光学仪器对艺术创作的影响

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1光学仪器使艺术创作思想人文化

1.1“创造论”下的神本艺术

公元2世纪，古希腊光学家克罗狄斯•托勒密继承了前人本轮、均轮的观点，发展出以水晶球为核心的“地心说”。这是人类历史上第一套科学的宇宙结构模型，对当时人们的生活方式和社会意识形态都产生了深远的影响。基督教确立统治地位后，著名的神学家托马斯•阿奎纳将托勒密的“地心说”与基督教神学全盘结合，作为基督“创造论”的核心科学依据，将其奉为最高信条。因此按照基督教教义：上帝将地球放置在宇宙中央，周围是一系列巨大的水晶球罩，将太阳、月亮和行星分开，没有任何东西能穿透它们。这种思想促使了艺术创作逐渐脱离对自然的模仿，而演变成为宣扬宗教信念与真理的戏剧化工具。拜占庭时期“政教合一”的圣索菲亚大教堂就是这种宇宙观艺术的重要代表。教堂的圆顶象征着巨大的水晶球,方形的本堂象征着地球处在宇宙的中心，穹顶内部以基督为中心的，向周围辐射式的装饰设计、壁画或镶嵌画是对宇宙、世界与人的极为完美的象征。当人们站在穹顶下方时，这种宗教上的独一无二的枢纽地位便得到了极致的体现。

1.2“望远镜”与“显微镜”下的人文艺术

1577年，天文学家第谷•布拉赫用“视差”的方法第一次准确地测量出彗星与地球之间的距离，其结果令人大吃一惊，宇宙的范围远比已知的更为广阔。他开始怀疑根本就不存在“水晶球”，教会对于宇宙的传统观念也必定是错误的。但相比第谷的猜测，伽利略在《星空信使》中的记载则点燃了教会有史以来最大的争议。17世纪的威尼斯是玻璃的世界，人们乐于用玻璃来制造仪器，去探索宇宙，这也就促进了望远镜这种光学仪器的诞生。1610年6月10日，当伽利略用刚刚制成的30倍率的望远镜对准木星时，看到了三、四颗卫星，这一发现无疑动摇了维持五百多年的正统世界观。无数世代以来，人类自认为是宇宙的中心，毕竟《圣经•创世纪》中所说：“上帝以自己的形象造人，然后放在宇宙的中央地球上”，而伽利略的发现却证明有天体环绕其他地方的行星，甚至宇宙中可能有很多不同物体绕着不同的中心旋转，地球也不例外。这是一个全新的宇宙模型，它与托勒密的“地心说”极不相容，反而与哥白尼的“日心说”完全符合。因此《大英百科全书》中给出这样的评价：“伽利略的望远镜不但大大促进了科学知识的进步，还因其推翻了传统的地球中心观念而在哲学上和宗教上激起了巨大的浪涛。”伽利略的望远镜成功后，透镜市场开始蓬勃，人们不但仰望天空还开始俯视地下，列文•虎克就是这场革命的带头人。他把应用于望远镜中的技术，同样应用于显微镜方面，当他透过显微镜看到另一个不为人知的美丽而又可怕的世界时，他无意之间揭开了地球创造机制的奥秘。他用生动的图画记录下每一个细枝末节，发表于他的新书《显微图》中。当山谬尔裴看到这本书时，不禁赞叹道：这本书是他一辈子阅读过的最精彩的一本书，因为地球在虎克读者的脚下打开了，人类对于世界的认识，不再依靠上帝，不再依靠神迹，不再依靠创造，完全依靠人类本身。这一发现甚至足以刺激了达尔文进化论的出现、发展与壮大。望远镜与显微镜的“成功”促进了欧洲文化上的“除旧布新”，君主政治开始独立于宗教之外，艺术创作思想上也趋向于“人文化”、“世俗化”。这一时期的艺术创作尤其是建筑显得格外的荒诞、怪异，绘画上则更加注重人性、自然。因为宗教的枷锁已经束缚不住艺术家们的智慧与才华，他们不再尊重古代的严格规制，而是向往自由、真实与扭曲，即便是宗教神话的创造题材，他们还是会以世俗的人物和自然去描绘神界人物，正如法国美术史家丹纳评论鲁本斯所言：“他的作品表面上涂着一层天主教的圣油，而骨子里的风俗、习惯、思想感情，一切都是异教的。”

