光學儀器對藝術創作的影響

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1光學儀器使藝術創作思想人文化

1.1“創造論”下的神本藝術

公元2世紀，古希臘光學家克羅狄斯•托勒密繼承了前人本輪、均輪的觀點，發展出以水晶球為核心的“地心說”。這是人類歷史上第一套科學的宇宙結構模型，對當時人們的生活方式和社會意識形態都產生了深遠的影響。基督教確立統治地位后，著名的神學家托馬斯•阿奎納將托勒密的“地心說”與基督教神學全盤結合，作為基督“創造論”的核心科學依據，將其奉為最高信條。因此按照基督教教義：上帝將地球放置在宇宙中央，周圍是一系列巨大的水晶球罩，將太陽、月亮和行星分開，沒有任何東西能穿透它們。這種思想促使了藝術創作逐漸脫離對自然的模仿，而演變成為宣揚宗教信念與真理的戲劇化工具。拜占庭時期“政教合一”的圣索菲亞大教堂就是這種宇宙觀藝術的重要代表。教堂的圓頂象征著巨大的水晶球,方形的本堂象征著地球處在宇宙的中心，穹頂內部以基督為中心的，向周圍輻射式的裝飾設計、壁畫或鑲嵌畫是對宇宙、世界與人的極為完美的象征。當人們站在穹頂下方時，這種宗教上的獨一無二的樞紐地位便得到了極致的體現。

1.2“望遠鏡”與“顯微鏡”下的人文藝術

1577年，天文學家第谷•布拉赫用“視差”的方法第一次準確地測量出彗星與地球之間的距離，其結果令人大吃一驚，宇宙的范圍遠比已知的更為廣闊。他開始懷疑根本就不存在“水晶球”，教會對于宇宙的傳統觀念也必定是錯誤的。但相比第谷的猜測，伽利略在《星空信使》中的記載則點燃了教會有史以來最大的爭議。17世紀的威尼斯是玻璃的世界，人們樂于用玻璃來制造儀器，去探索宇宙，這也就促進了望遠鏡這種光學儀器的誕生。1610年6月10日，當伽利略用剛剛制成的30倍率的望遠鏡對準木星時，看到了三、四顆衛星，這一發現無疑動搖了維持五百多年的正統世界觀。無數世代以來，人類自認為是宇宙的中心，畢竟《圣經•創世紀》中所說：“上帝以自己的形象造人，然后放在宇宙的中央地球上”，而伽利略的發現卻證明有天體環繞其他地方的行星，甚至宇宙中可能有很多不同物體繞著不同的中心旋轉，地球也不例外。這是一個全新的宇宙模型，它與托勒密的“地心說”極不相容，反而與哥白尼的“日心說”完全符合。因此《大英百科全書》中給出這樣的評價：“伽利略的望遠鏡不但大大促進了科學知識的進步，還因其推翻了傳統的地球中心觀念而在哲學上和宗教上激起了巨大的浪濤。”伽利略的望遠鏡成功后，透鏡市場開始蓬勃，人們不但仰望天空還開始俯視地下，列文•虎克就是這場革命的帶頭人。他把應用于望遠鏡中的技術，同樣應用于顯微鏡方面，當他透過顯微鏡看到另一個不為人知的美麗而又可怕的世界時，他無意之間揭開了地球創造機制的奧秘。他用生動的圖畫記錄下每一個細枝末節，發表于他的新書《顯微圖》中。當山謬爾裴看到這本書時，不禁贊嘆道：這本書是他一輩子閱讀過的最精彩的一本書，因為地球在虎克讀者的腳下打開了，人類對于世界的認識，不再依靠上帝，不再依靠神跡，不再依靠創造，完全依靠人類本身。這一發現甚至足以刺激了達爾文進化論的出現、發展與壯大。望遠鏡與顯微鏡的“成功”促進了歐洲文化上的“除舊布新”，君主政治開始獨立于宗教之外，藝術創作思想上也趨向于“人文化”、“世俗化”。這一時期的藝術創作尤其是建筑顯得格外的荒誕、怪異，繪畫上則更加注重人性、自然。因為宗教的枷鎖已經束縛不住藝術家們的智慧與才華，他們不再尊重古代的嚴格規制，而是向往自由、真實與扭曲，即便是宗教神話的創造題材，他們還是會以世俗的人物和自然去描繪神界人物，正如法國美術史家丹納評論魯本斯所言：“他的作品表面上涂著一層天主教的圣油，而骨子里的風俗、習慣、思想感情，一切都是異教的?！?/p>

