國際科技期刊封面圖像錯視理論研究

崔之進 姚鵬

國際科技期刊封面圖像錯視理論研究

崔之進，姚鵬

摘 要 應用圖像錯視理論，滿足科技期刊封面圖像的視覺審美需求，能增強審美傳播效應。通過分析科技封面中的錯視圖式：同構圖式、共用圖式、正負轉換圖式、閉合圖式、矛盾空間圖式、色彩錯覺圖式、光滲錯覺圖式，對科技圖像進行研究。總結科技圖像造型特征：互動特征、悖理特征、聯想特征，并對中國科技期刊封面設計中科技美與藝術美的結合提供策略。

關鍵詞 國際科技期刊; 封面圖像;錯視圖式;錯視理論;啟示

引用本文格式 崔之進，姚鵬.國際科技期刊封面圖像錯視理論研究[J].創意設計源，2020（3）：16-21.

Theoretical Research on Image Illusion of Cover Pictures of International Scientific Journals

CUI ZHIjin，YAO PENG

Abstract Applying the theory of image illusion to meet the visual aesthetic requirements of cover images of sci-tech periodicals can enhance the aesthetic communication effect. By analyzing the mis-view patterns in the cover of the technology： isomorphic patterns， shared patterns， positive and negative conversion patterns， closed patterns， contradictory space patterns， color illusion patterns， light penetration illusion patterns， research on scientific and technological images. Summarize the scientific and technological image modeling features： interactive features， paradoxical features， associative features， and provide strategies for the combination of technological beauty and artistic beauty in the design of the cover of Chinese science and technology journals.

Key Words international scientific journals; cover pictures; theory of image illusion; patterns of image illusion; inspiration

[基金項目] 本文系2020年度中央高校基本科研業務費基金（人文社科）基礎扶持項目“A&HCI收錄藝術學論文數據分析（2009-2019）”（項目編號：2242020S20034）階段性成果。

引言

在藝術領域中，錯視是眼睛觀察的客觀物理形象與主觀的思維判斷產生矛盾的視知覺現象。在當代藝術思潮中，錯視理論結合當代審美風尚，符合人們的視知覺需求，為受眾帶去視覺享受，具有視覺引力與沖擊力。錯視理論在科技期刊封面設計的應用，為封面圖像帶來視覺活力，將三維空間展示在二維平面世界中，使封面圖像具有形式美感和奇、異、趣的視覺魅力，吸引受眾的目光，提升科學原理的傳播效果。“科學期刊封面圖像作為科學圖像的最高級形態，承載著科學與美學融合的最高水準，具有極高的學術研究價值。在科學期刊封面刊登的科學圖像，往往是領域內最前沿的科學調研成果展示，象征行業的最新動態[1]17。”通過對科技期刊封面圖像錯視原理應用的個案研究，總結科學有效的運用方法，引導錯視理論的封面設計思維創新，為錯視理論在科技期刊封面圖像的應用做出貢獻。

19世紀中期，西方學者對錯視形態進行實驗研究并形成理論體系。20世紀60年代，學者E.H.貢布里希在著述《藝術與錯覺》中指出，藝術與錯覺是圖像基于感知覺理論的視覺心理學。美國哈佛大學藝術心理學教授魯道夫·阿恩海姆在著述《藝術與視知覺》中指出視覺可以作為積極探索的工具，作為藝術創作的表現形式。

舊石器時代晚期，西班牙阿爾瑪加洞巖畫《奔馳的馬車》中奔騰的駿馬前后腿上分別被增添四條腿，造成錯視現象，以表達眾多駿馬奔跑的形態。“科技期刊的封面圖像在科學知識傳播、期刊形象塑造等方面具有重要意義[2]”例如，2020年1月16日出版的期刊《Cell Molecular》 封面圖像（見圖1）隱喻m6A和m6Am甲基化圖譜。劉俊娥教授課題組對人類與小鼠組織中m6A與m6Am甲基化圖譜做出系統分析，證明其在腦組織中具有較強的組織特異性。封面圖像依據白居易詩作《大林寺桃花》：“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開”進行創作。由于溫度、海拔高度等條件不同，桃花開放時間根據山脈的條件變化，山腳下的花朵凋落時，正是山腰桃花朵朵之時。桃花的風景代表組織特異的m6A和m6Am修飾的分布規律和調控機制，它們是基因表達調控中重要的轉錄組標記。從藝術形式看，中國傳統山水畫也是一種錯視現象，王維的詩作《山水訣》曰：“遠景煙籠，深巖云鎖。酒旗則當路高懸，客帆宜遇水低掛。遠山須要低排，近樹惟宜拔迸。”既在二維的紙質平面上表現三維的山水畫面，也是這幅“桃花夭夭”封面圖像的隱喻所在。

