動畫中的運動影像感知淺析

劉佳

摘要：本文從動畫中運動影像感知的角度進行分析，通過提出核心因素并且分析、測試的方式，探尋人類如何感知動畫這個“人工創造的運動影像”。文中提出了四個核心因素，分別是：視覺暫留、似動現象、感知經驗和運動完型。并且指出動畫中的運動是視覺、知覺、感覺共同作用的結果，其中感官經驗和運動完型具有不可或缺的作用。從眼睛——大腦——想象，動畫是人類的視覺幻象。

關鍵詞：動畫 視覺暫留 似動現象 感知經驗 運動完型

動畫是一個舶來品，翻譯自英文Animation，對其的中文釋義曾經有“卡通”“美術電影”等詞語。它被看做對動畫影院片、動畫系列片、實驗動畫短片等藝術形式的統稱，但實際上動畫不同于動畫片，它是一種技術形式。一直以來對動畫這種技術形式并沒有準確的界定，早期人們把采用“逐格拍攝，連續放映”技術制作的影像叫做動畫。但是隨著數字技術的發展，電腦自生成動畫出現，可以通過關鍵幀的設計讓電腦自動生成中間畫面，使動畫制作不再需要“逐格拍攝”亦能實現“連續放映”。動畫制作手段和表現載體的多樣化，尤其是新技術手段的不斷出現，使界定動畫變得更加困難。當前動畫界大多沿用了國際動畫組織（ASIFA）于1980年南斯拉夫薩格勒布動畫會議上對動畫選片標準的界定：“動畫藝術是指除真實動作或方法外，使用各種技術創作活動影像，即是以人工的方式創造動態影像”1。

觀看者是如何感受到“人工創作的動態影像”的呢？目前動畫界對于人類能夠感受到動畫的原因分析主要集中在兩個方面：視覺暫留與似動現象。二者分別從視覺和知覺角度解釋了為什么人能看到動態的影像。在筆者的研究中發現僅有這兩個條件并不十分準確，視覺、知覺、心理因素——人的復雜性決定了對于這一原因應通過更多的角度研究才能找到充分、合理的解釋。視覺和知覺只能解決生理的條件，心理學角度才能更好的解決為什么視覺暫留和似動現象后觀察者看到的是有意味運動。因此，在這兩個條件之外筆者提出了另外兩個因素：感知經驗和運動完型。

一、視覺暫留（Persisitence of Vision）

“視覺暫留”現象是1824年英國人彼得·馬克·羅格特在他的研究報告《移動物體的視覺殘留現象》中首先提出。報告中指出：人眼在觀察景物時，光信號傳入大腦神經，需經過一段短暫的時間，光的作用結束后，視覺形象并不立即消失，這種殘留的視覺稱“后像”，視覺的這一現象則被稱為“視覺暫留”。2解釋視覺暫留現象經典的驗證圖例就是一張黑白格子的畫面，在白色格子的交叉位置總會有黑色的小點閃動，這是黑色圖像的殘留痕跡（圖1）。很長一段時間這一理論包括這種黑白格子圖都被認為是電影和動畫可見的基石。一直到今天的大部分電影與動畫學界和理論界的文章教材中都會提到這一理論。但是這一理論在上世紀初就被很多生理學家和心理學家否定，他們認為人類對運動的感知并不是視覺持續的結果，而是感知幻覺。那么這個視覺現象對于動畫是否有用。

對于這一理論最著名的實驗就是1828年法國人保羅·羅蓋發明的“幻盤”。在圓盤的兩面分別畫上鳥和籠子，將一根線從圓盤的內部中心穿過，轉動線繩的兩端，可以看到鳥在籠子里面（圖2）。這個實驗很好的解釋了視覺暫留現象。在做這個實驗的時候，有很多細節上的要求，比如鳥要畫的小一點不要畫到籠子外面，鳥和籠子分別畫在圓盤的兩側，如果是橫向轉動繩子，請將鳥和籠子一正一反繪制等。可見視覺暫留原理僅僅是提供了一種生理可能，要想達到創作者所追求的效果還是需要一定的設計。

