基于名畫的數(shù)字地圖設(shè)計(jì)初探

李汝嫣，焦繼宗，頡耀文，段含明，魏寶成

(蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，甘肅 蘭州 730000)

地圖作為空間信息可視化的載體，應(yīng)用地圖語言(符號(hào)與注記系統(tǒng))儲(chǔ)存制圖區(qū)域內(nèi)的空間信息。色彩作為地圖符號(hào)的基本元素之一，是最活躍的視覺變量[1-2]。地圖設(shè)計(jì)過程中，制圖者通過圖形符號(hào)的選擇，尤其是對(duì)符號(hào)色彩的選擇表達(dá)各種空間關(guān)系。色彩的探索是地圖設(shè)計(jì)過程中的重要一步，也是地圖設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)難題[3-5]。地圖色彩既要滿足地理要素間對(duì)比的需要，又要使地圖具有吸引力。采取合理的配色方案可以提高地圖的表現(xiàn)力、地圖設(shè)計(jì)的靈活性及地圖的清晰度，增加地圖美感[6]。如何準(zhǔn)確把握地圖配色規(guī)律，確保地圖圖面配色協(xié)調(diào)，符合美學(xué)要求和大眾審美觀點(diǎn)，一直是制圖者關(guān)注的熱點(diǎn)問題[4-9]。關(guān)于地圖色彩設(shè)計(jì)的研究，目前還處于理論研究階段[10]。有的研究從地圖色彩設(shè)計(jì)知識(shí)的角度入手，通過專業(yè)人員總結(jié)的常用的地圖用色習(xí)慣，再以色彩和諧理論為基礎(chǔ)，指導(dǎo)非專業(yè)制圖設(shè)計(jì)人員更科學(xué)合理地進(jìn)行地圖色彩設(shè)計(jì)[11-12]。有研究從美學(xué)角度出發(fā)，將美學(xué)尤其是美術(shù)學(xué)的用色觀點(diǎn)、方法應(yīng)用到地圖設(shè)計(jì)中，以適合于地圖用途的美學(xué)形式來美化地圖[6，13]。有的研究從色彩心理學(xué)角度出發(fā)，基于視覺表象、感性意象等進(jìn)行地圖色彩定量感性設(shè)計(jì)[14-15]。因此，地圖不僅具有科學(xué)性、實(shí)用性，還具有藝術(shù)性。藝術(shù)性也是影響地圖設(shè)計(jì)的重要因素[16-18]。

繪畫作為藝術(shù)作品的表現(xiàn)形式之一，與地圖均是人們對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的高度概括與提煉。2008年在維也納召開的制圖學(xué)與藝術(shù)研討會(huì)上，學(xué)者首次提出可以將繪畫藝術(shù)應(yīng)用到地圖設(shè)計(jì)中[19]。名畫，即著名的繪畫，這里指有著深遠(yuǎn)影響和價(jià)值、藝術(shù)性較高且廣為流傳的繪畫。名畫具有基于情感體驗(yàn)喚起思想的能力，還有色調(diào)豐富、對(duì)比度高、色彩和諧等特點(diǎn)，而色彩和諧通常是非藝術(shù)家較難達(dá)到的水平[19]。因此，色彩鮮艷的精美名畫在一定意義上也是色彩和諧的最佳來源，制圖者們可以以此嘗試設(shè)計(jì)更好的地圖模板。

與繪畫不同的是，地圖具有藝術(shù)性和信息載體雙重特性，且二者傳遞信息的目的、方式及途徑均有所區(qū)別。借鑒怎樣的繪畫進(jìn)行地圖設(shè)計(jì)，如何從繪畫中合理地借鑒色彩，本文針對(duì)以上問題進(jìn)行初步討論，對(duì)比分析應(yīng)用不同風(fēng)格名畫色彩模式的地圖設(shè)計(jì)結(jié)果，探索一種可行的基于名畫的按需地圖設(shè)計(jì)方法。