一、封面圖像中的錯視圖式

受眾追求新鮮的視覺體驗，應用錯視理論進行科技期刊封面圖式創意既是挑戰，也是科技與藝術融合的創作源泉。“藝術也和科學一樣，需要邏輯……藝術的真實就是邏輯[3]。”科技期刊封面圖像是依據一定的視覺規律產生的圖式，這個圖式是具有邏輯性的。

（一）同構圖式

同構圖式通過解構、重構、疊加等方式，將兩個及以上圖形重新構成新的圖形，傳達新的圖像含義。例如，張志賢對其著述《科學期刊封面圖像學》所設計的封面，（見圖2）以太極圖像的陰極與陽極圖式象征藝術與科學的融合，產生視覺形象之間的聯想力。美國版電影《黃金時代》的海報將鋼筆作為主題圖形，將主角的剪影置換鋼筆肌理，立在金色筆尖中，傳達電影中冷峻如金的知識分子形象，深化電影的主題。2019年10月3日出版的《Cell》期刊封面圖像（見圖3）闡釋睡眠與記憶鞏固、經歷遺忘有關。針對這一問題，Kim課題組認為不同的睡眠振蕩對抗，將決定新記憶強化和經歷遺忘之間的對抗，并且可調節兩者間的平衡狀態，以更好回憶或增強遺忘。封面圖像應用同構圖式展示兩只睡著且相擁的老鼠，一只白色，另一只是灰色。圖像代表記憶強化和遺忘之間的和諧，同時睡眠振蕩形成這兩種對抗力量的邊界。封面圖像來源于由Hong-Viet V. Ngo，Jan Born課題組的論文《睡眠與記憶遺忘間的平衡》，慢振蕩和delta波是標志睡眠的神經元活動節奏，但直到現在，它們各自的功能作用還難以區分。Kim等人（2019）利用對大鼠的閉環光發生方法，分離了這兩種典型節律的功能，表明它們分別支持記憶的鞏固和遺忘。封面圖像運用“太極”元素的同構圖式，整體上呈現中心對稱的特點，表明不同睡眠振蕩對抗呈現出記憶鞏固和遺忘之間的動態平衡。

（二）共用圖式

共用圖式是圖形之間的相互借用、互為依存，兩個或以上圖形共用同一部分圖形，相互借力形成新圖像，傳達深層含義。例如，我國明代銅鑄的“四喜娃娃”作品運用共用圖式呈現四個孩童的趣味形象。2016年1月7日出版的《Cell Molecular》期刊封面圖像（見圖4）以古羅馬神話中代表過去與未來的雙面神杰納斯的藝術形象作為共用圖式，闡釋Lin28是一種眾所周知的RNA結合蛋白，可調節多種細胞的特性。Zeng教授課題組將Lin28A的生理功能歸納為對RNA的調節作用。研究表明，Lin28A對DNA共有序列的高親和力結合，同時募集Tet1用于小鼠胚胎干細胞中基因表達的表觀遺傳調控。Lin28A在RNA和DNA結合中的雙重作用，以及其與轉錄起始位點和募集Tet1調節基因表達的結合作用。