2光学仪器使艺术创作色彩科学化

2.1早期艺术创作色彩

从意大利南部出土的陶瓶可知，早在古希腊，艺术家对于色彩就有了初步的探索，他们已经学会利用微白的颜料给面部“加亮”或用较暗的颜料给面部“减暗”，这种方法就是“三色调代码”，它的发明奠定了后来西方艺术一切发展的基础。中世纪时期，由于东方精神艺术的传入，色彩观念开始发生转变，它不再是对真实的模仿，而是对新柏拉图主义光之美学的再现。当我们站在哥特式教堂内部，就会感受到光在建筑中是如何穿越、弥散，最终融合成超自然色彩的。这些教堂与古罗马式的会堂不同，它的墙壁对于光来说仿佛是多孔的，甚至可以说是透明的，相互交织的彩色玻璃如同天网一般将光线巧妙地分开，过滤成特殊的颜色，并在教堂内部像红宝石和绿宝石一样闪烁着动人的色彩。这种如同彩虹一般的用色源自信徒与神之间的特殊关系，《圣经》中曾记载：人类在遭遇大洪水灾难后，上帝在天空中以彩虹作为记号，誓言不再让毁灭降临人间。于是为了控制、启发教徒，教会对彩色玻璃等曜光艺术的运用达到了痴迷的程度：教堂的装饰是灿烂的金色和亮丽的蓝色，圣经的插图是浓郁的红色与闪亮的绿色，只要在仪式上有光线倾泻而下，它们就能很自然地为宗教服务了。

2.2“三棱镜”、“克劳德镜”下的科学色彩

十三世纪，一位熟读艾尔哈森著作的芳济会修士在研究新的玻璃技术的过程中对教会的“彩虹观”提出质疑，他就是罗杰•培根。当他用喷水的方法向教会证明“神迹”也必须遵守艾尔哈森的反射定律和折射定律时，光、玻璃和色彩的新宇宙在阳光下重新展开。培根让教会陷入到巨大的危机中，促使他们迫切需要一位科学的领头人，帮助他们重申只有天主教会掌握宇宙的奥秘，笛卡尔的“机械论”就在这种背景下诞生了。笛卡尔主张在上帝创造的机器宇宙里，光是旋转的粒子，白色是纯色，色彩只不过是暂时扭曲的白光。这套以上帝为中心的色彩理论正是罗马教廷需要的东西，它的“无懈可击”为基督教会赢得了短暂的胜利。1664年，年仅21岁的牛顿在海峡另一边的英国对笛卡尔和罗马教廷提出挑战。牛顿用三棱镜拦截太阳光束，制造出一道人工彩虹，他准确地测量出它们的色彩，并为此发明了“光谱”一词。几个世纪后的人们对于光谱的了解，已经扩大到X光、无线电波、紫外线和红外线，甚至可以去解释恒星的组成。但对牛顿而言，这只不过是一个开始，他最关键的实验——experimentumcruces，则促进了光开明时代的到来。在人工彩虹实验中，牛顿发现三棱镜不能再次分解这七种颜色，这说明这些彩色是纯色，白光是混合色。这一结论发表于1704年出版的《光学》中，它被誉为是现代光学最伟大的著作。至此，光的开明时代终于到来，人类建立了现代科学，并在科学的照明下，世界的本来面貌被永远改变。18世纪是工业革命时期，经济的高速发展迫使人们对于照明的要求比以往任何时候都更为严格。班哲明•汤普森就是在研究灯光的过程中，不经意间发现了色彩的另一个秘密——补色。他用两盏灯作为光源，在墙壁上作出投影，当他把红色滤镜放在其中一盏灯上时，原本黑色的投影变成了红色，但是另一盏灯的投影却变成了相当漂亮的蓝绿色。为了探究蓝绿色的来源，他企图通过一根内部为黑色的管子只观察蓝绿色的阴影，让班哲明震惊的是，视野里蓝绿色消失了。因此，班哲明猜测只有一个阴影的颜色是真实的，另一个是想象，是大脑的杰作。他的这项发现无疑动摇了传统的色彩观，许多年以来艺术家更多是注重对固有色的表达，但如今他们却发现人类的心灵可以为灰暗的阴影增添自己的色彩。于是带有单一颜色的“克劳德镜”开始普遍流行，艺术家利用它来简化现实中的色彩、营造冷暖、创造补色，这些带有明确色彩倾向的阴影使他们的画作更加逼真，并取得了一些极为可喜的视觉效果。例如当时的画家约瑟透纳的作品《塔美瑞号军舰》中船的暗部不是传统的灰色，而是紫色；莫奈的作品《鲁昂大教堂》里的阴影则更加五彩缤纷，朦胧的黄色代表正午的阳光，忧郁的紫色代表落日的余晖。除此之外，班哲明还认为色彩是主观的，是心灵的想象，它应该可以像音乐那样用来娱乐众人，他把这一想象取名为光学古钢琴。直到两百多年后今天，大型舞台上广泛应用得激光、全息影像终于将班哲明梦想中的光与音乐完美地结合在一起。

