印象畫派背後的視覺生理奧秘

文 | 林鳳生（上海大學《自然雜誌》）

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2013年秋天，上海歷史博物館展出了法國著名印象派畫收藏家克拉克的珍藏，參觀者可以親眼目睹莫奈、雷諾阿、畢沙羅等大師的傑作，可謂大飽眼福。

說起印象派，無疑是近現代美術流派中最具影響力、最受到商家和粉絲追捧的藝術流派之一。它的誕生源於140年前的一次藝術沙龍上，法國畫家莫奈的一幅參展作品《日出·印象》，引來了藝術界的一片嘩然。因為在色彩斑斕的畫作里形象模糊了，主題不見了，只見一條條橫七豎八的色塊和條紋，這難道就是前衛的藝術嗎？輿論把莫奈的這幅畫諷刺為「印象」，孰知這一說法歪打正著、形象地道出了這一畫派的宗旨：捕捉和發現眼前所見到的事物，特別是自然界里那些稍縱即逝的奇妙景象，也就是莫奈說的要畫出光與色的「印象」。

從神經學的角度來看，「印象」還可以有更深層次的理解：畫家在寫生時見到的景物乃是物體的反射光透過眼球在視網膜上成的像，通過視神經傳遞到大腦的視皮層，再由大腦經過分析、比較得到的結果。這是一個複雜的生理和心理的過程，遠不是簡單地、機械地模仿自然或複製生活。所以，莫奈畫出來的「印象」實際上是他頭腦里的「映像」。研究印象派作品，我們不難發現它與傳統經典繪畫的不同，不僅表現在繪畫的風格和技巧上，還表現在繪畫創作與欣賞所依賴的視覺機理上。

一眼線索與雙眼視差

在20世紀以前，歐洲的經典寫實繪畫已經發展了500多年。畫家們能在二維平面上把三維空間里的方方面面表達得惟妙惟肖，他們依賴的法寶是明暗法和透視法。明暗法出現得比較早，利用物體的受光，在它的背光的地方添上陰影，凸顯出物體的立體感。而透視法則是由佛羅倫薩著名的建築師和數學家布魯內斯基和吉爾貝蒂等發明的，它可以利用嚴密的數學論證，非常精確。

但是，這也給後來的畫家帶來了小小的困惑。因為當畫家分別用左右眼去觀察近處的物體時，看到的結果不一樣。大畫家達·芬奇曾沮喪地說過：「要高度精確地畫出自然界里的一個真實物體，包括它的輪廓線、陰影、光線和色彩是不可能的，除非那個物體離你相當遠，或者只能用一隻眼睛來觀看它。」

因此，對經典的寫實繪畫來說，創作也好，觀賞也好，主要用的是單眼視覺，這在視覺神經科學上稱作「一眼線索」。不僅畫家寫生要用一隻眼睛觀察，觀者在欣賞的時候也應該這樣做。據記載在幾百年前有一種頗為時尚的娛樂，即在畫作前面懸掛一幅中間開了一個小孔的帷幕，讓觀者用單眼觀賞畫的景深幻覺。有趣的是近年來，經美國哈佛大學醫學院專家考證，畢加索、倫勃朗等大畫家都有一隻眼睛幾乎失去視力，不知這與繪畫有沒有直接聯繫。

那麼，筆法粗放的印象派畫家又用什麼方法來展示三維的空間感呢？那就是「雙眼視差」。因為人在觀察近處物體的時候，兩隻眼睛會產生視差，即在二個視網膜上產生了一對稍有差別的像，大腦便會把它們融合起來生成一個三維立體的圖像，並能確定物體離觀者的距離。這個奇妙的現象是在19世紀中葉由物理學家查爾斯·惠特斯通爵士率先發現的，後來由在貝爾實驗室工作的匈牙利裔美籍科學家巴拉·朱爾斯用實驗證實。現代腦科學研究發現，在大腦的視皮層里確實存在著一些專門探測左右視網膜像差的細胞。