（三）正負轉換圖式

圖像中的正負圖形，即是當視點集中在“圖”時，背景變成“底”;當視集中在“底”時，“底”就變成“圖”。將一個物形轉換為另一個物形的過程中，出現循環的節奏感，讓圖像看上去合情合理。例如，荷蘭藝術家M.C.埃舍爾的藝術作品是經典的正負轉換錯視圖像，他的作品《日與夜》（見圖5）突破靜止的二維畫面與符號，充滿數學理性的秩序感與不可能空間的悖論性。2016年6月2日出版的《Cell》期刊封面，（見圖6）以Tewhey和Ulirsch課題組發現高通量、非編碼的調節變異，解決人類特性和疾病易感性的原因為著述目的，運用埃舍爾鑲嵌的形式，結合表型變異與孟德爾豌豆花的經典例子，以及當一個顯性（紅色花朵）與許多類似外觀的變異混合時，識別一個負責顯性的單一突變（紅色花朵）的困難。“表型”與“變異”兩者既對立又統一，“表型”在一定條件下可突變為“變異”，呈現在封面圖像上即為，紅色的顯性基因與白色的隱性基因整齊排布。紅色的“顯性圖案”與白色的“隱性圖案”充當各自的“圖”和“底”，是一對正負轉換圖式。若以紅色的“顯性圖案”為主要的“圖”，白色的“隱性圖案”則為“底”;若以白色的“隱性圖案”為主要的“圖”，紅色的“隱性圖案”則為“底”，兩極的視角轉換形成內在循環的節奏感，也呈現封面圖像平衡與和諧之美。

（四）閉合圖式

人類的視知覺具有視覺完形能力，經過主觀心理獲得全新的完整形象，即先看到整體的形象，再看到整體下的各部分組成。例如，黃海設計的《花木蘭》電影海報中沒有沙場戎裝、刀光劍影，僅通過頭盔和一抹紅唇兩個元素組成的閉合圖式，概括花木蘭的巾幗英雄形象。2017年5月4日出版的《Cell》期刊封面，（見圖7）以Del Toro課題組通過缺少FLRT1和FLRT3粘附分子的小白鼠大腦皮層褶皺的形成，證明神經元前體細胞移動模式的重要性。封面圖片以FLRT KO大腦皮質深（左）和淺（右）的皮層折疊，并將皮層標記為Cux1（綠色）、Ctip2（紅色）、Foxp2（藍色）染色，突出神經元通過細胞間粘附的橫向彌散是支撐大腦皮層折疊的關鍵因素。從圖像呈現來看，將兩個不完整的神經元左右排列，結合主觀心理知覺形成對大腦皮層百億個神經元的整體感知，以大腦皮層神經元為空間整體感知排布在其表層單個或兩個神經元。將圖片中兩個相鄰神經元想象為閉合的、整齊排列于大腦皮層的細胞，使讀者形成對大腦皮層褶皺的整體感知，闡明細胞間粘附的橫向彌散是形成褶皺的關鍵因素。

（五）矛盾空間圖式

在二維空間中運用三維空間視覺誤導，產生具有對立關系的矛盾圖式，呈現魔幻立體的三維空間，為封面圖像增添視覺表現力。圖8即運用矛盾空間圖式，將圖形中間的立方體結構不合理化，產生階梯表面翻轉的錯視效果。2019年1月24日出版的《Cell》期刊封面，（見圖9）描述在纖維中折疊核小體的不同方向，揭示核小體的三維空間分布及其在基因組中的方向，類似于鳥類在電線上從前與后、上與下、左與右等不同角度呈現于平面化封面圖像，形成三維視幻空間與二維平面的空間對立，產生所謂“視覺游走”的藝術效果。期刊封面以Ohno課題組的研究論文《亞核小體基因結構顯示出明顯的核小體折疊基序》為靈感，作者將核小體解析的Hi-C技術與SA-MD（Simulated annealing-molecular dynamics，模擬分子動力學）模擬相結合，揭示核小體的三維空間分布及其在染色質中的全基因組定位，并運用Hi-CO方法揭示酵母基因中不同核小體的折疊基序。這種生物學實驗研究呈現在封面圖片設計上表現為：鳥類在電線上的三維空間分布及靜止的整齊排列，由近及遠將立體化圖像予以平面化呈現，并形成折疊化的空間視幻心理效果，與核小體折疊基序的空間排列布局相契合，也通過大量的“鳥”圖像預示折疊基序的數量龐大和有窮性。看似毫不相關的封面圖像和核小體折疊基序，運用和諧對立的矛盾空間關系，實現殊途同歸的藝術效果，進一步激發讀者探索折疊基序排列的欲望。