1 色彩學(xué)基本原理

1.1 RGB色彩模式

色彩可分解為3種基本色彩：紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)，即三原色，在自然界中肉眼所能看到的任何色彩都可以由這3種色彩混合疊加而成，因此也稱為加色法模式。電視機(jī)、計(jì)算機(jī)顯示屏、幻燈片等都是基于加色法模式來呈色。本文通過記錄名畫像元的RGB值提取名畫的調(diào)色板，分析其色彩模式，并為地圖要素著色，進(jìn)行數(shù)字地圖設(shè)計(jì)。

1.2 近似色與互補(bǔ)色

在色環(huán)上60°角內(nèi)的色彩統(tǒng)稱為近似色，以近似色為主題的色彩方案可以實(shí)現(xiàn)色彩和諧，接近自然界的色彩，但其對(duì)比性不強(qiáng)，適用于表達(dá)某一現(xiàn)象的定量特征或同一類型的不同事物。表達(dá)多種要素時(shí)，可以采用對(duì)比色或互補(bǔ)色。所謂的互補(bǔ)色，就是以適當(dāng)比例混合后能產(chǎn)生黑、白、灰等非彩色的色彩，通常是色環(huán)中位置相對(duì)的顏色。在地圖色彩方案中實(shí)現(xiàn)補(bǔ)色并列，能夠引起強(qiáng)烈的視覺對(duì)比，同時(shí)達(dá)到整體的平衡狀態(tài)，在整體圖面中具體而又鮮明地顯示出對(duì)立的各種地理要素。

1.3 冷色與暖色

暖色由紅色調(diào)組成，如紅色、橙色和黃色，易使人聯(lián)想到太陽、火焰和熱血，給人以親密、溫暖、熱烈和愉快的感覺。冷色來自于藍(lán)色色調(diào)，如藍(lán)色、綠色和紫色，常給人以距離、涼爽、寧靜和悲傷的感覺。在制作研究區(qū)位置圖時(shí)，以大量的冷色構(gòu)成主色調(diào)，為地圖背景著色，以少量的暖色為研究區(qū)著色，可起突出作用，將讀者的視線瞬間吸引到研究區(qū)所處位置。

2 方 法

從互聯(lián)網(wǎng)上可以訪問到許多繪畫，雖然每一幅著名繪畫都有數(shù)百個(gè)復(fù)制品，且無法與原作相提并論，顏色也不完全相同，但是僅就制圖而言，由繪畫的復(fù)制和數(shù)字化引起的色彩變化，其色彩偏移通常是均勻的，即使在一定程度上減少了藝術(shù)性，卻不會(huì)降低作為地圖色彩方案的適用性。

2.1 提取名畫調(diào)色板

從繪畫中汲取顏色主要有兩種方法：一種是使用顏色模式制作工具汲取顏色并導(dǎo)出調(diào)色板，但這種方式通常都有顏色數(shù)目的限制；另一種是通過圖像處理軟件中的“吸管/顏色選取器”工具汲取顏色，創(chuàng)建新的顏色樣本，這種方法沒有數(shù)目上的限制，但是繪畫放大程度越大，可區(qū)分的顏色也就越多。以凡·高的《星空夜》為例，利用Adobe Photoshop CC 2014中的吸管工具提取繪畫像元的RGB值，記錄了繪畫中最具特色的14種色彩，即《星空夜》調(diào)色板(如圖1所示)。

2.2 基于名畫色彩模式的地圖色彩設(shè)計(jì)

為了保留名畫的色彩特征，首先要分析其色彩模式，即該繪畫調(diào)色板包含了哪些色彩，各色彩在繪畫中的面積占比如何，達(dá)到了何種效果；然后根據(jù)案例區(qū)域各土地利用類型的數(shù)量特征(主要考慮面積占比和空間頻率)，結(jié)合繪畫的色彩模式選取合適的顏色，以繪畫的主色調(diào)為基本地類(面積占比最大)著色，根據(jù)常規(guī)和對(duì)比度對(duì)其他地類顏色進(jìn)行調(diào)整。

