体的三维形状开始。所用的是精度0.5毫米的接触式三维测量仪，测量1件物体约需30分钟。

测得的形状会成为由三角形组合而成的数据。约12×12×35厘米的黏土花瓶以7,000个三角形表示，涂白的约70×70×35厘米木制泰姬陵模型则以21,000个三角形表示。

测量建筑等大型对象的方法，已在文化财记录领域加以整理。奈良文化财研究所的金田明大在研究报告（2019年）中，将激光扫描仪的主要方式分为3种：测量激光发出到返回时间的ToF法、相位差法，以及运用三角测量的三角法。

据金田介绍，ToF法与相位差法较能抵抗外界光线、可测量大范围，但精度倾向较低。三角法精度高，但易受外部环境影响，主要用于室内。反射强烈之物或玻璃等光线会多次反射的对象，有时难以测量。在福岛县的樱田IV遗迹，以相位差法在半天内测量了800多平方米的建筑遗迹。

也有从照片复原形状的摄影测量。结合从多张图像求取拍摄位置与形状的SfM（Structure from Motion），以及由其结果计算高密度点集合（点云）的MVS（Multiview Stereo）。金田写道，在多需专用设备的方法中，其优点是只要在市售电脑与相机上加入软件即可测量。

制作：投影机的视点与立体错觉

形状数据完成后，需求出与投影机的位置关系。《Shader Lamps》论文将投影机视为与相机相同的透视投影装置，运用计算机视觉中相机校准的思路。将投映的十字中心逐一对准物体上已知三维位置的约20个标记，再由其对应关系求出3行4列的投影矩阵。

据论文介绍，投影机合计位置、方向与镜头特性最多有11个自由度，手动对准相当费工。此方法每台不到5分钟即可完成校准，误差通常不到2个像素。只要知道位置关系，就能计算哪个像素的光会照到物体的哪个点。

亮度补正也不可或缺。论文以公式表示：为获得目标观看效果所需的投影强度，与距离的平方成正比，与面的反射率以及光照射面的角度余弦成反比。据称将比60度更倾斜的面设为不投光，以维持亮度范围并避免偏差。

在影像本身的演出上，立体错觉是关键。投影映射协会的石多未知行在学术期刊《光学》（2014年）的解说中指出，配合圆形投映立体影像，原本平面的物体看起来就会变得立体，再赋予光与影，空间感与立体感会进一步增强。

也有随人的动作改变影像的作品。爱知工业大学的小栗真弥在学术期刊《色彩学》（2024年）中，介绍了在纸拉门投影中以Kinect捕捉来场者骨骼、挥手就会降下模仿“ええじゃないか（Eejanaika）”符札的演出。在茶会的和室中，也以激光测距传感器检测脚边，实现行走时投映于榻榻米上的叶片随之飞舞的演出。

投映：亮度・台数・融合・几何补正

要明亮地覆盖大面积，台数与亮度的组合是关键。据Panasonic Connect发布，都厅的常设放映各使用20台50,000流明的“PT-RQ50KJ”与30,500流明的“PT-RZ34KJ”，均为3芯片DLP方式的激光光源机。据官方网站介绍，获认证为吉尼斯世界纪录“最大的建筑物投影映射展示（常设）”的面积为13,904.956平方米。

室内的沉浸式设施，则以更多台数包覆墙面与地面。据朝日电视台2025年9月的发布，东京有明的“RÊVE DES LUMIÈRES”在约1,200平方米的空间中，使用以13,000流明的爱普生“EB-PU2213B”为主的100台以上投影机，以及约60台扬声器。户外方面，2013年千叶县柏站前的活动以35,000流明机2台与20,000流明机6台共8台，投映于高68米的墙面（据石多的解说）。

连接多台投影机影像的技术是“边缘融合（Edge Blending）”。将相邻影像的边缘重叠，使交界处不可见地连接起来。《Shader Lamps》论文提出的方针是：在重叠部分使各投影机光的权重合计为1，并使权重平滑变化。爱普生投射距离模拟器的说明书，将重叠（融合宽度）的默认范围设为15至45%，并将机身内置功能可设定的最大宽度设为45%。

曲面或斜向投射产生的变形，以几何补正调整。爱普生的高亮度机具备逐一移动格点的“点补正”（EB-L30000U/L30002U最多33×33点），以及球面・曲面投射补正与角落投射补正。也有以相机自动补正多台机器亮度与色调个体差异的功能（部分机型需外接相机），以及叠合影像以提高亮度的“叠加（Stacking）”。

Panasonic在投影机中标准搭载修正球面与圆柱面投射变形的补正等功能。部分机型可使用以2×2至17×17网格修正局部变形的“Free Grid”。该公司表示可对应从圆柱或球面大型屏幕到巨大建筑映射的演出。高亮度化与RGB激光等投影机的近期动向，整理于激光投影机动向2026。

声音与运营：同步・循环・远程监控

让影像、声音与照明准时运作的巧思，可追溯至1950年代的“声光秀（Son et Lumière）”。据ENSSIB公开的1990年研究报告，早期演出由操作员依剧本所写的回路编号切换照明。后来改为在多轨录音带的空轨中录入控制信号，于既定时刻自动切换照明。历史介绍于投影映射的历史。