2光學儀器使藝術創作色彩科學化

2.1早期藝術創作色彩

從意大利南部出土的陶瓶可知，早在古希臘，藝術家對于色彩就有了初步的探索，他們已經學會利用微白的顏料給面部“加亮”或用較暗的顏料給面部“減暗”，這種方法就是“三色調代碼”，它的發明奠定了后來西方藝術一切發展的基礎。中世紀時期，由于東方精神藝術的傳入，色彩觀念開始發生轉變，它不再是對真實的模仿，而是對新柏拉圖主義光之美學的再現。當我們站在哥特式教堂內部，就會感受到光在建筑中是如何穿越、彌散，最終融合成超自然色彩的。這些教堂與古羅馬式的會堂不同，它的墻壁對于光來說仿佛是多孔的，甚至可以說是透明的，相互交織的彩色玻璃如同天網一般將光線巧妙地分開，過濾成特殊的顏色，并在教堂內部像紅寶石和綠寶石一樣閃爍著動人的色彩。這種如同彩虹一般的用色源自信徒與神之間的特殊關系，《圣經》中曾記載：人類在遭遇大洪水災難后，上帝在天空中以彩虹作為記號，誓言不再讓毀滅降臨人間。于是為了控制、啟發教徒，教會對彩色玻璃等曜光藝術的運用達到了癡迷的程度：教堂的裝飾是燦爛的金色和亮麗的藍色，圣經的插圖是濃郁的紅色與閃亮的綠色，只要在儀式上有光線傾瀉而下，它們就能很自然地為宗教服務了。

2.2“三棱鏡”、“克勞德鏡”下的科學色彩

十三世紀，一位熟讀艾爾哈森著作的芳濟會修士在研究新的玻璃技術的過程中對教會的“彩虹觀”提出質疑，他就是羅杰•培根。當他用噴水的方法向教會證明“神跡”也必須遵守艾爾哈森的反射定律和折射定律時，光、玻璃和色彩的新宇宙在陽光下重新展開。培根讓教會陷入到巨大的危機中，促使他們迫切需要一位科學的領頭人，幫助他們重申只有天主教會掌握宇宙的奧秘，笛卡爾的“機械論”就在這種背景下誕生了。笛卡爾主張在上帝創造的機器宇宙里，光是旋轉的粒子，白色是純色，色彩只不過是暫時扭曲的白光。這套以上帝為中心的色彩理論正是羅馬教廷需要的東西，它的“無懈可擊”為基督教會贏得了短暫的勝利。1664年，年僅21歲的牛頓在海峽另一邊的英國對笛卡爾和羅馬教廷提出挑戰。牛頓用三棱鏡攔截太陽光束，制造出一道人工彩虹，他準確地測量出它們的色彩，并為此發明了“光譜”一詞。幾個世紀后的人們對于光譜的了解，已經擴大到X光、無線電波、紫外線和紅外線，甚至可以去解釋恒星的組成。但對牛頓而言，這只不過是一個開始，他最關鍵的實驗——experimentumcruces，則促進了光開明時代的到來。在人工彩虹實驗中，牛頓發現三棱鏡不能再次分解這七種顏色，這說明這些彩色是純色，白光是混合色。這一結論發表于1704年出版的《光學》中，它被譽為是現代光學最偉大的著作。至此，光的開明時代終于到來，人類建立了現代科學，并在科學的照明下，世界的本來面貌被永遠改變。18世紀是工業革命時期，經濟的高速發展迫使人們對于照明的要求比以往任何時候都更為嚴格。班哲明•湯普森就是在研究燈光的過程中，不經意間發現了色彩的另一個秘密——補色。他用兩盞燈作為光源，在墻壁上作出投影，當他把紅色濾鏡放在其中一盞燈上時，原本黑色的投影變成了紅色，但是另一盞燈的投影卻變成了相當漂亮的藍綠色。為了探究藍綠色的來源，他企圖通過一根內部為黑色的管子只觀察藍綠色的陰影，讓班哲明震驚的是，視野里藍綠色消失了。因此，班哲明猜測只有一個陰影的顏色是真實的，另一個是想象，是大腦的杰作。他的這項發現無疑動搖了傳統的色彩觀，許多年以來藝術家更多是注重對固有色的表達，但如今他們卻發現人類的心靈可以為灰暗的陰影增添自己的色彩。于是帶有單一顏色的“克勞德鏡”開始普遍流行，藝術家利用它來簡化現實中的色彩、營造冷暖、創造補色，這些帶有明確色彩傾向的陰影使他們的畫作更加逼真，并取得了一些極為可喜的視覺效果。例如當時的畫家約瑟透納的作品《塔美瑞號軍艦》中船的暗部不是傳統的灰色，而是紫色；莫奈的作品《魯昂大教堂》里的陰影則更加五彩繽紛，朦朧的黃色代表正午的陽光，憂郁的紫色代表落日的余暉。除此之外，班哲明還認為色彩是主觀的，是心靈的想象，它應該可以像音樂那樣用來娛樂眾人，他把這一想象取名為光學古鋼琴。直到兩百多年后今天，大型舞臺上廣泛應用得激光、全息影像終于將班哲明夢想中的光與音樂完美地結合在一起。