（圖1）你不妨試著調節雙眼的視線，可以看到兩瓶菊花融合後產生的三維圖像

我們不妨來做一個試驗，圖1中有兩瓶菊花，它們非常相似，但並不完全一樣。你只要適當調節雙眼的距離，讓雙眼好像要透過它們看向遠方，就可以看到它們融合後產生的三維圖像。雖然看到的這瓶菊花有些模糊，但立體感很強。

事實上，我們觀看三維立體電影，用的也是同樣的原理：用兩架攝像機在相距幾厘米的地方同時拍攝，然後把它們同時放映，觀者帶上立體眼鏡（通常是不同的偏振片），讓左右眼分別看到不同的圖像，於是大腦把這二幅具有「雙眼視差」的圖像融合起來，立體感也因此產生了。用筆粗放、形象模糊的印象派畫作，對觀者的雙眼視差起到了推波助瀾的作用，於是畫面也表現出強烈的三維立體效果。

圖2是印象派大師梵高的傑作《咖啡館露台》。當你仔細欣賞這幅作品時，可以感受到小小的建築群落具有非常強的景深感。前景的露台、人物、木質的墩子、長桌，中景的葡萄架和背景里的建築，層次分明、閑適安靜。特別是用粗獷短促的線段塗抹的葡萄架子，明顯地使它從背景里凸出來，這是因為我們立體視知覺對短促突變的線段要比連續漸變的線段更敏感。

荷蘭畫家梵高是藝術史上炙手可熱的人物。由於電影《梵高傳》和傳記《渴望生活》的渲染，大家都知道他有點神經兮兮，他的作品與一般印象派畫家追求準確表現眼前見到的事物的手法不同，而是探索用色彩和線條來表達自己的思想和情感，在這幅作品裡可見一斑。

重複圖案與自適立體圖

用實驗證實「雙眼視差」的神經科學家朱爾斯有一位學生名叫克里斯托弗·泰勒，發現了一個有趣的視覺現象，那就是由重複圖案產生的「自適立體圖」。圖3是一種做室內裝飾的牆紙，倘若我們盯著它看一會兒，就會覺得眼花繚亂，牆紙上的飛鳥都動了起來，組成了一群三維立體的鳥群。

如果你仔細看牆紙第一行的紫色飛鳥，你會發現這個圖案有兩個特點：一是視覺元素（小鳥）排成一條水平線（視覺對水平的感覺比垂直的敏感得多）；二是這些視覺元素（小鳥）都是重複出現的。當觀者的雙眼在注視這一行飛鳥時，左右眼睛的視網膜上就會各留下4隻鳥的像。由於4隻紫色的小鳥一模一樣，這一下讓大腦的視皮層有點發矇，它不清楚究竟應該把左右視網膜上的哪兩隻鳥來配對，因為對於大腦來說從二維圖像中抽提深度信息是一件難事。泰勒分析說，這時大腦會亂點鴛鴦譜，把它們隨機配對。由於錯誤的融合，大腦「看到」的鳥，除了原來的位置之外，又在它的前前後後增加了11個可能出現的位置，這樣看起來就形成了一個影影綽綽的群鳥。

事實上，處於一條水平線的若干個相同的視覺元素構成的圖案，會讓視覺產生這種隱隱約約的三維立體感，這種效果被稱為自適立體圖。

知道了這個道理，我們再來欣賞莫奈的畫《透過樹叢的春色》（圖4）。畫上大批的樹葉，朝著一個方向，形狀大同小異，組成了相似的視覺元素（稱為半重複圖案）。它們在觀者雙眼視網膜上成的像，經過大腦融合會便會產生朦朦朧朧、層次豐富的視覺效果。莫奈常說他要畫出空氣和大氣的感覺，他的畫也確實能夠給觀者這樣的神奇感，其秘訣恐怕就在這裡。

由於人的眼球是在不斷地運動，所以視網膜上的圖像也在不斷地更替。倘若我們的眼光不斷地在畫面上遊離的時候，可以感覺到這些樹葉在微風中擺動。在莫奈的許多作品裡，觀者感覺到的波光粼粼的水面、風中搖曳的花草、那種靜中有動之感，都是由畫家的技法與視覺生理的機理聯袂形成的。

本文原載《科學畫報》，《知識分子》獲作者授權刊發。

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