如《星空夜》使用了大面積的藍(lán)色系與棕黑色，黃色、綠色、白色的面積占比較小，但是卻起到了突出強(qiáng)調(diào)的作用，冷暖色、互補(bǔ)色的并列使《星空夜》輕易達(dá)到了對(duì)比中和諧。本文的樣例制圖區(qū)域?yàn)樘m州市東城區(qū)部分地區(qū)，主要包含5個(gè)要素：建筑、道路、水體、土地和標(biāo)簽。從《星空夜》調(diào)色板中選取主色調(diào)藍(lán)色系作為主要色塊，選擇黃色、綠色和黑色作為輔色，以淺藍(lán)色標(biāo)識(shí)占比最大的土地、深藍(lán)色標(biāo)識(shí)水體，將道路標(biāo)記為較為突出的黃色，將零星分布的公園和標(biāo)簽標(biāo)記為綠色、黑色(圖2(a)所示)。以大量的冷色(藍(lán)色)作為地圖背景色，少量的暖色(黃色)可以瞬間吸引讀者的視線，這種配色方案突出強(qiáng)調(diào)了道路的空間分布情況，適合制作交通地圖，而不適合制作各類型重要性等同的土地利用地圖。該地圖通過主色調(diào)藍(lán)色創(chuàng)造出陰沉、憂愁的氛圍，卻難以復(fù)制出《星空夜》通過“黑色火舌般的柏樹”與“旋渦狀的星點(diǎn)與月亮”等意象表達(dá)的躁動(dòng)不安的情感特征。

2.3 結(jié)合傳統(tǒng)制圖規(guī)則的地圖色彩設(shè)計(jì)

地圖設(shè)計(jì)中有其必須遵循的規(guī)則與傳統(tǒng)。直接應(yīng)用繪畫色彩模式的地圖設(shè)計(jì)雖然能夠最大限度地保留繪畫的色彩與情感特征，但是可能違背讀者的普遍認(rèn)知，如藍(lán)色代表水體，黃色代表沙漠環(huán)境等。

合適的語境關(guān)聯(lián)能幫助人們有效地解讀地圖[20]，因此，圖2(a)這種配色方案可能會(huì)擾亂地圖信息，減弱地圖的可讀性。圖2(b)是整合繪畫色彩模式與常規(guī)制圖規(guī)則的一種應(yīng)用：水體用藍(lán)色標(biāo)識(shí)，植被用綠色表示，不同地類采用不同色調(diào)，地類與背景之間對(duì)比鮮明。調(diào)整后的配色方案保證了各地類之間的對(duì)比性，而不會(huì)過分強(qiáng)調(diào)某一地類，適于進(jìn)行與土地利用圖類似的各類型重要性等同的面狀符號(hào)配色。

3 基于名畫色彩模式的地圖設(shè)計(jì)應(yīng)用

繪畫要描繪某個(gè)場(chǎng)景或表達(dá)某種情感，需要借助特定的構(gòu)圖方式和色彩搭配。將名畫的色彩模式應(yīng)用到地圖設(shè)計(jì)中去，也應(yīng)從構(gòu)圖和色彩兩個(gè)方面考慮。本文選取野獸派、印象派、未來主義、浪漫主義、現(xiàn)實(shí)主義和表現(xiàn)主義6個(gè)西方美術(shù)史上的典型流派的經(jīng)典繪畫，進(jìn)行地圖設(shè)計(jì)的借鑒分析。這6個(gè)畫派在構(gòu)圖方式和色彩搭配上各具風(fēng)格、特色鮮明。野獸派繪畫熱衷于運(yùn)用鮮艷、濃重的色彩創(chuàng)造強(qiáng)烈的畫面效果；印象派繪畫通過色彩的微妙變化描繪眼中所見之景；未來主義繪畫利用立體主義的分解物體的方法來表現(xiàn)動(dòng)的場(chǎng)面和動(dòng)的感覺；現(xiàn)實(shí)主義忠于現(xiàn)實(shí)，描繪創(chuàng)作者真實(shí)所見的形狀與色彩；表現(xiàn)主義通過對(duì)現(xiàn)實(shí)的扭曲和抽象化，以及對(duì)創(chuàng)作客體色彩進(jìn)行重組，表現(xiàn)創(chuàng)作者自身的內(nèi)心狀態(tài)與理想訴求；而浪漫主義則是通過色彩與構(gòu)圖的配合抒發(fā)對(duì)理想世界的熱烈追求。