3光學儀器使藝術創作空間精準化

3.1從“短縮法”到“透視法”

光是什么？人眼為什么能看見事物？對于這些問題的回答，2500多年前，一位西西里的哲學家——安比杜克勒斯，對其提出了自己的看法。他認為我們能看見事物是因為我們的眼睛有東西射向它們，這套看似瘋狂的人眼發射粒子學說，成為后來歐幾里德研究光學的重要基礎。自古人們便對于近大遠小問題爭論不休，歐幾里德則給出了突破性的解釋。他認為遠處的物體之所以較小是因為眼睛發出的光線是直線。他的這項發現，將光帶入了理性的世界，使得數學這門新興學科可以完全解釋和預測光與視覺方面的問題。光的“直線性”不但幫助希臘的航海家打開新貿易的路線，而且對希臘藝術的解放產生了極其重要的影響。希臘出土的“黑像瓶畫”與“紅像瓶畫”中，人物的腳部被描繪成正面的樣子，雖然結構不太準確，但這是古埃及藝術所沒有的，這種空間表示的方法稱為“短縮法”，它的出現被貢布里希譽為“藝術史上震撼人心時刻”的到來。文藝復興時期，由于社會人性解放，藝術家重拾“短縮法”，鏡子作為教會的圣物，自然成為“重返人間”的藝術家們研究空間透視的工具，其中就包括布魯內萊斯基。根據馬內蒂的描述，布氏在佛羅倫薩廣場上做了一次著名的實驗，他將畫板鉆一個洞，從中窺視前方的鏡子，幫助他校正畫面中的透視關系。這種別具一格的創作方法使得布氏成為西方“線性透視法”的創始人。但是透視學真正進入西方繪畫體系的過程卻十分艱辛漫長，我們可以從丟勒現存的四張版畫中略知一二。這一過程可以簡單分為四個階段：一、藝術家通過助手和一些特殊裝置，在畫布上獲得由許多點組成的詩琴透視輪廓的階段；二、藝術家在沒有助手的幫助下，獨自將透視點標注在玻璃上的階段；三、藝術家掌握了一定的透視技巧，進入獨立寫生的階段；四、藝術家通過瞄準尺的輔助，熟練地在畫面上進行直接創作的階段。這說明文藝復興時期的“透視法”大多需要通過網或格柵來輔助完成，藝術家的工作只是負責把它完整地“摹寫”下來罷了。從這一點可知，“透視法”的出現讓藝術創作進入了圖像的仿造時代。