3光学仪器使艺术创作空间精准化

3.1从“短缩法”到“透视法”

光是什么？人眼为什么能看见事物？对于这些问题的回答，2500多年前，一位西西里的哲学家——安比杜克勒斯，对其提出了自己的看法。他认为我们能看见事物是因为我们的眼睛有东西射向它们，这套看似疯狂的人眼发射粒子学说，成为后来欧几里德研究光学的重要基础。自古人们便对于近大远小问题争论不休，欧几里德则给出了突破性的解释。他认为远处的物体之所以较小是因为眼睛发出的光线是直线。他的这项发现，将光带入了理性的世界，使得数学这门新兴学科可以完全解释和预测光与视觉方面的问题。光的“直线性”不但帮助希腊的航海家打开新贸易的路线，而且对希腊艺术的解放产生了极其重要的影响。希腊出土的“黑像瓶画”与“红像瓶画”中，人物的脚部被描绘成正面的样子，虽然结构不太准确，但这是古埃及艺术所没有的，这种空间表示的方法称为“短缩法”，它的出现被贡布里希誉为“艺术史上震撼人心时刻”的到来。文艺复兴时期，由于社会人性解放，艺术家重拾“短缩法”，镜子作为教会的圣物，自然成为“重返人间”的艺术家们研究空间透视的工具，其中就包括布鲁内莱斯基。根据马内蒂的描述，布氏在佛罗伦萨广场上做了一次著名的实验，他将画板钻一个洞，从中窥视前方的镜子，帮助他校正画面中的透视关系。这种别具一格的创作方法使得布氏成为西方“线性透视法”的创始人。但是透视学真正进入西方绘画体系的过程却十分艰辛漫长，我们可以从丢勒现存的四张版画中略知一二。这一过程可以简单分为四个阶段：一、艺术家通过助手和一些特殊装置，在画布上获得由许多点组成的诗琴透视轮廓的阶段；二、艺术家在没有助手的帮助下，独自将透视点标注在玻璃上的阶段；三、艺术家掌握了一定的透视技巧，进入独立写生的阶段；四、艺术家通过瞄准尺的辅助，熟练地在画面上进行直接创作的阶段。这说明文艺复兴时期的“透视法”大多需要通过网或格栅来辅助完成，艺术家的工作只是负责把它完整地“摹写”下来罢了。从这一点可知，“透视法”的出现让艺术创作进入了图像的仿造时代。

