現在走在街上,可以看到很多建築物的外牆上貼著大型廣告海報,或裝上各種尺寸的數位看板,人行道上也經常可見大型廣告看板的蹤影。但臺灣有一家醫院卻計畫要打造一間用水泥牆取代數位螢幕的360度影音環繞視聽室。

未來在這間視聽室內,牆面裡藏了多臺投影機,投影的影像將可以穿過透光的水泥牆,在面對著人群的另外一面水泥牆面,投射出影音畫面,就像是數位螢幕一樣。

這種可以成像的透光水泥牆不用插電,也不怕雨水,能設置在戶外,堅固程度和水泥相當,可以作為建築物外牆。若要拿來當作廣告看板,既不用貼上海報,也不用裝上數位螢幕,只需搭配多臺投影機組,就可以直接將組合的影像投射在建築物的外牆上,常見的大型戶外數位看板,未來恐怕要消失了。

這個能夠投影的水泥牆技術稱為透明影視牆(Image Wall),來自台灣光纖。他們在水泥中嵌入光纖,讓光線可以完全穿透,並在水泥牆的另一面呈現出清楚的影像。過去這類透光水泥只被視為一種建材,但台灣光纖找到了不一樣的創新應用,還搶先取得全球專利。

透明水泥不再只是一種建材

早在2001年,匈牙利建築師Aron Losonczi就發明了透光水泥,他將這種建材稱作LiTraCon並取得專利,更在2005年獲得了德國紅點設計大獎,被認定為最高品質的建材。推出後,連續好幾年,透光水泥不只運用在建築,連公共工程都用來打造出獨特的設計,例如,瑞典首都斯德哥爾摩便運用這種透明水泥作為地磚來舖設人行道。白天看起來就跟普通的人行道地磚一樣,晚上卻能夠被埋在底下的燈光照亮。

2010年,上海世界博覽會內的義大利館也採用了透光水泥作為建材。這座由義大利水泥集團和臺灣羅馬崗石集團合作完成的建築,使用了另一種稱為i.light的建築材料,差別在於水泥中嵌入的不是光纖,而是樹脂。義大利水泥集團創意總監Enrico Borgarello表示,用可塑樹脂製成的透明水泥比用光纖製成的透明水泥成本還低,且補光能力更強。

過去這種透光水泥多半利用不同類型的光纖或玻璃纖維來組合出不同的透光效果,呈現出繽紛的光影,但無法完全清楚地成像。台灣光纖改良了透光水泥的製作方式,將光纖密集排列在水泥中來提供可觀賞的成像品質,這種水泥牆已在臺灣及中國有不少的應用案例。

20%的光纖就能讓水泥完全透光

透光影視牆由一塊塊的水泥磚推疊而成,每一塊水泥磚的材質相同,都是將一段段光纖,整齊且無公差地平行嵌入於水泥之中。台灣光纖董事長游朱義表示,磚塊中的光纖比例達到20%,就能讓水泥完全透光,同時保有堅固特性,成為一個砸不破又防水的投影螢幕,這對戶外廣告看板而言是個不容小覷的對手。更大的優點是,這種水泥製成的螢幕不需要散熱,不需要配電,壽命就和建築物一樣。

耗電量低且不需要維護成本

儘管水泥螢幕本身不用耗電,但是透光水泥無法自行發光,得靠投影機來提供影像光源。游朱義表示,以162吋左右的呈像尺寸來估算,透光水泥牆搭配投影機的總耗電量很低,是同尺寸LED螢幕的6.2%,建造成本若不計算投影機設備,則是LED螢幕的四分之一。至於後續營運成本,包括用電、維護、折舊與操作費用等,透光影視牆所需的成本只有LED螢幕的11%。

不過,透光水泥牆的解析度卻低於一般的LED螢幕。以台灣光纖的透光影視牆為例,每平方公尺解析度是4萬畫素,相當於25.8DPI,也就是每吋裏有25~26個光點,若用透光水泥牆來組合成7.2公尺長5.4 公尺寬的螢幕,螢幕畫素可以達到155.5萬,不過,現在4K電視的像素已經可以達到700萬以上。

儘管透光水泥牆解析度遠比不上數位電視,但游朱義表示,水泥螢幕不需要維護成本,而且水泥磚大小、厚度都可以客製化調整。更大的價值是,游朱義表示,透光水泥讓複雜的戶外呈像工作變簡單了,因為所有的事情在這面牆施工完成後就結束了。他認為,這能夠取代戶外的大型廣告看板。

未來他們還計畫要應用在其他領域。例如醫院病房,讓光線可以完全穿透水泥牆面,同時阻隔紫外線對病人的傷害。或是應用於植物工廠外牆、運動場大型計分看板、互動遊戲牆及電影院螢幕等。

歐洲正研發更進階的數位水泥螢幕

無獨有偶,早在5年前,丹麥一家公司Dupont Lightstone也嘗試研發水泥螢幕,後來這家公司更主導了歐盟補助的一項Digistone研究專案來開發數位水泥螢幕(Digital Concrete Screen)。他們在今年6月底時,於歐洲科學開放論壇(EuroScience Open Forum)公開展示了最新的研究成品。

不過,Digistone的數位水泥螢幕製作原理,與台灣光纖的透光影視牆有很大的不同。Digistone在水泥中嵌入了長度更長而且可彎曲的光纖,來傳導畫面訊號,技術難度比台灣光纖的作法更高。

主要差別在於,Digistone的作法並非在水泥磚中嵌入一段段平行整齊排列的光纖,而是像一頭綁住另一頭散開的一束長髮,數位水泥螢幕上的每一光點都連結了一條光纖,再將所有光纖集中到另一面稱為接收面板的小區域中,來接收投影機的影像光源。這麼做的好處是,只需要一臺投影機,就能將畫面傳遞到數位水泥螢幕上的每一個光點上,而不用像台灣光纖的透光影視牆,螢幕面積越大就得搭配越多投影機來成像。

投影機只要投影到螢幕背面的接收面板,影像就可以從光纖的一端顯示出來。Digistone專案將這項產品稱為「數位化」的水泥螢幕。因為技術難度較高,成本也相對較高。Digistone表示,目標是打造出最高只比傳統LED看板貴3成的數位水泥螢幕。

Dupont Lightstone公司總經理Bo Jacobsen表示,就算從1.5公尺來觀賞這種水泥製成的數位螢幕,也能清楚地看到文字及細微的圖像,不只可以作為建築物外牆,也可以放在行人專用區作為廣告看板。而目前做出的解析度是1.5公釐的像素間距,大約是每平方公尺44萬多像素,相當於台灣光纖透光影視牆的10倍解析度。

Bo Jacobsen也表示,相較於數位看板,這種堅固、不容易被人為或天災破壞的水泥螢幕,將是大型戶外廣告公司想找的廣告媒介,目前正在申請這項專利。未來,看似平滑無奇的水泥建築牆面反而變成可以顯示影像的螢幕,不僅美觀好看,也能帶給行人意外的驚喜感。他相信,這將是未來可能普及的技術,建築師會樂於將這些數位螢幕融入建材。

 

歐盟一項Digistone研究專案則正在開發更先進的數位水泥螢幕,只需投影在背面一小塊區域,就能將影像放大呈現到數米長寬的大水泥螢幕上,不過造價比一般大型LED螢幕更貴

 

透光影視牆由一塊塊的水泥磚推疊而成,將一段段光纖,整齊且無公差地平行嵌入於每一塊水泥磚之中。磚塊中的光纖比例達到20%,就能讓水泥完全透光,同時保有堅固特性。


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