3.2“暗箱”與“攝影術”下的精確空間

“暗箱”一詞源自拉丁語系，意思是陰暗的房屋或空間，通過在壁上鑿孔引入外部物體反射的光線，在另一側墻壁上形成影像。暗箱中的“小孔成像”原理在西方，早在亞里士多德時期就出現了，但將它真正運用到繪畫中則是達芬奇時期。達芬奇在他的《論繪畫》中有過這樣的描述：“如果這些物體有各種各樣形狀和顏色，那么成像的光線也有各種形狀與顏色，映在壁上的也將是各種形狀和顏色……多種多樣物體的象，穿過同一個小孔，各條光線在這里相交，使物體發射的錐形倒轉，以致在小孔對面的黑暗的平面上映出了上下顛倒的象?！?553年，意大利人波爾塔在《自然魔術》中詳細描述了“暗箱”，他說道：“使用這個工具，只要用鉛筆將反射在畫紙上的影像描摹下輪廓，然后依據該輪廓進行著色，一幅很有真實感的畫像即可完成，任何高明的畫家也難與之相比?！辈査倪@本書被譯成各國語言并廣為流傳，他本人也被公認為是暗箱的發明人。直到16世紀末，人們一直在改良暗箱，從普通透鏡到凸透鏡，再在凸透鏡基礎上增添了凹透鏡，利用凹透鏡將倒像反轉回來，并使景深得到了進一步改良。同時，為了藝術家方便攜帶，人們還不斷縮小暗箱的體積，例如倫敦科學博物館保存的畫家雷茲諾的暗箱折疊起來僅有書本大小。英國畫家大衛•霍尼克通過“左撇子”和“畫幅過小”現象認為，以1430年為界，藝術家寫實度的驟然提升，正是使用暗箱的結果。但是暗箱的使用必定會影響藝術家在世人心中的聲望，因此，他們大多不愿公開，但通過現代研究，仍然可以確定“暗箱”技術在當時已經普遍流行。十七世紀的荷蘭畫家維米爾因其高超的技藝、真實的質感、嚴謹的構圖、耀動的光影，而被世人譽為“光影大師”。在他的著名畫作《戴珍珠耳環的少女》中，與清晰的衣褶輪廓不同，少女的五官細節模糊不清，閃爍的耳環也僅僅只是一個高光的亮點，這與傳統藝術家采用的手法不同，反而與攝影術中的“虛焦”技術極其相似。在他的另一幅作品《畫室里的畫家》中，如此精確的空間透視通過今天的計算機模擬發現，竟與攝影作品絲毫不差，這更加證明了維米爾曾借助“暗箱”來實現如此精準的透視效果。然而，世間萬物總是在不斷變化的，當人們沉醉于“真實”所帶來的虛榮與滿足時，另一種由硝酸銀和食鹽混合成的液體正悄悄地等待著黎明的到來。1770年，湯姆•魏吉伍特為了尋找自動裝飾瓷器的方法，將包有硝酸銀的薄膜破開了一些洞，然后迅速暴露在強光下，結果那些被陽光照射到的地方變成了黑色，將光帶給視覺的訊息永久地保留下來，他稱這種方法為“陽光印刷”，其出現讓我們看到了人類美妙的未來。1839年，“達蓋爾銀版照相法”誕生，人類藝術進入了名副其實的仿造時代。攝影術的出現，在歐洲中產階級中迅速掀起風潮，它不僅能夠使人們擁有自己的肖像，更打破社會原有制度，揭露肉眼看不見的東西，幫助人類實現自己的夢想。法國科學家尤蒂里斯•馬萊用動作像開槍一樣的相機，對準一只小鳥，在它飛行的過程中，拍攝下上千張照片，這些照片不只是鳥類飛行的照片，更包括翅膀控制氣流，以及受氣流影響的照片。馬萊用攝影術揭開了飛行的奧秘，成為后人用來設計第一批飛行器的珍貴資料。但是如此逼真的形象捕捉卻給傳統寫實藝術帶來了前所未有的壓力，因為在攝影術中“再現物不再是如何逼近真實，而是完全達到了真實”，就連法國畫家特拉羅修都不禁感嘆道：“繪畫從此滅亡了”。幸運的是，攝影術的出現并沒有終結藝術家對于美的追求，他們反而在攝影術的基礎上開始重新審視人類所生活的世界。他們發現傳統藝術描繪的總是空間中的一段時光，它模糊而感性，而攝影術最大的特點就是能夠將時光中的某一點停止、凝固，這幫他們證明了光影的存在，更堅定了他們對于光色組織下的空間表達。例如未來派的代表作《被栓住的狗的動態》中，貴婦與寵物狗的腿部被描繪成一連串形體的集合，這是一種新嘗試、一種運動的傳達，而這正是在連續攝影作品的影響下產生的。因此，“攝影術”不僅幫助藝術家解決了在二維空間中對運動物體“瞬間”的表現，更幫助藝術家重新認識空間、重新認識色彩，探索出藝術上真正的精確表達。