3.2“暗箱”与“摄影术”下的精确空间

“暗箱”一词源自拉丁语系，意思是阴暗的房屋或空间，通过在壁上凿孔引入外部物体反射的光线，在另一侧墙壁上形成影像。暗箱中的“小孔成像”原理在西方，早在亚里士多德时期就出现了，但将它真正运用到绘画中则是达芬奇时期。达芬奇在他的《论绘画》中有过这样的描述：“如果这些物体有各种各样形状和颜色，那么成像的光线也有各种形状与颜色，映在壁上的也将是各种形状和颜色……多种多样物体的象，穿过同一个小孔，各条光线在这里相交，使物体发射的锥形倒转，以致在小孔对面的黑暗的平面上映出了上下颠倒的象。”1553年，意大利人波尔塔在《自然魔术》中详细描述了“暗箱”，他说道：“使用这个工具，只要用铅笔将反射在画纸上的影像描摹下轮廓，然后依据该轮廓进行着色，一幅很有真实感的画像即可完成，任何高明的画家也难与之相比。”波尔塔的这本书被译成各国语言并广为流传，他本人也被公认为是暗箱的发明人。直到16世纪末，人们一直在改良暗箱，从普通透镜到凸透镜，再在凸透镜基础上增添了凹透镜，利用凹透镜将倒像反转回来，并使景深得到了进一步改良。同时，为了艺术家方便携带，人们还不断缩小暗箱的体积，例如伦敦科学博物馆保存的画家雷兹诺的暗箱折叠起来仅有书本大小。英国画家大卫•霍尼克通过“左撇子”和“画幅过小”现象认为，以1430年为界，艺术家写实度的骤然提升，正是使用暗箱的结果。但是暗箱的使用必定会影响艺术家在世人心中的声望，因此，他们大多不愿公开，但通过现代研究，仍然可以确定“暗箱”技术在当时已经普遍流行。十七世纪的荷兰画家维米尔因其高超的技艺、真实的质感、严谨的构图、耀动的光影，而被世人誉为“光影大师”。在他的著名画作《戴珍珠耳环的少女》中，与清晰的衣褶轮廓不同，少女的五官细节模糊不清，闪烁的耳环也仅仅只是一个高光的亮点，这与传统艺术家采用的手法不同，反而与摄影术中的“虚焦”技术极其相似。在他的另一幅作品《画室里的画家》中，如此精确的空间透视通过今天的计算机模拟发现，竟与摄影作品丝毫不差，这更加证明了维米尔曾借助“暗箱”来实现如此精准的透视效果。然而，世间万物总是在不断变化的，当人们沉醉于“真实”所带来的虚荣与满足时，另一种由硝酸银和食盐混合成的液体正悄悄地等待着黎明的到来。1770年，汤姆•魏吉伍特为了寻找自动装饰瓷器的方法，将包有硝酸银的薄膜破开了一些洞，然后迅速暴露在强光下，结果那些被阳光照射到的地方变成了黑色，将光带给视觉的讯息永久地保留下来，他称这种方法为“阳光印刷”，其出现让我们看到了人类美妙的未来。1839年，“达盖尔银版照相法”诞生，人类艺术进入了名副其实的仿造时代。摄影术的出现，在欧洲中产阶级中迅速掀起风潮，它不仅能够使人们拥有自己的肖像，更打破社会原有制度，揭露肉眼看不见的东西，帮助人类实现自己的梦想。法国科学家尤蒂里斯•马莱用动作像开枪一样的相机，对准一只小鸟，在它飞行的过程中，拍摄下上千张照片，这些照片不只是鸟类飞行的照片，更包括翅膀控制气流，以及受气流影响的照片。马莱用摄影术揭开了飞行的奥秘，成为后人用来设计第一批飞行器的珍贵资料。但是如此逼真的形象捕捉却给传统写实艺术带来了前所未有的压力，因为在摄影术中“再现物不再是如何逼近真实，而是完全达到了真实”，就连法国画家特拉罗修都不禁感叹道：“绘画从此灭亡了”。幸运的是，摄影术的出现并没有终结艺术家对于美的追求，他们反而在摄影术的基础上开始重新审视人类所生活的世界。他们发现传统艺术描绘的总是空间中的一段时光，它模糊而感性，而摄影术最大的特点就是能够将时光中的某一点停止、凝固，这帮他们证明了光影的存在，更坚定了他们对于光色组织下的空间表达。例如未来派的代表作《被栓住的狗的动态》中，贵妇与宠物狗的腿部被描绘成一连串形体的集合，这是一种新尝试、一种运动的传达，而这正是在连续摄影作品的影响下产生的。因此，“摄影术”不仅帮助艺术家解决了在二维空间中对运动物体“瞬间”的表现，更帮助艺术家重新认识空间、重新认识色彩，探索出艺术上真正的精确表达。

