光雕投影的原理　從3D測量到投影・融合與聲音同步

光雕投影是將配合建築等形狀製作的影像，疊合投映於該形狀之上的表現方式。東京都廳第一本廳捨的常設放映，以40台投影機覆蓋寬約110米、高約126米的牆面。本文依據廠商技術資料、研究論文與主辦方發布，解說「測量」對象、「製作」影像、在現場「投映」這3道工序，以及聲音與營運的流程。

正式上演前，也有以縮尺模型確認觀看效果的方法。東京迪士尼樂園於2014年在灰姑娘城堡投影秀開演前，公開了投映在高1.5米（約30分之1）城堡模型上的測試影像。

從作品的評價軸也能看出工序的要點。將於2026年11月14日（週六）舉行決賽的東京國際光雕投影大獎（PMA TOKYO），在東京Big Sight會議棟（Congress Tower）倒三角形外牆（橫94米×縱30米）投映1分30秒以內的作品。徵集要項將「企劃」「構想」「技術」「演出」「製作」列為審查軸，考察是否活用投映面與建築特色、是否發揮音樂與影像的融合等。

測量：將物體的形狀數據化

第一道工序是將投映面的形狀數據化。2001年的論文《Shader Lamps》（Ramesh Raskar 等）在以光賦予白色物體色彩與質感的實驗中，從測量物體的三維形狀開始。所用的是精度0.5毫米的接觸式三維測量儀，測量1件物體約需30分鐘。

測得的形狀會成為由三角形組合而成的數據。約12×12×35釐米的黏土花瓶以7,000個三角形表示，塗白的約70×70×35釐米木制泰姬陵模型則以21,000個三角形表示。

測量建築等大型對象的方法，已在文化財記錄領域加以整理。奈良文化財研究所的金田明大在研究報告（2019年）中，將雷射掃描儀的主要方式分為3種：測量雷射發出到返回時間的ToF法、相位差法，以及運用三角測量的三角法。

據金田介紹，ToF法與相位差法較能抵抗外界光線、可測量大範圍，但精度傾向較低。三角法精度高，但易受外部環境影響，主要用於室內。反射強烈之物或玻璃等光線會多次反射的對象，有時難以測量。在福島縣的櫻田IV遺跡，以相位差法在半天內測量了800多平方米的建築遺跡。

也有從照片復原形狀的攝影測量。結合從多張圖像求取拍攝位置與形狀的SfM（Structure from Motion），以及由其結果計算高密度點集合（點雲）的MVS（Multiview Stereo）。金田寫道，在多需專用設備的方法中，其優點是只要在市售電腦與相機上加入軟體即可測量。

製作：投影機的視點與立體錯覺

形狀數據完成後，需求出與投影機的位置關係。《Shader Lamps》論文將投影機視為與相機相同的透視投影裝置，運用計算機視覺中相機校准的思路。將投映的十字中心逐一對準物體上已知三維位置的約20個標記，再由其對應關係求出3行4列的投影矩陣。

據論文介紹，投影機合計位置、方向與鏡頭特性最多有11個自由度，手動對準相當費工。此方法每台不到5分鐘即可完成校准，誤差通常不到2個像素。只要知道位置關係，就能計算哪個像素的光會照到物體的哪個點。

亮度補正也不可或缺。論文以公式表示：為獲得目標觀看效果所需的投影強度，與距離的平方成正比，與面的反射率以及光照射面的角度余弦成反比。據稱將比60度更傾斜的面設為不投光，以維持亮度範圍並避免偏差。

在影像本身的演出上，立體錯覺是關鍵。光雕投影協會的石多未知行在學術期刊《光學》（2014年）的解說中指出，配合圓形投映立體影像，原本平面的物體看起來就會變得立體，再賦予光與影，空間感與立體感會進一步增強。

也有隨人的動作改變影像的作品。愛知工業大學的小栗真彌在學術期刊《色彩學》（2024年）中，介紹了在紙拉門投影中以Kinect捕捉來場者骨骼、揮手就會降下模仿「ええじゃないか（Eejanaika）」符札的演出。在茶會的和室中，也以雷射測距傳感器檢測腳邊，實現行走時投映於榻榻米上的葉片隨之飛舞的演出。