4光學儀器使藝術創作技術數字化

1946年，世界上第一臺計算機ENIAC在美國誕生，它的誕生標志著數字化時代的到來。與傳統的光學儀器不同，計算機是以二進制為基礎，它可以把任何信息，無論是聽覺、視覺、溫度，或是強度都轉化為可供運算的數據。它的出現切斷了形象與客觀世界、自然光源、真實本質之間的聯系，并對傳統的藝術創作帶來了巨大的沖擊。

4.1“計算機”對傳統藝術媒介的革新

傳統的藝術媒介是指藝術家進行藝術創作時所需要的物質材料，包括顏料、畫筆、畫布等，傳統媒介之間的不同產生了豐富的畫種。它的優點是與自然親近，并通過時光發酵使作品保持最原始的情感與色彩。計算機下的數字媒介是對傳統媒介上肌理的模仿，并形成逐一的數字化工具供藝術家選擇。它的最大優點是不受現實材料的限制，能夠在數字創造環境中將不同材料特色相互融合，模糊了畫種之間的界限，形成了獨特的藝術風格。它也可以直接利用照片進行拼貼和再創造，大大降低了藝術創作的成本和難度，使藝術創作走進更廣闊的人群中。LindaBergkvist是瑞典知名的數字插畫大師。她的作品細膩、柔和，多以人物題材為主。Linda擅長用數字筆刷涂抹出油畫的厚重感，也擅長利用照片拼貼來完善作品的細節，如毛發、樹葉等，用以追求逼真的視覺效果。這是一種新的藝術創作手法、一種更為自由的藝術語言，可以讓你的作品像油畫一般古樸厚重，也可以像水彩那樣干凈透明。盡管她的作品是數字作品，但無論在色彩上，還是構圖上都能給觀者帶來強烈的審美刺激。這就是數字媒介的魅力，它的誕生為藝術家的完美創作提供了無限的可能。

4.2“計算機”對傳統視覺精致性的革新

由于脫離了對客觀世界和自然光源的依賴，數字藝術創作更加逼真、便捷。它的創作空間在人造光源下，不僅分為二維和三維，顯示技術和色彩模式的發展也將“逼真”的視覺審美范式推向了極致。在計算機中，圖像由計算機運算產生，它可以放大、縮小、復制、旋轉，甚至可以改變原有的色彩與外貌。這種數理化的美感是傳統的藝術創作所不可比擬的，它在傳統的基礎上實現了亞里士多德所主張的“秩序、對稱與明確”的美學思想。1979年出生于韓國的李素雅，是第一屆韓國電腦藝術大展的金獎獲得者。與傳統藝術相比，她的作品極富靈氣，充滿數字美，并全程通過三維軟件制作完成。在軟件中，她面對的是一個有著x軸、y軸和z軸的虛擬三維空間，她要建立一系列高品質的模型，再經過精心雕琢后方能達到溫婉柔和的東方藝術效果。從李素雅公開的過程中不難發現，模型中密集的經緯線充滿了邏輯美與規律美，它們延形體分布，疏密有致，將人物的動作、神態表露得淋漓盡致，再加上精美的貼圖在后期虛擬燈光的照射下，折射出如夢如幻的獨特視覺效果。人類對于視覺精致度的追求不僅停留在原畫領域，其他領域也蔓延開來。3D電影作為藝術的另一種表現形式，成功地將電影藝術的視覺效果發揮到了極致。由于人眼的視覺角度不同，成像不同，人類便運用計算機模擬人眼的成像原理，經過逐幀制作，再由兩臺放映機左右成像，使觀眾透過3D眼睛就能欣賞到逼真、立體的視覺精致效果。例如《環太平洋》中的數字技術應用得十分出彩。觀眾帶上3D眼鏡后，立即呈現出立體的人物、空間和場景，使人產生一種身臨其境的感覺，不由得將美帶入到心靈的深處，再搭配震撼的立體環繞音響，這種雙重的視聽享受，是普通電影所達不到的。3D電影不僅僅是追求視覺上的精致美，更通過虛擬的人造光源容許觀眾“親身”體驗各種可能發生的情況，它“能使人造事物像真實事物一樣逼真,甚至比真實事物還要逼真”。