（六）色彩錯視圖式

色彩錯視圖式使色彩的情緒表達效果豐富。例如，中國黃帝時期選擇單色崇拜;黃帝之后的帝王根據“陰陽五行”學說，選擇色彩象征功能，并對應黑、赤、青、白、黃。2010年10月15日出版的的《Cell》期刊封面（圖10）是關于染色質的組織和分布對基因表達的調控具有重要意義的研究。針對這一問題，Filion課題組通過識別五種主要的染色質類型，發現果蠅染色質多樣性和區域組織的全局視圖。根據希臘單詞“Chroma”（顏色）的含義，作者將染色質類型分為綠色、藍色、黑色、黃色和紅色（每一種顏色由彩色糖果表示）。封面由U. Braunschweig、 W. Talhout和J.G. van Bemmel設計。封面圖像闡釋Dirk Schübeler課題組的論文《多種顏色的基因組》。染色質由DNA和大量相關蛋白組成，Filion課題組對果蠅中53個染色質蛋白的位置進行全基因組分析，揭示染色質調控的重要原理，并對其組織結構提供了多樣化的見解。封面圖像通過綠、黃、藍、紅、黑五種色系的縱向排布，形成色彩錯視圖式，同種色系中不同純度、明度的色彩橫向排列，代表不同的基因組，突出染色質的多樣性和復雜性。

（七）光滲錯覺圖式

光滲錯覺圖式通過點、線、面和色彩的排列，產生圖形的錯位、重復等特征，使畫面呈現波動起伏的律動感。（見圖11）2018年6月14日《Cell》期刊封面圖片，（見圖12）以Polubriaginof等人利用電子健康檔案（EHRs）在遺傳學和疾病的應用研究作為封面故事，封面圖像表示各地醫院和診所的醫療記錄，對記錄進行數字化可用于人類疾病治療研究，是Polubriagi-nof課題組的研究可能成為紙質病歷數字化轉換過程的藝術化表現。將紙質版病例建立成電子健康檔案（EHRs），主動獲取廣泛的臨床相關數據，為研究無法獲得的性狀遺傳可能性提供電子資源，為臨床診斷提供科學化依據。封面圖像通過點、線、面三者的空間錯位與排列，紅、白、藍三種顏色的對比，借助空間垂直、水平、彎曲的三維組合，形成光滲錯視圖式，營造深邃神秘的數字化感官體驗，給讀者造成強有力的視覺沖擊。

二、科學圖像造型特征

科技期刊封面的錯視圖像具有一定的藝術造型特征，既展示科學秩序，避免單一乏味，也給封面圖像帶來嶄新的科學表現力。

（一）互動特征

科技期刊封面圖像在設計過程中具有互動特征。“科學美是科學理論反映和體現的自然界本身和諧美和理性美的結合。藝術美本身就折射著科學的理性光輝。21世紀是一個藝術設計的時代，也是科學技術與藝術緊密結合的時代[4]。”依據不同視覺元素的表現手段與形式法則創作科學圖像，在科技期刊封面，傳達科學美與視覺信息，增加受眾與圖像設計者的雙向互動，創造形式不同、和諧又理性的科學秩序感。

（二）悖理特征

科技期刊封面圖像具有悖理特征。在邏輯學范疇內，悖理性指互相矛盾與違背的謬論。在科技期刊封面圖像的設計過程中，設計者為表現矛盾、不合理的視覺效果，運用不同物象之間矛盾的邏輯關系，釋放錯視圖像的視覺沖擊力，拉長審美時長，為受眾在閱讀科技期刊封面圖像時帶來回味悠長的視覺感受。

（三）聯想特征

科技期刊封面圖像中的錯視現象創作，具有思維發散、視覺心理主觀能動的聯想特征。“藝術所描繪的千變萬化的世界和飽含的詩情畫意豐富了科學家對世界的認識，對想象的運用，對客規規律的掌握;科學借助藝術的靈感、奇想、激情和力量，讓‘夢想家們得以‘夢想成真[5]。”受眾在閱讀、理解科技期刊封面圖像過程中，通過錯視圖像聯想，而不是單向的視覺信息傳達過程，有效提高接收與重構科技圖像含義的效率。