投映：亮度・台數・融合・幾何補正

要明亮地覆蓋大面積，台數與亮度的組合是關鍵。據Panasonic Connect發布，都廳的常設放映各使用20台50,000流明的「PT-RQ50KJ」與30,500流明的「PT-RZ34KJ」，均為3芯片DLP方式的雷射光源機。據官方網站介紹，獲認證為吉尼斯世界紀錄「最大的建築物光雕投影展示（常設）」的面積為13,904.956平方米。

室內的沈浸式設施，則以更多台數包覆牆面與地面。據朝日電視台2025年9月的發布，東京有明的「RÊVE DES LUMIÈRES」在約1,200平方米的空間中，使用以13,000流明的愛普生「EB-PU2213B」為主的100台以上投影機，以及約60台揚聲器。戶外方面，2013年千葉縣柏站前的活動以35,000流明機2台與20,000流明機6台共8台，投映於高68米的牆面（據石多的解說）。

連接多台投影機影像的技術是「邊緣融合（Edge Blending）」。將相鄰影像的邊緣重疊，使交界處不可見地連接起來。《Shader Lamps》論文提出的方針是：在重疊部分使各投影機光的權重合計為1，並使權重平滑變化。愛普生投射距離模擬器的說明書，將重疊（融合寬度）的預設範圍設為15至45%，並將機身內置功能可設定的最大寬度設為45%。

曲面或斜向投射產生的變形，以幾何補正調整。愛普生的高亮度機具備逐一移動格點的「點補正」（EB-L30000U/L30002U最多33×33點），以及球面・曲面投射補正與角落投射補正。也有以相機自動補正多台機器亮度與色調個體差異的功能（部分機型需外接相機），以及疊合影像以提高亮度的「疊加（Stacking）」。

Panasonic在投影機中標準搭載修正球面與圓柱面投射變形的補正等功能。部分機型可使用以2×2至17×17網格修正局部變形的「Free Grid」。該公司表示可對應從圓柱或球面大型螢幕到巨大建築映射的演出。高亮度化與RGB雷射等投影機的近期動向，整理於雷射投影機動向2026。

聲音與營運：同步・循環・遠程監控

讓影像、聲音與照明準時運作的巧思，可追溯至1950年代的「聲光秀（Son et Lumière）」。據ENSSIB公開的1990年研究報告，早期演出由操作員依劇本所寫的迴路編號切換照明。後來改為在多軌錄音帶的空軌中錄入控制訊號，於既定時刻自動切換照明。歷史介紹於光雕投影的歷史。

如今則使用控制影像、音樂與照明的專用設備或軟體（媒體伺服器）（據《光學》的解說）。都廳的放映使用與投影機聯動的RAMSA立體音響設備，投映的影像以基於「AcroSign」的管理系統進行管理，無需前往現場。以遠程攝像機確認投影情況，設備狀態也線上監控（據Panasonic Connect）。

聲音的傳遞方式也有巧思。都廳放映「TOKYO Night & Light」的官方網站，讓觀眾在放映期間可於網站上播放與現場相同的音樂（部分作品除外）。除惡劣天氣等情況外每天放映，11月預定於17:30至21:30之間放映8次。官方網站也強調使用綠色電力。作品與時間匯總於TOKYO Night & Light 指南。

戶外活動多采用循環播放固定長度影像的營運方式。2025至2026年的松本城以約9分鐘的影像，間隔約3分鐘的休止連續投影。愛知縣廳與名古屋市役所的「AICHI NAGOYA ART&LIGHTS」，交替進行約5分鐘的投影與約5分鐘的燈光照明。2014年開始的東京迪士尼樂園城堡投影是約15分鐘的表演，在影像中結合雷射、探照燈與小型煙火。

戶外投映的條件：暗度・投映面・天氣・閃爍

投影的觀看效果受周圍亮度左右。《Shader Lamps》論文將受投映面性質左右，以及需要受控的昏暗環境光，列為此手法的主要限制。2025至2026年松本城的發布資料也提醒，會期後半日落較晚，放映開始時可能較難看清。