3.1 構(gòu)圖特征鮮明的名畫

未來主義作品強(qiáng)調(diào)構(gòu)圖的重要性，熱衷于利用立體主義分解物體的方法，描繪光與聲音，創(chuàng)造出運(yùn)動(dòng)的效果，表現(xiàn)畫面內(nèi)部的張力。然而，在地圖設(shè)計(jì)過程中，各地類的形狀往往是確定的，不會(huì)因需要表達(dá)的情感而有所改變，因此，圖3(b)分別是基于未來主義名畫《水星在太陽前面經(jīng)過》和《城市的興起》色彩模式所設(shè)計(jì)的地圖，簡(jiǎn)單復(fù)制了繪畫的色彩模式，卻無法通過形與色的配合，復(fù)制繪畫中運(yùn)動(dòng)與力量的精髓。

3.2 色彩特征鮮明的名畫

野獸派畫家熱衷于運(yùn)用鮮艷、濃重的色彩，以直率、粗放的筆法，采用暗面與亮面的對(duì)比，創(chuàng)造強(qiáng)烈的畫面效果。因此，野獸派繪畫的調(diào)色板更加易于提取，且色調(diào)更為豐富，基于其色彩模式設(shè)計(jì)的地圖畫面感更強(qiáng)(如圖4(a)、(b)所示)。《布吉瓦鄉(xiāng)村》一畫反映了布吉瓦鄉(xiāng)村所特有的景觀色彩特質(zhì)，由此設(shè)計(jì)的地圖也更能反映出該區(qū)域的自然和人文環(huán)境特征[21]。

印象派畫家根據(jù)眼中景色和直觀感受作畫，創(chuàng)造和諧的感覺，同時(shí)保持充足的對(duì)比度，以達(dá)到色彩和光感美的極致。因其大膽的筆觸，我們可以輕易地識(shí)別色彩之間的界限，提取繪畫的調(diào)色板與色彩模式進(jìn)行數(shù)字地圖設(shè)計(jì)，使用印象派風(fēng)景畫進(jìn)行地圖色彩設(shè)計(jì)，將其應(yīng)用到名畫所繪地區(qū)(如圖4(c)、(d)所示)，可以反映當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐木坝^色彩特質(zhì)[22-24]，但不一定適用于非所繪區(qū)域。

印象派繪畫大多遵循互補(bǔ)色理論，可以從中提取出基于互補(bǔ)色原理的補(bǔ)充對(duì)比的雙極色標(biāo)(如圖5所示)，許多地理主題都可以使用這種色標(biāo)，當(dāng)然冷暖色對(duì)比的雙極色標(biāo)也是適用的。

3.3 構(gòu)圖與色彩配合特征鮮明的名畫

浪漫主義主張表現(xiàn)個(gè)性化，強(qiáng)調(diào)光和色彩的強(qiáng)烈對(duì)比，以飽和色調(diào)、動(dòng)蕩的構(gòu)圖、奔放而流暢的筆觸抒發(fā)對(duì)理想世界的熱烈追求。籍里柯的《梅杜薩之筏》主色調(diào)為紅棕色，整體色調(diào)偏暗沉，多為近似色，由此設(shè)計(jì)的地圖(如圖6(a)所示)色彩略顯單一，不同地類之間的對(duì)比度不高，更適于用作莊嚴(yán)典雅的環(huán)境下，給人以內(nèi)斂、穩(wěn)重、富有歷史文化底蘊(yùn)之感。德拉克洛瓦的《自由領(lǐng)導(dǎo)人民》色調(diào)更為豐富，可獲取的色彩更多，設(shè)計(jì)出的地圖(如圖6(b)所示)各地類之間對(duì)比鮮明，更加輕快明朗，活潑而有張力。兩幅繪畫的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)將名畫的色彩模式應(yīng)用到地圖設(shè)計(jì)中去，使地圖達(dá)到圖面色彩和諧，但通過名畫場(chǎng)景內(nèi)容描繪而表達(dá)的情感內(nèi)容卻有所丟失。