二、似動現象（Apparent Movement）

德國心理學家M.韋特海姆通過實驗指出當視網膜受到兩條線段的刺激后，會引起皮層相應區域的興奮。在適當的時空條件下，這兩個興奮回路之間發生融合，形成短路，因而得到運動的印象。3這個現象被命名為似動現象。視覺心理學家R.L.格列高里在其著作《視覺心理學》中用了一個非常簡單的方式解釋這一現象：在實驗室內安放兩個光，一個光剛剛熄滅，另一個光就亮了。如果光線間的距離和閃動的時間間隔大體合適，就會看到光從第一個光的位置移動至第二個光的位置4。在現實生活中，夜晚人們常常遠遠地看到一盞燈光圍繞著牌匾運動，近處看到的卻是在牌匾上有一圈燈逐個亮起，熄滅。在遠處看到的燈光運動也是似動現象，近處看得真切了，就會發現不過是一盞盞燈光逐個亮起（圖3）。似動現象對于動畫的成像作用爭議比較小，在科學界和藝術理論界都認可這一理論對動畫的作用。

韋特海姆在自己的線段實驗中描述的，如果時間大于200毫秒，只能看到兩條線先后出現，如果時間小于30毫秒，只能看到兩條線一起出現，只有在時間間隔大約60毫秒時，才能看到從一條線運動到另一條線的運動幻象。如果光照、距離、時間間隔都符合條件，那么是否就一定能看到運動幻象呢？答案還是不一定。因為這還要取決于運動畫面的內容。筆者就此做了基于幻盤的新測試——“圓與方”，還是幻盤的兩面，分別畫上同等大小的圓和方，再次轉動繩子，能否看到圓變成方或者方變成圓（圖4）這個結果后又繼續邀請112人來參與觀察，其中82.1%的觀察者表示看不出來，8.9%的觀察者表示能看到圓中有方，還有9%的觀察者表示圓變成方。在這個測試中，看到運動的人很少，更多的被測者表示看不出來，由此可見僅有似動現象的運動知覺并不能完全看到運動，還需要其他的感知條件。

三、感知經驗（Perception Experience）

視聽感知經驗帶來的心理認同是現代心理學對運動幻覺的解釋之一。動畫中真實的運動是不存在的，存在的僅僅是一張張靜止的畫面，這些畫面按照一定的時間間隔呈現在觀察者的眼前創造出運動的幻覺。觀察者的生活經驗成為感知運動的重要因素。觀察者依據自己的生活經驗，承認連續出現的畫面內容能夠形成一個運動的狀態。正如“圓與方”的測試結果，圓和方的連續疊加，在觀察者的認知中并不能產生運動，所以大部分觀察者表示看不出來;而也有少部分觀察者根據實驗目的強行給與了運動的結果;有極少的觀察者在視覺殘留的條件下

看到了圓與方的疊加。

動畫和實拍電影不同，電影雖然也是靜態畫面的疊加，但是畫面中的內容一般是現實中的人或者物，具有較強的直觀性。觀察者可以清晰地辨別電影畫面中的人物、景物及其運動。但是動畫不同，這是一個本不存在的世界，運動的內容都是藝術家創造出來的，如果沒有對生活的視覺感知經驗，就無法分辨動畫中的運動幻象。觀察者看到的運動內容是憑借自身的視覺感知經驗得到的運動假象。視覺心理學家R.L.格里高利提出物體的視覺包含了許多信息來源，這些信息來源超出了當我們注視一個物體時眼睛所接受的信息。它通常包括由過去的經驗所產生的對物體的認知。這種經驗不限于視覺，可能還包括其他感覺。5所以當觀察者看到圖像的疊加變化時，不僅僅產生了視覺上的信息，過去經驗所積累的對物體、形象和運動的認知都在起作用，影響觀察者的判斷。

