淺談視錯覺立體畫展品原理

山東省科技館 蔡璐陽 高 銳

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淺談視錯覺立體畫展品原理

山東省科技館 蔡璐陽 高 銳

從視錯覺現(xiàn)象與透視學基本原理出發(fā)，通過對視錯覺立體畫展品的技術(shù)分析，詳細了解“視錯覺立體畫”展品的特殊性和展品的制作要點，解決了本展品設計與制作方面的問題，為展區(qū)改造或新館布展提供了一個展示創(chuàng)新的途徑。

透視學 視錯覺現(xiàn)象 立體畫

科普展品，是科技館展示教育的靈魂，是構(gòu)成科普宣傳的基礎要素。經(jīng)典科普展品，不僅能夠科學準確地向觀眾展示科學原理，而且能夠長效穩(wěn)定地吸引觀眾。無論在新館建設的布展規(guī)劃中，還是在展區(qū)改造設計創(chuàng)新中，經(jīng)典展品都起到舉足輕重得作用。在我館展區(qū)改造的過程中，我們通過藝術(shù)設計，將傳統(tǒng)經(jīng)典科普展品，演義為一件充滿科學氣息的藝術(shù)品。這不但改變了單體式展品堆積擺放的展示模式，而且還使得展品與環(huán)境氛圍有效融為一體，實現(xiàn)了展區(qū)布展的統(tǒng)一有序。

山東省科技館常設展廳二樓“生命與健康”展區(qū)有一件非常有趣的展品“視錯覺立體畫”，這件展品構(gòu)思新穎，表現(xiàn)到位，具有很好的展示性，蘊涵了豐富的科學內(nèi)涵。當我們觀察這件展品時會發(fā)現(xiàn)它 “會動”，畫面中的建筑物會根據(jù)我們的移動而改變，而且在觀察時會有輕微眩暈的感覺，感覺“建筑”被放大了。當你努力擺脫它的“魔力”，上前仔細觀察時又會發(fā)現(xiàn)，這件展品外形奇怪——建筑也是反方向，近小遠大。通常的規(guī)律為：近大遠小。這是為什么呢？是不是這件展品的魔力就藏在其中呢？下面我們就結(jié)合展區(qū)改造的具體運作來分析一下這件具有“視覺魔力”展品的創(chuàng)作過程。

1 透視基本原理

“透視”一詞原于拉丁文“perspclre”（看透），最初研究透視是采取通過一塊透明的平面去看景物的方法，將所見景物準確描畫在這塊平面上，即成該景物的透視圖。后將在平面畫幅上根據(jù)一定原理，用線條來顯示物體的空間位置、輪廓和投影的科學稱為透視學。透視主要分為“一點透視”、“兩點透視”、“三點透視”：

一點透視定義：建筑物由于它與畫面間相對位置的變化，它的長，寬，高三組主要方向的輪廓線，與畫面可能平行，也可能不平行。如果建筑物有兩組主向輪廓線平行于畫面，那么這兩組輪廓線的透視就不會有交匯點，而第三組輪廓線就必然垂直于畫面，其交匯點就是心點。這樣畫出的透視稱為一點透視。在此情況下，建筑物就有一個方向的立面平行于畫面，故又稱正面透視。

兩點透視定義：如果建筑物僅有鉛垂輪廓線與畫面平行，而另外兩組水平的主向輪廓線，均與畫面斜交，于是在畫面上形成了兩個滅點，這兩個滅點都在視平線上，這樣形成的透視圖稱為兩點透視。正因為在此情況下，建筑物的兩個立角均與畫面成傾斜角度，故又稱成交透視。

三點透視定義，一般用于超高層建筑，俯瞰圖或仰視圖。相對與一點透視與兩點透視，三點透視據(jù)有三個消失點。第三個消失點，必須和畫面保持垂直的主視線，必須使其和視角的二等分線保持一致。