現(xiàn)實(shí)主義主張仔細(xì)觀察事物的外表，用畫筆客觀地描繪所見事物，真實(shí)地反映現(xiàn)實(shí)生活和自然風(fēng)貌。繪畫所用色彩皆來源于現(xiàn)實(shí)生活，基于其人物畫色彩模式設(shè)計(jì)的地圖與其他風(fēng)格繪畫應(yīng)用結(jié)果類似，地圖色彩和諧而藝術(shù)性與個(gè)性不足(如圖6(c)、(d)所示)，基于其風(fēng)景畫色彩模式設(shè)計(jì)的地圖在保證色彩和諧的同時(shí)，可以反映當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐木坝^色彩特質(zhì)。

表現(xiàn)主義繪畫根據(jù)創(chuàng)作者自身的內(nèi)心狀態(tài)、精神體驗(yàn)和理想訴求對(duì)創(chuàng)作客體的色彩進(jìn)行重組。常借助扭曲和抽象化的形狀營造情感氛圍，引觀賞者共鳴，具有極強(qiáng)的主觀性、象征性與裝飾性特征。地圖中各地塊的形狀是一定的，樣例制圖區(qū)域地塊形狀相對(duì)規(guī)則，因此，僅根據(jù)《吶喊》和《吻》色彩模式設(shè)計(jì)出的兩幅地圖(如圖6(e)、(f)所示)，可以復(fù)制繪畫采用的色彩模式，而無法復(fù)制出繪畫本身所表達(dá)的情感內(nèi)容。

3.4 視覺構(gòu)圖特征一致的名畫

選擇與樣例制圖區(qū)域構(gòu)圖特征類似的名畫——《百老匯爵士樂》，進(jìn)行數(shù)字地圖設(shè)計(jì)(如圖7所示)。設(shè)計(jì)結(jié)果以明亮的黃色(道路)為主，混雜紅(建筑)與藍(lán)(標(biāo)簽)形成繽紛彩線，彩線間又散布著紅(建筑)、黃(道路)、藍(lán)(水體)色塊，營造出節(jié)奏變換和頻率震動(dòng)，仿佛充滿節(jié)奏感的爵士樂，又仿佛夜幕下現(xiàn)代都市不滅燈光的縱橫閃爍。

4 結(jié)果分析

4.1 按需地圖設(shè)計(jì)

自20世紀(jì)90年代中期以來，以用戶為中心的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)流傳開來，以功能為導(dǎo)向的地圖設(shè)計(jì)正在轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注用戶的思想[25]，為地圖用戶提供視覺滿足感，刺激用戶情緒，并強(qiáng)烈地傳達(dá)某種新的信息[26-29]。面向不同的用戶需求，適用的名畫也不相同，現(xiàn)實(shí)主義和印象派的風(fēng)景畫適用于一般性的地圖設(shè)計(jì)，而對(duì)裝飾性地圖及個(gè)性化地圖設(shè)計(jì)而言，可能其他風(fēng)格繪畫的色彩模式更為適用。因此需要根據(jù)用戶數(shù)據(jù)類型、用戶需求、用戶偏好及其認(rèn)知特征進(jìn)行名畫選擇，讓用戶參與到名畫選擇中來。在滿足傳統(tǒng)制圖規(guī)則的前提下，充分考慮以用戶為中心的設(shè)計(jì)元素，反映與地圖用戶的交互，完成按需地圖設(shè)計(jì)。