如今则使用控制影像、音乐与照明的专用设备或软件（媒体服务器）（据《光学》的解说）。都厅的放映使用与投影机联动的RAMSA立体音响设备，投映的影像以基于“AcroSign”的管理系统进行管理，无需前往现场。以远程摄像机确认投影情况，设备状态也在线监控（据Panasonic Connect）。

声音的传递方式也有巧思。都厅放映“TOKYO Night & Light”的官方网站，让观众在放映期间可于网站上播放与现场相同的音乐（部分作品除外）。除恶劣天气等情况外每天放映，11月预定于17:30至21:30之间放映8次。官方网站也强调使用绿色电力。作品与时间汇总于TOKYO Night & Light 指南。

户外活动多采用循环播放固定长度影像的运营方式。2025至2026年的松本城以约9分钟的影像，间隔约3分钟的休止连续投影。爱知县厅与名古屋市役所的“AICHI NAGOYA ART&LIGHTS”，交替进行约5分钟的投影与约5分钟的灯光照明。2014年开始的东京迪士尼乐园城堡投影是约15分钟的表演，在影像中结合激光、探照灯与小型烟火。

户外投映的条件：暗度・投映面・天气・闪烁

投影的观看效果受周围亮度左右。《Shader Lamps》论文将受投映面性质左右，以及需要受控的昏暗环境光，列为此手法的主要限制。2025至2026年松本城的发布资料也提醒，会期后半日落较晚，放映开始时可能较难看清。

投映面的颜色与材质也有影响。石多写道，透明物体或黑色墙面通常难以投映影像，但贴上高亮度反光膜即可清楚呈现。爱普生的模拟器也声明，亮度与对比度结果为计算值，并不保证实际数值。

对天气的准备也不可或缺。都厅的放映因常设于户外，开发了具备抗震・防水・防尘性能的专用机箱。松本城在雨雪中、鹤城在雨中也照常投影，遇恶劣天气则可能中断或中止。投射方式、吊装固定与激光的安全距离，解说于投影机的安装方法。

影像内容也需顾及周围。东京都的“投影映射显示等相关指南”要求影像或光的闪烁原则上每秒3次以内，鲜艳红色的闪烁尤须审慎处理。隔着道路时，也要求确认不妨碍信号灯与道路标志的效用，且不使驾驶者眩惑。

编辑部视角

将工序拆分来看，可以发现投影映射既是影像作品，也是测量、光学与运营技术的组合。都厅的40台、有明的100台以上、柏的8台，规模各不相同，但了解形状、对准位置、调整亮度与接缝的步骤是共通的。从企划到正式演出的流程与费用明细，汇总于如何实施投影映射。

器材的补正功能已有进步，但投映面的性质与周围暗度等条件，与2001年论文所列的限制相重叠。若以文化财为舞台，器材设置位置与电源也会增加限制。相关考量与公共指针整理于文化财投影映射与相关考量。

常见问题

需要几台投影机？

依投映面的大小、所需亮度与使用机型而异。本文的例子中，都厅为40台，有明的 RÊVE DES LUMIÈRES 为100台以上，2013年柏站前的活动为8台。2012年东京站丸之内站舍的“TOKYO STATION VISION”，以46台超高亮度投影机投映于宽120米×高30米的站舍。

边缘融合与几何补正有何不同？

边缘融合是将多台机器影像的重叠部分平滑连接的处理。几何补正是指修正曲面或斜向投射所产生变形的处理。爱普生与Panasonic的业务用机型，均可通过机身功能或专用软件进行调整。使用这类器材企划・制作活动的公司，介绍于制作公司的文章。

可以去看作品竞赛吗？

东京国际投影映射大奖 Vol.11 的决赛，将于2026年11月14日（周六）在东京Big Sight会议栋前广场举行。据官方网站介绍，16:30开场，免费入场。主题为“ReBORN”，参加决赛的队伍预定于10月30日公布。

可按企划工序阅读的文章，汇总于致投影映射・光影活动企划者的文章指南。

※内容截至2026年10月21日。最新信息请以官方网站为准。

流明、投射比、边缘融合等投影映射用语，简要解说于投影映射用语集中。

※首图：“国宝 松本城天守 投影映射 2024-2025”（引自HITOHATA, INC. 的新闻稿）

※本文由 TOKYO ART SPHERE 编辑部依据各主办方・厂商的官方发布，以及研究机构・政府机关的公开资料（截至2026年10月21日）整理而成。

撰文：TOKYO ART SPHERE 编辑部

运营方告知

※信息披露：首图的“国宝 松本城天守 投影映射”，以及本文举例的“AICHI NAGOYA ART&LIGHTS”“鹤城投影映射”，是由运营 TOKYO ART SPHERE 的一般社团法人 HITOHATA ASSOCIATION 的关联法人 HITOHATA, INC. 参与策划・制作等的活动（运营方信息）。

运营 TOKYO ART SPHERE 的一般社团法人 HITOHATA ASSOCIATION 的关联法人 HITOHATA, INC.，从事以国宝・重要文化财、世界遗产与城市地标为舞台的投影映射，以及沉浸式展示的企划・演出・制作・运营。配合会场与投映面条件的演出与器材研议，也属于咨询范围。包括预算确定前的阶段在内，咨询请通过HITOHATA, INC. 的咨询表单联系（设有地方政府・公共项目的咨询项目）。过往业绩请见HITOHATA, INC. 的项目业绩。