国际科技期刊封面图像错视理论研究

崔之进 姚鹏

国际科技期刊封面图像错视理论研究

崔之进，姚鹏

摘 要 应用图像错视理论，满足科技期刊封面图像的视觉审美需求，能增强审美传播效应。通过分析科技封面中的错视图式：同构图式、共用图式、正负转换图式、闭合图式、矛盾空间图式、色彩错觉图式、光渗错觉图式，对科技图像进行研究。总结科技图像造型特征：互动特征、悖理特征、联想特征，并对中国科技期刊封面设计中科技美与艺术美的结合提供策略。

关键词 国际科技期刊; 封面图像;错视图式;错视理论;启示

引用本文格式 崔之进，姚鹏.国际科技期刊封面图像错视理论研究[J].创意设计源，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业务费基金（人文社科）基础扶持项目“A&HCI收录艺术学论文数据分析（2009-2019）”（项目编号：2242020S20034）阶段性成果。

引言

在艺术领域中，错视是眼睛观察的客观物理形象与主观的思维判断产生矛盾的视知觉现象。在当代艺术思潮中，错视理论结合当代审美风尚，符合人们的视知觉需求，为受众带去视觉享受，具有视觉引力与冲击力。错视理论在科技期刊封面设计的应用，为封面图像带来视觉活力，将三维空间展示在二维平面世界中，使封面图像具有形式美感和奇、异、趣的视觉魅力，吸引受众的目光，提升科学原理的传播效果。“科学期刊封面图像作为科学图像的最高级形态，承载着科学与美学融合的最高水准，具有极高的学术研究价值。在科学期刊封面刊登的科学图像，往往是领域内最前沿的科学调研成果展示，象征行业的最新动态[1]17。”通过对科技期刊封面图像错视原理应用的个案研究，总结科学有效的运用方法，引导错视理论的封面设计思维创新，为错视理论在科技期刊封面图像的应用做出贡献。

19世纪中期，西方学者对错视形态进行实验研究并形成理论体系。20世纪60年代，学者E.H.贡布里希在著述《艺术与错觉》中指出，艺术与错觉是图像基于感知觉理论的视觉心理学。美国哈佛大学艺术心理学教授鲁道夫·阿恩海姆在著述《艺术与视知觉》中指出视觉可以作为积极探索的工具，作为艺术创作的表现形式。

旧石器时代晚期，西班牙阿尔玛加洞岩画《奔驰的马车》中奔腾的骏马前后腿上分别被增添四条腿，造成错视现象，以表达众多骏马奔跑的形态。“科技期刊的封面图像在科学知识传播、期刊形象塑造等方面具有重要意义[2]”例如，2020年1月16日出版的期刊《Cell Molecular》 封面图像（见图1）隐喻m6A和m6Am甲基化图谱。刘俊娥教授课题组对人类与小鼠组织中m6A与m6Am甲基化图谱做出系统分析，证明其在脑组织中具有较强的组织特异性。封面图像依据白居易诗作《大林寺桃花》：“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”进行创作。由于温度、海拔高度等条件不同，桃花开放时间根据山脉的条件变化，山脚下的花朵凋落时，正是山腰桃花朵朵之时。桃花的风景代表组织特异的m6A和m6Am修饰的分布规律和调控机制，它们是基因表达调控中重要的转录组标记。从艺术形式看，中国传统山水画也是一种错视现象，王维的诗作《山水诀》曰：“远景烟笼，深岩云锁。酒旗则当路高悬，客帆宜遇水低挂。远山须要低排，近树惟宜拔迸。”既在二维的纸质平面上表现三维的山水画面，也是这幅“桃花夭夭”封面图像的隐喻所在。

一、封面图像中的错视图式

受众追求新鲜的视觉体验，应用错视理论进行科技期刊封面图式创意既是挑战，也是科技与艺术融合的创作源泉。“艺术也和科学一样，需要逻辑……艺术的真实就是逻辑[3]。”科技期刊封面图像是依据一定的视觉规律产生的图式，这个图式是具有逻辑性的。