4.2 視覺構(gòu)圖相似

名畫常借助色彩和構(gòu)圖間的配合來表現(xiàn)某種現(xiàn)象或表達(dá)某種情感，僅使用名畫色彩模式設(shè)計(jì)的地圖可以復(fù)制其色彩使用特征，而無法將其要表達(dá)的情感內(nèi)容表現(xiàn)出來。使用與制圖區(qū)域視覺構(gòu)圖相似的繪畫進(jìn)行地圖設(shè)計(jì)，可以更好地復(fù)制繪畫特征，甚至可將繪畫所表達(dá)的情感內(nèi)容完美復(fù)制。

4.3 語境正確合宜

在普通地圖設(shè)計(jì)過程中，當(dāng)語境正確合宜時(shí)，色彩與地物之間的關(guān)聯(lián)可以幫助人們有效地解讀地圖[12]，以風(fēng)景畫色彩模式為參考設(shè)計(jì)地圖，可以使讀者更好地將地圖要素與真實(shí)地物相關(guān)聯(lián)。而自然因素和人文因素的共同作用決定了一個(gè)地區(qū)或城市的建筑色彩，獨(dú)特的地域色彩又以第一視覺特性反映了一個(gè)城市的特色文化、精神風(fēng)貌和文明程度，闡述該區(qū)域居民的色彩審美心，是一個(gè)地區(qū)形象化、識(shí)別性的標(biāo)志[22-24]。描繪真實(shí)場(chǎng)景的，如現(xiàn)實(shí)主義和印象派的風(fēng)景畫，真實(shí)再現(xiàn)了畫家所見的地區(qū)景觀，從中提取繪畫調(diào)色板及其色彩模式，并將其應(yīng)用到地圖色彩方案設(shè)計(jì)中去，可以充分體現(xiàn)地區(qū)特色，提高地圖信息傳輸效率，從而達(dá)到最好的認(rèn)知效果。

5 結(jié) 語

地圖色彩方案設(shè)計(jì)是一門需要綜合多門知識(shí)的藝術(shù)，不是所有的繪畫都適用于地圖色彩設(shè)計(jì)，繪畫的選擇直接影響地圖設(shè)計(jì)結(jié)果。地圖設(shè)計(jì)要求堅(jiān)持以“以用戶為中心”的設(shè)計(jì)理念，面向不同的用戶需求選取不同的繪畫，鼓勵(lì)用戶參與繪畫選取，以刺激用戶情緒，為用戶提供視覺滿足感。提取并分析傳世名畫的調(diào)色板及其色彩模式，將其應(yīng)用到地圖設(shè)計(jì)中去，可以實(shí)現(xiàn)地圖圖面和諧，提高地圖藝術(shù)性效果，但無法將繪畫的情感特征表現(xiàn)出來。使用與制圖區(qū)域視覺構(gòu)圖相似的名畫進(jìn)行地圖設(shè)計(jì)，可以更好地復(fù)制繪畫的色彩及情感特征，滿足藝術(shù)地圖的設(shè)計(jì)需要。在一般地圖設(shè)計(jì)過程中，除對(duì)比度規(guī)則外，還要結(jié)合傳統(tǒng)的制圖規(guī)則對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，以符合讀者的普遍認(rèn)知，增強(qiáng)地圖可讀性。對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，參考制圖區(qū)域風(fēng)景畫色彩模式設(shè)計(jì)地圖，實(shí)現(xiàn)地圖要素與真實(shí)地物相關(guān)聯(lián)，可以反映當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐木坝^色彩特質(zhì)，體現(xiàn)其特色文化、精神風(fēng)貌和文明程度。

上述基于名畫的地圖設(shè)計(jì)方案，對(duì)于指導(dǎo)地圖設(shè)計(jì)和按需地圖個(gè)性化設(shè)計(jì)研究具有一定的參考價(jià)值，但是如何量化具體的名畫選取指標(biāo)，如何定量評(píng)價(jià)效果地圖的藝術(shù)性、科學(xué)性以及讀者的感受效果，仍然有待進(jìn)一步的研究。