在本展品中又利用到的透視學知識：

視點——人眼睛所在的地方。

視平線——與人眼等高的一條水平線。

視域——眼睛所能看到的空間范圍。

中視線——視錐的中心軸，又稱中視點。

站點——觀者所站的位置，又稱停點。

視距——視點到心點的垂直距離。

滅點——透視點的消失點。

透視學中概念復雜，在此只表述于本展品相關概念。

2 展品分析

由此而看，要想準確的在一個平面上體現(xiàn)物體的“立體”效果，必然離不開“透視”。了解了基本透視概念，下面我們來看本展品要表現(xiàn)的 “透視”：

2.1 本展品需要體現(xiàn)的“透視”是標準的“兩點透視”

簡單歸納為：在同一視平線下?lián)碛袃蓚€滅點（消失點）。那么本展品表現(xiàn)圖就被規(guī)定了，即：a、表現(xiàn)建筑物必須擁有同一視平線。b、表現(xiàn)建筑物擁有2個滅點。所以，只有具備以上2個條件的表現(xiàn)圖才可能被用于展品表現(xiàn)。本展品的單一表現(xiàn)圖如下：

2.2 展品的圖像組合

在本展品中并非簡單的一組表現(xiàn)圖（建筑物），而是多組表現(xiàn)圖的組合，然而在考慮到多組表現(xiàn)圖組合的前提下，大家可以發(fā)現(xiàn)，展品突破了同一視平線上2個滅點的概念限制。既：同一視平線擁有多個滅點。這樣看來是不是違反了上邊的“定義”呢？答案是：不。恰恰是因為多個滅點才構(gòu)成本展品的基本展示效果。當然這些“滅點”也并非隨意而為，它具有“規(guī)定”的規(guī)律。即：a、在同一視平線上。b、前一個滅點和后一個滅點共同構(gòu)筑了畫面中的其他元素。滅點與滅點之間構(gòu)筑了“建筑”的交匯與連接建筑的大小。分析圖例：

可以看出：a、b是兩個建筑各自的滅點，以兩個滅點做垂線得到中間建筑的寬度，而垂線與透視線的交匯點得到中間建筑的高度。這樣中間建筑就被合理（透視原理）的規(guī)定了。 c、d是兩個建筑透視線的交匯點，通過這兩個點的連接，我們又得到了建筑交匯的另一條線（而且這一條線必然垂直與水平線），這條交匯線直接限制了兩個建筑的交匯點的高度及位置。

2.3 多個滅點形成的效果

上文說道，“恰恰是因為多個滅點才構(gòu)成本展品的基本展示效果”。這又是為什么呢？讓我們來看：如果按照基本的規(guī)定，表現(xiàn)圖具備2個在同一視平線上的滅點，那么我們將會得到一張“科學”的建筑群的透視圖，既：在平面上的標準的合乎自然透視規(guī)律的透視圖。如下圖表現(xiàn)：

大家可以看出，這樣的標準的透視圖并非我們希望得到的，因為在這個基礎上繪制的雖然準確，卻限定了視中線。也就是說這個圖是規(guī)定了固定的視點基礎上得到的，既：視點在中視線上，也就是畫面中心較長的線段。由此而呈現(xiàn)出——中間（藍色）建筑最大，兩邊（黃色、紫色）建筑部分較小，以此類推，后邊的建筑逐步變小，最終消失于滅點。（引申一點，傳統(tǒng)的“近大遠小”的原理也是依據(jù)這個透視原理——距離視點最近的物體最大，反之亦然。）這樣就形成了無論站點在哪里，視點都是固定的，并不會應站點不同而發(fā)生改變。也就是規(guī)定了視域。

讓我們再回看這件展品，因為多個相關聯(lián)的滅點的出現(xiàn)，我們只能得到一個不準確的建筑群透視圖（這種不準確會在展品立體構(gòu)造中糾正或弱化）。在這個建筑群透視圖中我們沒法固定一個視點，因為我們只能確定視點在視平線上，隨著站點引導著視點的水平變化，我們的視線在變化，同樣所看到的建筑群中的滅點也在變化。

