绘画作为一门视觉艺术，与眼球的关系十分密切。位于眼球最内层的视网膜是视觉形成的起点，也是大脑的延伸部分。
著名生理学家赫姆霍茨说:“眼睛是一种视域很大的光学仪器，但在这块视域中只有范围很有限的一小部分能产生清晰的图像。然而幸亏眼球会转动，可以一处一处地审察视域中每一小块地方。鉴于在任何场合、任何时刻我们都只能把注意力集中于一个对象，这清楚看见的一点就足以在我们希望转向细部时完全占据我们的注意力。另一方面，大片的视野尽管不够清晰，却适合我们在一瞥之下掌握全局并立即注意到边缘上任何新出现的东西。”
那么眼球运动有何特点？与绘画又有什么关系呢？
震颤与眼跳
人眼为了保持视力，获取信息无时无刻不在做两种运动：
一种叫震颤，主要可以保持对静止物体的视力；另一种是眼跳，完成一次眼跳的时间约小于100毫秒，两次眼跳之间有120~150毫秒左右的间隙。
在观赏绘画时，眼球用一系列小的跳动掠过画面，然后把注视点反反复复地落到那些感兴趣的地方。
早在1879年，法国巴黎的眼科医生路易斯?雅瓦尔（Louis émile Javal）注意到了眼球运动的现象，引起了学术界的广泛关注。
前苏联心理学家亚尔布斯（A. L. Yarbus）是研究眼动的先驱。他把人在观察某个对象时眼球运动的轨迹记录下来，就给“人是怎样看东西的”提供了宝贵的资料。
图1 希斯金的作品《森林》（上）及实验记录（下）
图1（下）是他的一幅1950年的实验记录。他让受试者盯着画面观看10分钟，并用接触透镜技术记录下眼球跳动的轨迹。画中黑色的小圆点是注视点，许多注视点重复、叠加形成了粗糙的、曲折的黑线条。这幅用作试验的画是俄国巡回展览画派大师希斯金的作品《森林》（图1上），画面表达了蓊郁的大森林中的清晨，甚至可以嗅到到林中湿润的空气和青苔的芳香。
实验发现，眼球主要把最敏锐的感光区（视网膜小凹）对准那些高反差的、十分精细的或者有生命意义的区域。由此可知，绘画要取得好的效果，一定要有亮点(高反差或者十分精细的局部)，当然也要有次要的景物做陪衬方能做到错落有致、和谐统一。
图2是印象派大师德加的《洗衣女》，他以精细的笔墨画出洗衣女青春健康的脸庞，其他部分都画得十分简略而粗糙。不难设想观者在欣赏此画时，目光一定会立刻被她的脸部所吸引，把注视点反反复复地停留在那里。
图2 德加《洗衣女》
运动的眼球是一个搜索引擎
除了画的亮点可以吸引观者的眼球，而观者本人对眼球的运动更有着主观能动作用。
1967年亚尔布斯把俄国最著名的画家列宾的名作《意外归来》作为图像让受试者观看。
画中呈现了一位革命者从流放地归来、进入家门的瞬间，全家每位成员都对这突如其来的事件表现出不同的情绪变化……
这一次他让受试者带着不同的任务去读画，发现他们的眼跳模式也不同。如被要求估计这个家庭经济状况，注视点将集中在室内的家俱和妇女的服装上；如果受试者被要求估计画中人物的年龄，他的注视点主要集中在人物的脸部。
这个试验告诉我们，人的眼球运动完全受到大脑意识的指挥，往往把最敏锐的视觉集中到那些最感兴趣的地方。
由此可知，用眼观察是人的一个主动性行为，与观察者的目的、期望和兴趣息息相关。眼动就像是一个搜索引擎，而聪明人与普通人的区别也在于他能够从纷繁复杂的大量信息里获取自己所需要的，所谓“弱水三千，我只取一瓢”。
图3 列宾的《意外归来》
中央视觉和外围视觉