感知經驗在很大程度上影響了觀察者對動畫（尤其是早期的二維動畫）圖形圖像的識別。感知經驗讓觀察者認同這些圖形圖像所指代的內容，同時在觀察者心中產生出這些內容即將出現的運動效果的心理預期。韋特海默通過實驗證明，一個視覺對象，即使它在空間延續過程中所造成的各個不同的位置相距較遠，仍然會被看成是同一個物體。6在此基礎上，泰爾納斯舉了一個例子，如圖所示，在兩張畫面上均有三個黑點，如果在實驗中，用第二張畫面的黑點替代第一張畫面的黑點，那么，在替代過程中第二張畫面的黑點與第一張畫面的黑點會發生什么樣的關系呢？既然其中有兩個黑點的位置恰巧重合，那么會是bc與de保持原位不同，與此同時a的位置被f替代嗎？實際看到的情形卻完全不是這樣：三個黑點各自按照箭頭指向的方向移動-a變成d，b變成e，c變成f。也就是說三個黑點整體向右移動了（圖5）。7二維動畫中的雪花飄落的表現方法應該就是這一實驗的延伸版本。把點狀雪花運動的各個階段分別畫在不同的紙面上，然后連續播放這些畫面可以看到點狀雪花各自沿著不同的軌跡飄落。觀察者不會因為在畫面中分布著十幾個點狀雪花而看到混亂的位移，他們會根據經驗按照制作者給出的雪花運動軌跡，看到雪花飄落的運動幻象（圖6）。

人類的感知經驗對于動畫影像的存在具有非常重要的作用，正如中國禪宗所提的“不是風動，不是帆動，仁者心動”。在動畫的感知中，最重要的是觀察者的內心根據經驗做出的判斷，直接影響動畫運動的表現和效果。

四、運動完型（Motion Gestalt Psychology）

完形心理學也叫格式塔心理學（Gestalt Psycholo-gy），19世紀誕生于德國。格式塔心理學試圖解釋在混亂的世界中獲取和保持有意義的感知能力背后的規律。格式塔心理學的核心觀點是感知意識的形成具有整體性的自我組織傾向。該學派注重“整體性原則”，強調經驗和行為的整體性，認為整體不等于部分之和，主張以整體的動力結構觀來研究心理現象，認為意識體驗與大腦活動之間存在關聯。格式塔心理學理論被廣泛運用于藝術領域的研究。在阿恩海姆的著作《藝術與視知覺》中運用這一理論分析圖形圖像視覺完型現象。也有學者將其引用到電影理論的研究中，通過格式塔心理學解讀剪輯中的時間完型、運動完型等問題。一直以來，在動畫研究中對于完型理論的引用還是較少的。但是，筆者認為完形與動畫的運動幻象呈現具有密不可分的關系，人類的完型心理是最終看到動畫幻象的根本原因之一。正如加拿大動畫藝術家諾曼.麥克拉倫所言：動畫不是“會動的畫”的藝術，而是“畫出來的運動”的藝術......每一格畫面與下一格畫面之間所產生出來的效果，比每一格畫面本身的效果更為重要。8

似動現象是格式塔心理學中的一個研究內容，但是它有比較明確的指代，特指較少的間隙對視網膜的刺激而造成的大腦短路，從而忽視運動的不連貫性，主要還是針對解釋連續放映的技術心理。運動完型更重要的是解讀動畫中畫面內容的不連貫性在連續播放時被觀察者忽略而整體解讀為某一種運動的幻象。當運動整體有部分變化和缺失時，觀察者的感知糾正了視覺差，將變化視為整體中的抖動。運動的整體性完型，使觀察者忽略了每張畫面的內容，把所有的畫面看成了運動的整體，從心理上認為這個動作應該是一致而不可割裂的。