（一）同构图式

同构图式通过解构、重构、叠加等方式，将两个及以上图形重新构成新的图形，传达新的图像含义。例如，张志贤对其著述《科学期刊封面图像学》所设计的封面，（见图2）以太极图像的阴极与阳极图式象征艺术与科学的融合，产生视觉形象之间的联想力。美国版电影《黄金时代》的海报将钢笔作为主题图形，将主角的剪影置换钢笔肌理，立在金色笔尖中，传达电影中冷峻如金的知识分子形象，深化电影的主题。2019年10月3日出版的《Cell》期刊封面图像（见图3）阐释睡眠与记忆巩固、经历遗忘有关。针对这一问题，Kim课题组认为不同的睡眠振荡对抗，将决定新记忆强化和经历遗忘之间的对抗，并且可调节两者间的平衡状态，以更好回忆或增强遗忘。封面图像应用同构图式展示两只睡着且相拥的老鼠，一只白色，另一只是灰色。图像代表记忆强化和遗忘之间的和谐，同时睡眠振荡形成这两种对抗力量的边界。封面图像来源于由Hong-Viet V. Ngo，Jan Born课题组的论文《睡眠与记忆遗忘间的平衡》，慢振荡和delta波是标志睡眠的神经元活动节奏，但直到现在，它们各自的功能作用还难以区分。Kim等人（2019）利用对大鼠的闭环光发生方法，分离了这两种典型节律的功能，表明它们分别支持记忆的巩固和遗忘。封面图像运用“太极”元素的同构图式，整体上呈现中心对称的特点，表明不同睡眠振荡对抗呈现出记忆巩固和遗忘之间的动态平衡。

（二）共用图式

共用图式是图形之间的相互借用、互为依存，两个或以上图形共用同一部分图形，相互借力形成新图像，传达深层含义。例如，我国明代铜铸的“四喜娃娃”作品运用共用图式呈现四个孩童的趣味形象。2016年1月7日出版的《Cell Molecular》期刊封面图像（见图4）以古罗马神话中代表过去与未来的双面神杰纳斯的艺术形象作为共用图式，阐释Lin28是一种众所周知的RNA结合蛋白，可调节多种细胞的特性。Zeng教授课题组将Lin28A的生理功能归纳为对RNA的调节作用。研究表明，Lin28A对DNA共有序列的高亲和力结合，同时募集Tet1用于小鼠胚胎干细胞中基因表达的表观遗传调控。Lin28A在RNA和DNA结合中的双重作用，以及其与转录起始位点和募集Tet1调节基因表达的结合作用。

（三）正负转换图式

图像中的正负图形，即是当视点集中在“图”时，背景变成“底”;当视集中在“底”时，“底”就变成“图”。将一个物形转换为另一个物形的过程中，出现循环的节奏感，让图像看上去合情合理。例如，荷兰艺术家M.C.埃舍尔的艺术作品是经典的正负转换错视图像，他的作品《日与夜》（见图5）突破静止的二维画面与符号，充满数学理性的秩序感与不可能空间的悖论性。2016年6月2日出版的《Cell》期刊封面，（见图6）以Tewhey和Ulirsch课题组发现高通量、非编码的调节变异，解决人类特性和疾病易感性的原因为著述目的，运用埃舍尔镶嵌的形式，结合表型变异与孟德尔豌豆花的经典例子，以及当一个显性（红色花朵）与许多类似外观的变异混合时，识别一个负责显性的单一突变（红色花朵）的困难。“表型”与“变异”两者既对立又统一，“表型”在一定条件下可突变为“变异”，呈现在封面图像上即为，红色的显性基因与白色的隐性基因整齐排布。红色的“显性图案”与白色的“隐性图案”充当各自的“图”和“底”，是一对正负转换图式。若以红色的“显性图案”为主要的“图”，白色的“隐性图案”则为“底”;若以白色的“隐性图案”为主要的“图”，红色的“隐性图案”则为“底”，两极的视角转换形成内在循环的节奏感，也呈现封面图像平衡与和谐之美。

（四）闭合图式

人类的视知觉具有视觉完形能力，经过主观心理获得全新的完整形象，即先看到整体的形象，再看到整体下的各部分组成。例如，黄海设计的《花木兰》电影海报中没有沙场戎装、刀光剑影，仅通过头盔和一抹红唇两个元素组成的闭合图式，概括花木兰的巾帼英雄形象。2017年5月4日出版的《Cell》期刊封面，（见图7）以Del Toro课题组通过缺少FLRT1和FLRT3粘附分子的小白鼠大脑皮层褶皱的形成，证明神经元前体细胞移动模式的重要性。封面图片以FLRT KO大脑皮质深（左）和浅（右）的皮层折叠，并将皮层标记为Cux1（绿色）、Ctip2（红色）、Foxp2（蓝色）染色，突出神经元通过细胞间粘附的横向弥散是支撑大脑皮层折叠的关键因素。从图像呈现来看，将两个不完整的神经元左右排列，结合主观心理知觉形成对大脑皮层百亿个神经元的整体感知，以大脑皮层神经元为空间整体感知排布在其表层单个或两个神经元。将图片中两个相邻神经元想象为闭合的、整齐排列于大脑皮层的细胞，使读者形成对大脑皮层褶皱的整体感知，阐明细胞间粘附的横向弥散是形成褶皱的关键因素。