眼球的视网膜分成两部分，在视网膜中央凹集中了几乎全部视锥细胞，对色彩和光非常敏感，人的精细的视觉主要就是依靠它。
当光线落在视网膜中央凹的周围，那里分布的大都是视杆细胞。对色彩不敏感，只能产生黑白、模糊的图像，称为外围视觉。但是，并不能因此说外围视觉不重要。在夜晚或光线比较暗的环境，视锥细胞不作为，这时候就轮到了视杆细胞唱主角：在月色朦胧的夜里，室外树木花草、山峦河道都是灰朦朦的……微弱的光照下能够依稀看清周围的环境和轮廓就是视杆细胞的功劳。等天渐渐亮起，东方出现了鱼肚白时，视锥细胞也开始起作用了，树木花卉在晨曦中渐渐呈现出颜色。
当阳光普照大地，整个世界又变得五彩缤纷了！此时此刻，中央视觉可以跳动眼球看清楚关注点的色彩和细节。但是外围视觉的作用也不容小觑，它把关注点周围的方方面面尽收眼底。尽管不够清晰，也可以略知大概，对人的视觉效果来说，贡献不比中央视觉的小。
我们走进一个新的环境，常常会左顾右盼，不断用眼睛的余光扫一下，希望能够对环境有一个大致的认识……正由于这两种视觉的联袂作用，让人既能看到色彩缤纷的美景，也能感受灰暗朦胧的夜色；既能全神贯注地注视物体的精细结构，也能匆匆一瞥，了解环境的大体轮廓。
有趣的是，熟悉这样的视觉特点的画家也会有意识地在创作中制造悬念，让观者上当受骗。比如达芬奇的名画。就利用了观看绘画时候，两种不同视觉区域的不同感受，画出了蒙娜丽莎看起来似笑非笑的千古之谜。
蒙娜丽莎的微笑有何神秘？
说起达?芬奇，他实在是人类历史上罕见的天才。
小时候父亲把他送到城里最好的画室里当学徒，老师委罗吉奥把客户预定的圣母画中一个不起眼的小天使交达?芬奇画。画完成后，小天使成了画中抢眼的“亮点”。老师看了，从此不再作画，改行做雕塑了。
据说达?芬奇长相英俊，精力过人，一天只睡3~4个小时，大量的时间用来做研究。作为画家，达?芬奇的作品还真不多，据说他作画非常慢，用他自己的话来说，他画画的目的就是搞科学研究。这点在他最著名的两幅画作中得到了印证。
一幅是《最后的晚餐》，达?芬奇放着好端端的油画颜料不用，偏要在色素里掺蛋清，以至不到十年画就严重剥落。50年后，美术史家瓦萨里见到此画时说：“除了一大片污渍，什么也看不到。”这成了一次失败的科学试验。（此画从1726年起开始得到保护和修复。）
另一幅就是被誉为天下第一名画的《蒙娜丽莎》。众所周知，这幅画又被称为《神秘的微笑》，因为当观者在欣赏画的时候，有时觉得她笑容可掬，有时又觉得她并没有在笑，于是引起了观众的好奇。
21世纪初，美国哈佛医学院的神经生物学家玛格丽特?利文斯通（Margaret Livingstone）在美国《科学》杂志上对此做了解释。她认为，与其说蒙娜丽莎的神秘微笑与画家的绘画技巧有关，倒不如说它是观察者眼球运动的结果。由于文章比较专业，我把它简化后做一些解释。
脸部的微笑表情还集中反映在她的嘴巴和颧骨部位，达?芬奇却偏偏把这两个部位画得模模糊糊。当观者的眼球小凹对准蒙娜丽莎的眼睛，那么她的嘴巴和颧骨部位就会落入分辨率较差的外围视觉上，由于外围视觉并不注重细微之处，无形中突出了颧骨部位的阴影。如此一来，笑容的弧度便显得更加大了。倘若把眼球的小凹直视蒙娜丽莎的嘴巴，中央视觉便不会看到阴影，笑容也随之收敛。所以蒙娜丽莎的笑容若隐若现，就是观者的眼球不断运动的结果。