投映面的顏色與材質也有影響。石多寫道，透明物體或黑色牆面通常難以投映影像，但貼上高亮度反光膜即可清楚呈現。愛普生的模擬器也聲明，亮度與對比度結果為計算值，並不保證實際數值。

對天氣的準備也不可或缺。都廳的放映因常設於戶外，開發了具備抗震・防水・防塵性能的專用機箱。松本城在雨雪中、鶴城在雨中也照常投影，遇惡劣天氣則可能中斷或中止。投射方式、吊裝固定與雷射的安全距離，解說於投影機的安裝方法。

影像內容也需顧及周圍。東京都的「光雕投影顯示等相關指南」要求影像或光的閃爍原則上每秒3次以內，鮮艷紅色的閃爍尤須審慎處理。隔著道路時，也要求確認不妨礙訊號燈與道路標誌的效用，且不使駕駛者眩惑。

編輯部視角

將工序拆分來看，可以發現光雕投影既是影像作品，也是測量、光學與營運技術的組合。都廳的40台、有明的100台以上、柏的8台，規模各不相同，但瞭解形狀、對準位置、調整亮度與接縫的步驟是共通的。從企劃到正式演出的流程與費用明細，匯總於如何實施光雕投影。

器材的補正功能已有進步，但投映面的性質與周圍暗度等條件，與2001年論文所列的限制相重疊。若以文化財為舞台，器材設置位置與電源也會增加限制。相關考量與公共指針整理於文化財光雕投影與相關考量。

常見問題

需要幾台投影機？

依投映面的大小、所需亮度與使用機型而異。本文的例子中，都廳為40台，有明的 RÊVE DES LUMIÈRES 為100台以上，2013年柏站前的活動為8台。2012年東京站丸之內站捨的「TOKYO STATION VISION」，以46台超高亮度投影機投映於寬120米×高30米的站捨。

邊緣融合與幾何補正有何不同？

邊緣融合是將多台機器影像的重疊部分平滑連接的處理。幾何補正是指修正曲面或斜向投射所產生變形的處理。愛普生與Panasonic的業務用機型，均可通過機身功能或專用軟體進行調整。使用這類器材企劃・製作活動的公司，介紹於製作公司的文章。

可以去看作品競賽嗎？

東京國際光雕投影大獎 Vol.11 的決賽，將於2026年11月14日（週六）在東京Big Sight會議棟前廣場舉行。據官方網站介紹，16:30開場，免費入場。主題為「ReBORN」，參加決賽的隊伍預定於10月30日公佈。

可按企劃工序閱讀的文章，匯總於致光雕投影・光影活動企劃者的文章指南。

※內容截至2026年10月21日。最新資訊請以官方網站為準。

流明、投射比、邊緣融合等光雕投影用語，簡要解說於光雕投影用語集中。

※首圖：「國寶 松本城天守 光雕投影 2024-2025」（引自HITOHATA, INC. 的新聞稿）

※本文由 TOKYO ART SPHERE 編輯部依據各主辦方・廠商的官方發布，以及研究機構・政府機關的公開資料（截至2026年10月21日）整理而成。

撰文：TOKYO ART SPHERE 編輯部

營運方告知

※資訊披露：首圖的「國寶 松本城天守 光雕投影」，以及本文舉例的「AICHI NAGOYA ART&LIGHTS」「鶴城光雕投影」，是由營運 TOKYO ART SPHERE 的一般社團法人 HITOHATA ASSOCIATION 的關聯法人 HITOHATA, INC. 參與策劃・製作等的活動（營運方資訊）。

營運 TOKYO ART SPHERE 的一般社團法人 HITOHATA ASSOCIATION 的關聯法人 HITOHATA, INC.，從事以國寶・重要文化財、世界遺產與城市地標為舞台的光雕投影，以及沈浸式展示的企劃・演出・製作・營運。配合會場與投映面條件的演出與器材研議，也屬於諮詢範圍。包括預算確定前的階段在內，諮詢請透過HITOHATA, INC. 的諮詢表單聯繫（設有地方政府・公共項目的諮詢項目）。過往業績請見HITOHATA, INC. 的項目業績。