三、意義及啟發

身處視覺時代，圖像具有超越文字的意義。科技期刊封面中的錯視圖像既具有科學原理、哲學思想，也具有美學價值和社會價值。“科技期刊封面的藝術性應體現為莊重、雅致、樸素、大方、立意深邃。其設計應符合平面構圖的基本規律，滿足視覺美觀的要求[6]。”科技圖像既為科技期刊封面圖像的創新拓寬道路，也為國內科技期刊封面圖像的發展方向帶來啟發。

（一）滿足視覺審美機制

科技期刊封面圖像如果應用錯視理論進行設計與傳播，首先要做到滿足受眾視覺需求的內在審美機制。當受眾面對殘缺或者復雜的科學圖像時，會產生具有簡化傾向的“完形壓強”心理，力圖將不完美變成完美的對稱和諧，打破傳統視覺習慣，并獲得視覺滿足感。“目前我國傳媒業正在發生重大轉型，相當多的媒體在走向市場化。越來越多的媒體傾向于完全以受眾興趣為主導的生存和發展[7]。”因此，科技期刊封面圖像應用錯視原理進行設計時，應與時俱進，滿足受眾新型的視覺審美需求。

（二）固定個性創意范式

筆者曾請教《東南大學學報》社科版前主編徐子方教授，期刊封面的圖像是否可以固定？徐主編認為：鑒于目前國內期刊編輯部的經濟狀況、美術編輯數量與專業狀況，國內期刊封面圖像宜于固定，由此適合增強期刊的品牌建立與增強辨識度。

“科學期刊封面圖像對于期刊具有重要意義，因而在封面設計中所運用的視覺語言至關重要。期刊封面不但能夠在物理層面保護期刊不受外界損害，而

且可以體現科學期刊的專業素養與權威地位[1]13。”在固定的封面圖像框架中，設計每一期封面時，先選定一篇“封面論文”，然后根據論文的主題，對封面圖像進行創意是一個方法。10年前，如果科技期刊封面出現“一期一面孔”的現象，可能被詬病為“不穩重”。然而，隨著當代科技與藝術的發展，封面圖像的主色與主題在設計中根據自身刊物的特點，使用相對固定封面的圖式。例如國際權威科技期刊《Cell》的每一期封面，都固定運用同一字體突出刊物的名稱，封面圖像根據亮點論文的主題而改變，使受眾每次看見期刊名稱就知道閱讀的是哪本刊物，同時對當期的封面圖像又具有探索欲，這就是一個成功的科技期刊封面的個性，讓讀者見封面如見期刊，與時俱進，符合現代人的個性化審美追求。目前國內科技期刊編輯部，能夠突出表現科學特色的較少，可多借鑒國外做得好的科技期刊的經驗。

（三）增強審美傳播效應

在信息化時代，科技期刊的美術編輯應與受眾進行人性化互動，才能有效增強科學美的傳播效力。錯視理論可啟發美術編輯的創新思維，超越國界與語言，表達編輯的情感，引起世界各國受眾的多元情感共鳴與心理訴求。

“具有藝術張力的科學圖像，有利于使受眾對科學信息產生興趣，從而進行獲取，如此可以更有效地傳播前沿科學成果[1]10。”錯視理論具有多元結構空間、多學科交叉的特征。傳統的國內科技期刊封面圖像多數在二維空間中創作。錯視理論指導我國科技期刊封面圖像的創作，逐漸從二維、三維走向多元化的結構空間，增強科技圖像的藝術傳播力。錯視理論在科技期刊封面圖像上的應用，是在科學思維指導下的創新，不是單純的藝術審美活動。科技期刊封面圖像設計須在準確傳達科學內容的基礎上，提高圖像的藝術性與傳播力。

參考文獻

[1]崔之進.國際科學期刊封面圖像學[M].南京：東南大學出版社，2019：17;13;10.

[2]王國燕.科學圖像傳播[M].合肥：中國科學技術大學出版社，2014： 75.

[3] 沈致隆.科學與藝術[M].上海：華東師范大學出版社，2018：19.

[4]劉瑰潔，昌成亮.科技與藝術的融合[J].創新科技，2008：22.

[5]宋曉藍.論藝術與科技的互動[J].學術探索，2003：89.

[6]王國燕.姚雨婷.科技期刊封面圖像及創作機構的案例研究[J].科技與出版，2014（10）：67.

[7]汪彤.科技新聞的可讀性研究[D].武漢：華中科技大學，2012.