4光学仪器使艺术创作技术数字化

1946年，世界上第一台计算机ENIAC在美国诞生，它的诞生标志着数字化时代的到来。与传统的光学仪器不同，计算机是以二进制为基础，它可以把任何信息，无论是听觉、视觉、温度，或是强度都转化为可供运算的数据。它的出现切断了形象与客观世界、自然光源、真实本质之间的联系，并对传统的艺术创作带来了巨大的冲击。

4.1“计算机”对传统艺术媒介的革新

传统的艺术媒介是指艺术家进行艺术创作时所需要的物质材料，包括颜料、画笔、画布等，传统媒介之间的不同产生了丰富的画种。它的优点是与自然亲近，并通过时光发酵使作品保持最原始的情感与色彩。计算机下的数字媒介是对传统媒介上肌理的模仿，并形成逐一的数字化工具供艺术家选择。它的最大优点是不受现实材料的限制，能够在数字创造环境中将不同材料特色相互融合，模糊了画种之间的界限，形成了独特的艺术风格。它也可以直接利用照片进行拼贴和再创造，大大降低了艺术创作的成本和难度，使艺术创作走进更广阔的人群中。LindaBergkvist是瑞典知名的数字插画大师。她的作品细腻、柔和，多以人物题材为主。Linda擅长用数字笔刷涂抹出油画的厚重感，也擅长利用照片拼贴来完善作品的细节，如毛发、树叶等，用以追求逼真的视觉效果。这是一种新的艺术创作手法、一种更为自由的艺术语言，可以让你的作品像油画一般古朴厚重，也可以像水彩那样干净透明。尽管她的作品是数字作品，但无论在色彩上，还是构图上都能给观者带来强烈的审美刺激。这就是数字媒介的魅力，它的诞生为艺术家的完美创作提供了无限的可能。

4.2“计算机”对传统视觉精致性的革新

由于脱离了对客观世界和自然光源的依赖，数字艺术创作更加逼真、便捷。它的创作空间在人造光源下，不仅分为二维和三维，显示技术和色彩模式的发展也将“逼真”的视觉审美范式推向了极致。在计算机中，图像由计算机运算产生，它可以放大、缩小、复制、旋转，甚至可以改变原有的色彩与外貌。这种数理化的美感是传统的艺术创作所不可比拟的，它在传统的基础上实现了亚里士多德所主张的“秩序、对称与明确”的美学思想。1979年出生于韩国的李素雅，是第一届韩国电脑艺术大展的金奖获得者。与传统艺术相比，她的作品极富灵气，充满数字美，并全程通过三维软件制作完成。在软件中，她面对的是一个有着x轴、y轴和z轴的虚拟三维空间，她要建立一系列高品质的模型，再经过精心雕琢后方能达到温婉柔和的东方艺术效果。从李素雅公开的过程中不难发现，模型中密集的经纬线充满了逻辑美与规律美，它们延形体分布，疏密有致，将人物的动作、神态表露得淋漓尽致，再加上精美的贴图在后期虚拟灯光的照射下，折射出如梦如幻的独特视觉效果。人类对于视觉精致度的追求不仅停留在原画领域，其他领域也蔓延开来。3D电影作为艺术的另一种表现形式，成功地将电影艺术的视觉效果发挥到了极致。由于人眼的视觉角度不同，成像不同，人类便运用计算机模拟人眼的成像原理，经过逐帧制作，再由两台放映机左右成像，使观众透过3D眼睛就能欣赏到逼真、立体的视觉精致效果。例如《环太平洋》中的数字技术应用得十分出彩。观众带上3D眼镜后，立即呈现出立体的人物、空间和场景，使人产生一种身临其境的感觉，不由得将美带入到心灵的深处，再搭配震撼的立体环绕音响，这种双重的视听享受，是普通电影所达不到的。3D电影不仅仅是追求视觉上的精致美，更通过虚拟的人造光源容许观众“亲身”体验各种可能发生的情况，它“能使人造事物像真实事物一样逼真,甚至比真实事物还要逼真”。