動畫是以時間為基礎的時間藝術。我們的大腦能夠產生整體的形式，具有全局運動的視覺識別意識，而不僅僅是每張畫面的視覺元素內容疊加。所以對動畫的觀察應該是整體的、時間的、運動的。有大膽的動畫創作者曾經將人物動作的中間畫面繪制得潦草、跑形，單張畫面拿出來不知所繪為何物，但是和所有畫面放到一起連續放映，就是一段非常有張力的運動效果。扭曲的畫面被收編到一組畫面中，在整體運動完型中被觀察者的感知接受。格式塔心理學家威特海默曾提出心理學上的一個認知基礎：簡潔律（Law of Pragnanz）——心理組織將總是如占優勢的條件所允許的那樣“良好”。在這一定義中，“良好”這個術語未被界定。它包括下列特性，例如規律性、對稱性、單一性，以及我們在討論過程中將會遇到的其他一些特性。9對于人工創造運動的可見，同樣適用于簡潔律，在心理上將一張張畫面收編為在時間的基礎上做出的連續性運動，將這個占心理優勢的特性意味著可見的“良好”。

知覺運動的基本機制——或者由活動物體對網膜的刺激作用，或者由眼睛追蹤運動著的物體，但是運動知覺遠遠不止這些。不論何時出現運動，大腦都必須根據某些參照間架，決定什么在運動，而什么是靜止的。10對于動畫而言大腦的參照間架是感知經驗賦予人類的整體性完型，觀察者根據自己的感知經驗，對畫面做出運動的預判并且在觀察中自發的進行完型的補償。完型使每一段運動成為一個整體，讓連續性在時間的維度上得到最大的統一。運動完型決定了動畫的運動是否可見及其可見程度。運動完型是動畫的最重要的本體屬性之一，不僅為觀察者觀看動畫在感官上提供支持，也為創作者創作動畫中的運動提供了最大的整體性協助。

結語

從遠古時期人類畫在石壁上的具有連續運動狀態的動物巖畫，到19世紀通過簡單翻動得到多張畫面的運動影像，到20世紀初電影動畫的出現，再到今天電腦輔助自動生成動畫影像，人類對于創作“運動”的追求一直沒有停歇。對于動畫是什么的問題伴隨著技術的發展似乎更加難以定義。探索如何感知動畫中的運動影像是解決技術過快發展造成動畫概念不確定的重要途徑。本文通過對四個影響動畫中運動影像感知的因素討論可以看到：動畫中的運動影像是視覺、知覺、感覺共同作用的結果，其中感官經驗和心理完型具有不可或缺的作用。從眼睛——大腦——想象，動畫是人類的視覺幻象，是人類自身經驗被“誤導”的結果。

注釋：

1於水.影視動畫短片制作基礎[M].北京：海洋出版社，2005.

2Roget. Peter Mark. Explanation of an optical deception in the appearance of the spokes of a wheel when seen through vertical apertures[J]. Philosophical Transactions，1824，vol. 115：131-140

3Wertheimer.Max. Experimentelle Studien über das Sehen von Bewegung [Experimental Studies on Motion Vision] [J]. Zeitschrift für Psychologie，1912，61 （1）.

4【英】R.L.格列高里，彭聃齡，楊旻，譯.視覺心理學[M].北京：北京師范大學出版社，1986.

5【英】R.L.格列高里，彭聃齡，楊旻，譯.視覺心理學[M].北京：北京師范大學出版社，1986.

6【美】魯道夫.阿恩海姆，滕守堯，朱疆源，譯.藝術與視知覺[M].四川：四川人民出版社，1998.

7【美】魯道夫.阿恩海姆，滕守堯，朱疆源，譯.藝術與視知覺[M].四川：四川人民出版社，1998.

8黃玉珊，余為政.動畫電影探索[M].臺灣：遠流出版公司，2000.9【德】庫爾特.考夫卡，李維，譯.格式塔心理學原理[M].北京：北京大學出版社，2001.

10【英】R.L.格列高里，彭聃齡，楊旻，譯.視覺心理學[M].北京：北京師范大學出版社，1986.

注：本文系2018年度國家社科基金藝術學重大項目《中國數字新媒體藝術創新研究》（項目批準號18ZD12）的階段性成果。