這樣我們就得到了希望得到的展品的圖像。如：

2.4 展品的天空與地面

展品的天空與地面的制作就相對簡單了，更像是填空。但是填空也有一些注意事項。

a、天空，天空也要符合透視規(guī)律——天空中的云彩要做到近大遠小，而且需要消失在視平線上。同時天空最好做到云彩的不規(guī)律。這樣看起來更加真實。

b、地面，地面需要注意建筑物的投影對地面的影響，同事地面的水平線要與實際畫面水平線平行。同時近大遠小的透視關系亦需準確統(tǒng)一。

3 透視基本原理在展品形狀中的運用與變化

通過對以上具體操作過程的分析展品我們不難得出，展品圖像是貼在一個立體形狀的展品上的，這個造型與通常理解的“近大遠小”的理論是違背的。我們看到，展品近處表現(xiàn)的是景物遠處的景觀，遠處表現(xiàn)的卻是景物近處的景觀。這是為什么呢？

立體造型為了更好的配合視點的變化而迎合相應的滅點而產(chǎn)生，通過立體造型，讓我們在真實的環(huán)境中可以看到真實的透視關系，既：站點變化而影響景物變化。這樣我們在規(guī)定視域中只能得到展品圖像中多個視點中的一個，從而造成展品只有一個“真實”的視點。這樣，展品本身圖像的立體與展品形狀的立體就結(jié)合起來了，展品就真實的“立體”了。

那么在展品中為何需要反置“近大遠小”呢？這就需要接入是錯覺的概念了：視錯覺就是當人觀察物體時，基于經(jīng)驗主義或不當?shù)膮⒄招纬傻腻e誤判斷和感知。也就是說視錯覺是指觀察者在客觀因素干擾下或者自身的心理因素支配下，對圖形產(chǎn)生的與客觀事實不相符的錯誤的感覺。

同樣在本展品中，我們習慣于“近大遠小”的概念，當我們看到展品中的“前小”景像會習慣的認為這應該是“后邊空間的形象”；當我們看到展品中“后大”景像時也同樣認為這應該是“前邊空間形象”。這樣我們不自覺地 “糾正”了展品中出現(xiàn)的“錯誤”；因此，我們就“上當”了。也正是因為這個“上當”使得我們的視域被限定，同時，我們的空間感覺也發(fā)生了錯亂——景物在一定錯覺下被放大，從而造成我們觀看展品時展品失真，就使景物展示變得更加適應我們的視覺習慣。

問題還是出在“近大遠小”上。假定，我們的展品厚度為30cm，那么在沒有圖像影響我們視覺基礎上，我們看到的就是標準的30cm。但是，當貼上我們制作的透視圖后，依據(jù)我們的是錯覺，我們認為，前面30cm的景象應該在“后面30cm”，這樣我們得到的景象厚度是多少呢？60cm 。我們觀察景物的景深被錯誤的放大，我們的視域也就像掉進了景深的“陷阱”。因此我們此時感覺展品被放大。在這個“視覺陷阱”中隨著我們站點的變化，我們都將實時得到立體的影像，所以我們認為展品真的很“有空間感”，很“立體”，還“會動”。

4 展品的外延

了解了展品的展示原理，我們就可以拓展思維，開發(fā)新的展品。例如，橫向可以做到圖像的延伸，縱向是否可以呢？了解了原理，縱向當然可以做到。前后的空間是否可以加強甚至做些文章呢？當然也是可以的。

[1] 王福陽.繪畫透視學基礎教程[M].福州： 福建美術(shù)出版社，2008.

蔡璐陽，就職于山東省科技館資源管理部。

高銳，就職于山東省科技館發(fā)展規(guī)劃部。