4.3“计算机”对传统传播方式的革新

高字民在《从影像到拟像》一书中曾说：“我们已经进入了一个图像时代。”这种图像时代的形成与计算机、互联网、光纤技术的不断发展密不可分。它改变了传统的艺术传播方式，最终形成了速度无限快（从时间着眼）、范围无限广（从空间着眼）的新特点。从时间上看，光纤技术的飞速发展是数字信息长距离传输必不可少的关键因素。它已被广泛地应用于广播电视、电力通信和智能交通等领域。光纤是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。光纤通讯最基本的原理就是通过光学全反射进行光路的传输。光纤的容量超级巨大，以200nm光纤为例，其可用宽带资源利用率不足1%。除此之外，超高的速度也是光纤最大的特点，例如英国南安普敦大学的研究团队制造的光纤能以99.7%的光速传输数据，即大约10TB/s，这比如今的40GB的光速电缆要快一千多倍。从空间上看，现代科技的进步促使网络技术飞速发展,它提供了越来越强大的计算机处理能力和网络通信能力。早在20年前,尼葛洛庞蒂在《数字化生存》中就曾预言“:比特(计算机的最小存储单位),作为信息时代新世界的DNA正迅速取代原子成为人类社会的基本要素。”而今天，仅中国的互联网网民总数就已达到6亿,互联网普及率也达到45.8%。人们对于互联网的认识已经从计算机拓展到手机，从信息存储拓展到云计算的资源共享，不论是一封邮件、一幅照片、一首音乐……它们都将转变为二进制，编织成信息的巨网，进而广泛地延伸进千家万户中。这种传播方式的革新促进了日常生活审美化的到来，艺术创作不再只为少数人所欣赏，它走出画廊并广泛地延伸进人类生活的每一个角落：广告、网页、动画、电影……人们的生活已经被虚拟的数字图像所包围，他们离不开数字所带来的美，更离不开光学仪器下——信息的多元与便捷。

5结束语

光学是一门神圣而伟大的科学，人类在探索光本质的道路上，获得了三棱镜、望眼镜、显微镜、克劳德镜、暗箱、照相机、计算机等光学仪器，并无止境地扩大着自己对自然的占有范围。对于艺术创作来说，光学仪器的出现起初只是单方面辅助与校正，但是后来摄影术的出现却给传统艺术带来了巨大的冲击。在这种冲击影响下，艺术并没有衰弱，它反而产生许多新流派、新观念与新技法。进入20世纪，人类对于光本质的揭秘促使了计算机的出现，计算机不仅将艺术创作带入了数字化世界，与自然光隔开，更为艺术创作注入了新的活力——我们的生活已经被数字图像所包围。阿纳森曾说：“科学对于艺术而言，永远是一股强劲的力量，而我们宁肯将科学视作是一个充满无穷引力的源泉。正是有了科学这个作为技术的手段，才有了西方艺术最基本的支撑。”

作者: 任帅 曾新 单位:中南大学建筑与艺术学院