（五）矛盾空间图式

在二维空间中运用三维空间视觉误导，产生具有对立关系的矛盾图式，呈现魔幻立体的三维空间，为封面图像增添视觉表现力。图8即运用矛盾空间图式，将图形中间的立方体结构不合理化，产生阶梯表面翻转的错视效果。2019年1月24日出版的《Cell》期刊封面，（见图9）描述在纤维中折叠核小体的不同方向，揭示核小体的三维空间分布及其在基因组中的方向，类似于鸟类在电线上从前与后、上与下、左与右等不同角度呈现于平面化封面图像，形成三维视幻空间与二维平面的空間对立，产生所谓“视觉游走”的艺术效果。期刊封面以Ohno课题组的研究论文《亚核小体基因结构显示出明显的核小体折叠基序》为灵感，作者将核小体解析的Hi-C技术与SA-MD（Simulated annealing-molecular dynamics，模拟分子动力学）模拟相结合，揭示核小体的三维空间分布及其在染色质中的全基因组定位，并运用Hi-CO方法揭示酵母基因中不同核小体的折叠基序。这种生物学实验研究呈现在封面图片设计上表现为：鸟类在电线上的三维空间分布及静止的整齐排列，由近及远将立体化图像予以平面化呈现，并形成折叠化的空间视幻心理效果，与核小体折叠基序的空间排列布局相契合，也通过大量的“鸟”图像预示折叠基序的数量庞大和有穷性。看似毫不相关的封面图像和核小体折叠基序，运用和谐对立的矛盾空间关系，实现殊途同归的艺术效果，进一步激发读者探索折叠基序排列的欲望。

（六）色彩错视图式

色彩错视图式使色彩的情绪表达效果丰富。例如，中国黄帝时期选择单色崇拜;黄帝之后的帝王根据“阴阳五行”学说，选择色彩象征功能，并对应黑、赤、青、白、黄。2010年10月15日出版的的《Cell》期刊封面（图10）是关于染色质的组织和分布对基因表达的调控具有重要意义的研究。针对这一问题，Filion课题组通过识别五种主要的染色质类型，发现果蝇染色质多样性和区域组织的全局视图。根据希腊单词“Chroma”（颜色）的含义，作者将染色质类型分为绿色、蓝色、黑色、黄色和红色（每一种颜色由彩色糖果表示）。封面由U. Braunschweig、 W. Talhout和J.G. van Bemmel设计。封面图像阐释Dirk Schübeler课题组的论文《多种颜色的基因组》。染色质由DNA和大量相关蛋白组成，Filion课题组对果蝇中53个染色质蛋白的位置进行全基因组分析，揭示染色质调控的重要原理，并对其组织结构提供了多样化的见解。封面图像通过绿、黄、蓝、红、黑五种色系的纵向排布，形成色彩错视图式，同种色系中不同纯度、明度的色彩横向排列，代表不同的基因组，突出染色质的多样性和复杂性。

（七）光渗错觉图式

光渗错觉图式通过点、线、面和色彩的排列，产生图形的错位、重复等特征，使画面呈现波动起伏的律动感。（见图11）2018年6月14日《Cell》期刊封面图片，（见图12）以Polubriaginof等人利用电子健康档案（EHRs）在遗传学和疾病的应用研究作为封面故事，封面图像表示各地医院和诊所的医疗记录，对记录进行数字化可用于人类疾病治疗研究，是Polubriagi-nof课题组的研究可能成为纸质病历数字化转换过程的艺术化表现。将纸质版病例建立成电子健康档案（EHRs），主动获取广泛的临床相关数据，为研究无法获得的性状遗传可能性提供电子资源，为临床诊断提供科学化依据。封面图像通过点、线、面三者的空间错位与排列，红、白、蓝三种颜色的对比，借助空间垂直、水平、弯曲的三维组合，形成光渗错视图式，营造深邃神秘的数字化感官体验，给读者造成强有力的视觉冲击。

二、科学图像造型特征

科技期刊封面的错视图像具有一定的艺术造型特征，既展示科学秩序，避免单一乏味，也给封面图像带来崭新的科学表现力。

（一）互动特征

科技期刊封面图像在设计过程中具有互动特征。“科学美是科学理论反映和体现的自然界本身和谐美和理性美的结合。艺术美本身就折射着科学的理性光辉。21世纪是一个艺术设计的时代，也是科学技术与艺术紧密结合的时代[4]。”依据不同视觉元素的表现手段与形式法则创作科学图像，在科技期刊封面，传达科学美与视觉信息，增加受众与图像设计者的双向互动，创造形式不同、和谐又理性的科学秩序感。

（二）悖理特征

科技期刊封面图像具有悖理特征。在逻辑学范畴内，悖理性指互相矛盾与违背的谬论。在科技期刊封面图像的设计过程中，设计者为表现矛盾、不合理的视觉效果，运用不同物象之间矛盾的逻辑关系，释放错视图像的视觉冲击力，拉长审美时长，为受众在阅读科技期刊封面图像时带来回味悠长的视觉感受。