笔者借用利文斯通的插图（图4）来说明这个问题。这是蒙娜丽莎像照片的3个频率的分量图片（像声音可以分成低、中和高分频率一样），自左向右分别代表了低、中和高频率（通俗讲就是分辨率）。可以看到在分辨率低、中的图像里蒙娜丽莎笑容很明显，而在分辨率高的图像中看不到她的笑容。
图4 3种不同分辨率的蒙娜丽莎图像
错觉链接——不靠谱的外围视觉
外围视觉的低分辨率并不仅仅是图像模糊（图像模糊好理解，就是不清晰），它还包括空间信息的缺失。也就是说，外围视觉看到的场景不靠谱，它会把空间里的东西张冠李戴、移花接木。其原因是：视觉的色彩信息和位置信息在大脑的两个不同区域进行加工，然后合成起来成为观者的视觉，出一点错误也是在所难免的。
美国哈佛医学院曾经报道了这样的实验：在离开页面12英寸的地方观看图5。
图5
如果你盯着第一排中央的黑点看时，发现你能够确定的是最靠近中央的两个字母：紫色的A和深紫色的C。其他字母，特别是每一个单元中间的字母无法辨认。尽管这些字母的印得很清晰，但是就是无法认出是什么字母。
再来看下面一排，这些字母原来就是模模糊糊的。注视中央黑点，能够确定的也就是紫色的A和深紫色的C，但是，这一次你却可以觉察到这一排的字母都挺模糊。对于这一点你不觉得有点奇怪吗？
虽然不能辨认出这些字母，却能够觉察到这些字母是模糊的，甚至碰巧还可能认出个把字母——外围视觉就是这样捣糨糊。总之不仅模糊，而且有错，但是即使是这样的视觉，还是比“没有”强多了——人类的演化发展都是这样，只要能够达到效果，就尽可能地节省宝贵的资源。
有趣的是，这种模糊的空间感与印象派大师的绘画作品倒是有一点异曲同工之处。
图6是莫奈大师的名画《巴黎 1878-6-30节日》，与印象派的其他画作一样，在空间的细节处理上非常粗糙（也是模糊加错误），与欧洲传统的经典绘画比较，被艺术史家认为是一件还没有完成的画。
请看三色的法国国旗，没有一种颜色与另一种颜色是紧挨在一起的。但是，这种空间粗糙感与一般图像的模糊不一样（一般图像在细节上是正确的，只是不清晰），却与人的外围视觉里产生的空间图像十分类似。例如，有兴趣读者可以再一次去关注图5的两排字母，可能碰巧看到蓝色的B或者绿色的D呢！也就是说，你的视觉系统会把一个物体的色彩与另一个邻近物体的形状拉在了一起。这种现象称为“错觉链接”（illusory conjunction）。
了解了上述的道理，我们再来观赏莫奈的《巴黎 1878-6-30节日》，匆匆一瞥就可以感受到画面上漾溢着热烈欢快的气氛，而当我们盯着画看上一会儿，画面上的错觉链接就接二连三地出现了。对此我们不必介意，我们应该允许通过这样的方式使大脑里的画面趋于完整。这也是我们能够在画面上看到完整的法国国旗的原因，尽管画上的许多旗帜莫奈仅仅用了一笔来表示。事实上，我们的视觉印象也是利用了多次观察到的不同图像整合而成的。所以，有些大师喜欢留一点空白让观众的视觉或者大脑去完成，也是一种风格啊！
一般认为，在画的无关紧要的地方，以及一些表示临时瞬间的细节上比较容易发生这样的情况，其原因与观众的心里因素有关系。
图6 莫奈大师的名画《巴黎 1878-6-30节日》
本文作者林凤生，上海大学教授（已退休）、《自然杂志》编审、高级记者。中学时曾师从唐云、丰子恺等名师学习绘画，毕业于上海科技大学电子物理专业。
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