4.3“計算機”對傳統傳播方式的革新

高字民在《從影像到擬像》一書中曾說：“我們已經進入了一個圖像時代?！边@種圖像時代的形成與計算機、互聯網、光纖技術的不斷發展密不可分。它改變了傳統的藝術傳播方式，最終形成了速度無限快（從時間著眼）、范圍無限廣（從空間著眼）的新特點。從時間上看，光纖技術的飛速發展是數字信息長距離傳輸必不可少的關鍵因素。它已被廣泛地應用于廣播電視、電力通信和智能交通等領域。光纖是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導工具。光纖通訊最基本的原理就是通過光學全反射進行光路的傳輸。光纖的容量超級巨大，以200nm光纖為例，其可用寬帶資源利用率不足1%。除此之外，超高的速度也是光纖最大的特點，例如英國南安普敦大學的研究團隊制造的光纖能以99.7%的光速傳輸數據，即大約10TB/s，這比如今的40GB的光速電纜要快一千多倍。從空間上看，現代科技的進步促使網絡技術飛速發展,它提供了越來越強大的計算機處理能力和網絡通信能力。早在20年前,尼葛洛龐蒂在《數字化生存》中就曾預言“:比特(計算機的最小存儲單位),作為信息時代新世界的DNA正迅速取代原子成為人類社會的基本要素。”而今天，僅中國的互聯網網民總數就已達到6億,互聯網普及率也達到45.8%。人們對于互聯網的認識已經從計算機拓展到手機，從信息存儲拓展到云計算的資源共享，不論是一封郵件、一幅照片、一首音樂……它們都將轉變為二進制，編織成信息的巨網，進而廣泛地延伸進千家萬戶中。這種傳播方式的革新促進了日常生活審美化的到來，藝術創作不再只為少數人所欣賞，它走出畫廊并廣泛地延伸進人類生活的每一個角落：廣告、網頁、動畫、電影……人們的生活已經被虛擬的數字圖像所包圍，他們離不開數字所帶來的美，更離不開光學儀器下——信息的多元與便捷。

5結束語

光學是一門神圣而偉大的科學，人類在探索光本質的道路上，獲得了三棱鏡、望眼鏡、顯微鏡、克勞德鏡、暗箱、照相機、計算機等光學儀器，并無止境地擴大著自己對自然的占有范圍。對于藝術創作來說，光學儀器的出現起初只是單方面輔助與校正，但是后來攝影術的出現卻給傳統藝術帶來了巨大的沖擊。在這種沖擊影響下，藝術并沒有衰弱，它反而產生許多新流派、新觀念與新技法。進入20世紀，人類對于光本質的揭秘促使了計算機的出現，計算機不僅將藝術創作帶入了數字化世界，與自然光隔開，更為藝術創作注入了新的活力——我們的生活已經被數字圖像所包圍。阿納森曾說：“科學對于藝術而言，永遠是一股強勁的力量，而我們寧肯將科學視作是一個充滿無窮引力的源泉。正是有了科學這個作為技術的手段，才有了西方藝術最基本的支撐?！?/p>

作者: 任帥 曾新 單位:中南大學建筑與藝術學院