（三）联想特征

科技期刊封面图像中的错视现象创作，具有思维发散、视觉心理主观能动的联想特征。“艺术所描绘的千变万化的世界和饱含的诗情画意丰富了科学家对世界的认识，对想象的运用，对客规规律的掌握;科学借助艺术的灵感、奇想、激情和力量，让‘梦想家们得以‘梦想成真[5]。”受众在阅读、理解科技期刊封面图像过程中，通过错视图像联想，而不是单向的视觉信息传达过程，有效提高接收与重构科技图像含义的效率。

三、意义及启发

身处视觉时代，图像具有超越文字的意义。科技期刊封面中的错视图像既具有科学原理、哲学思想，也具有美学价值和社会价值。“科技期刊封面的艺术性应体现为庄重、雅致、朴素、大方、立意深邃。其设计应符合平面构图的基本规律，满足视觉美观的要求[6]。”科技图像既为科技期刊封面图像的创新拓宽道路，也为国内科技期刊封面图像的发展方向带来启发。

（一）满足视觉审美机制

科技期刊封面图像如果应用错视理论进行设计与传播，首先要做到满足受众视觉需求的内在审美机制。当受众面对残缺或者复杂的科学图像时，会产生具有简化倾向的“完形压强”心理，力图将不完美变成完美的对称和谐，打破传统视觉习惯，并获得视觉满足感。“目前我国传媒业正在发生重大转型，相当多的媒体在走向市场化。越来越多的媒体倾向于完全以受众兴趣为主导的生存和发展[7]。”因此，科技期刊封面图像应用错视原理进行设计时，应与时俱进，满足受众新型的视觉审美需求。

（二）固定个性创意范式

笔者曾请教《东南大学学报》社科版前主编徐子方教授，期刊封面的图像是否可以固定？徐主编认为：鉴于目前国内期刊编辑部的经济状况、美术编辑数量与专业状况，国内期刊封面图像宜于固定，由此适合增强期刊的品牌建立与增强辨识度。

“科学期刊封面图像对于期刊具有重要意义，因而在封面设计中所运用的视觉语言至关重要。期刊封面不但能够在物理层面保护期刊不受外界损害，而

且可以体现科学期刊的专业素养与权威地位[1]13。”在固定的封面图像框架中，设计每一期封面时，先选定一篇“封面论文”，然后根据论文的主题，对封面图像进行创意是一个方法。10年前，如果科技期刊封面出現“一期一面孔”的现象，可能被诟病为“不稳重”。然而，随着当代科技与艺术的发展，封面图像的主色与主题在设计中根据自身刊物的特点，使用相对固定封面的图式。例如国际权威科技期刊《Cell》的每一期封面，都固定运用同一字体突出刊物的名称，封面图像根据亮点论文的主题而改变，使受众每次看见期刊名称就知道阅读的是哪本刊物，同时对当期的封面图像又具有探索欲，这就是一个成功的科技期刊封面的个性，让读者见封面如见期刊，与时俱进，符合现代人的个性化审美追求。目前国内科技期刊编辑部，能够突出表现科学特色的较少，可多借鉴国外做得好的科技期刊的经验。

（三）增强审美传播效应

在信息化时代，科技期刊的美术编辑应与受众进行人性化互动，才能有效增强科学美的传播效力。错视理论可启发美术编辑的创新思维，超越国界与语言，表达编辑的情感，引起世界各国受众的多元情感共鸣与心理诉求。

“具有艺术张力的科学图像，有利于使受众对科学信息产生兴趣，从而进行获取，如此可以更有效地传播前沿科学成果[1]10。”错视理论具有多元结构空间、多学科交叉的特征。传统的国内科技期刊封面图像多数在二维空间中创作。错视理论指导我国科技期刊封面图像的创作，逐渐从二维、三维走向多元化的结构空间，增强科技图像的艺术传播力。错视理论在科技期刊封面图像上的应用，是在科学思维指导下的创新，不是单纯的艺术审美活动。科技期刊封面图像设计须在准确传达科学内容的基础上，提高图像的艺术性与传播力。

参考文献

[1]崔之进.国际科学期刊封面图像学[M].南京：东南大学出版社，2019：17;13;10.

[2]王国燕.科学图像传播[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2014： 75.

[3] 沈致隆.科学与艺术[M].上海：华东师范大学出版社，2018：19.

[4]刘瑰洁，昌成亮.科技与艺术的融合[J].创新科技，2008：22.

[5]宋晓蓝.论艺术与科技的互动[J].学术探索，2003：89.

[6]王国燕.姚雨婷.科技期刊封面图像及创作机构的案例研究[J].科技与出版，2014（10）：67.

[7]汪彤.科技新闻的可读性研究[D].武汉：华中科技大学，2012.