网络空间艺术的光色互动设计及其体验研究

朱韵衡 陈 童

基督教《圣经》第一章《创世纪》之始，上帝最先给人类带来的就是神圣的生命之光。光线，因为是人类感官所能得到的一种既辉煌又壮观的经验，所以才会在原始的宗教仪式中受到人们的顶礼膜拜。光是世界万物之源，无论是牛顿的粒子学说、惠更斯的弹性波动说，还是爱因斯坦的光量子学说，许多不同时代、不同领域的科学家都对光的产生进行了系统的研究与讨论。而色彩是光最明显的特性，因为有了光线，才产生颜色，这种复杂的特性在人类看世界的时候极大地增加了他们的满足感。色彩的本质是一种光波运动，是由不同波长的光刺激人的感色机体产生的视觉感受，事实上就是以光为媒介的一种感觉。现代光学学者和色彩艺术理论家一致认为“光是色之母、色是光之子”。色彩能够吸引人们关注细节，这种力量没有其他视觉元素可以与之相提并论，而所有的这一切都是以光作为前提。

一、光作为人类感知空间的基础

自从人们因为雷电引燃草木而认识光后，便知道光是可以用来照亮黑夜的，它给人类带来了一个五彩缤纷的世界。17世纪开始，就先后有不同的科学家对光的产生进行讨论和研究。直到1900年，德国物理学家马克思·普朗克总结了之前的研究结果，指出光是一种物质，也是一种能量波。当光照射到物体上时，就和物体发生了联系，当光将带有被照物体的信息进入人眼的角膜后，通过水晶体和玻璃体的折射，到达眼球最内一层的视网膜，使人产生了视觉。由于大脑不能直接加工来自外界的电脉冲，所以视网膜中的视杆细胞和视锥细胞要将光的电能转化为大脑可以处理的化学能，经由脑神经传入大脑中。可见，人类视觉的产生与光是分不开的，光线成为构成空间视觉影像与感知空间的必要因素，光的到达将空间展示在我们面前。如果没有光线的照射，就没有空间的认知，人们也就无法从视觉上感受到空间的存在。斯蒂文·霍尔说：“光的不同入射方式，光产生的阴和影，光的透射、折射和反射以及光的透明、半透明、不透明的状态结合在一起，对空间进行了定义和再定义。光使空间产生变化，形成了一种不确定的状态，光参与了空间的创造和再组织。”①

二、光作为建构空间感知的手段

从古至今，人类不断深入地理解光的真正意义。色彩来源于光，我们在光照范围内看到的各种不同颜色都是因为光而形成的，因此在不同的光源下会自然地释放出刺激视觉及影响我们情绪的光彩磁波。②远古时期人们受自然光照的局限，而现代科学家可以用精密的设备仪器来解析光，艺术家可以用绚丽的色彩来描绘光，建筑师可以用不同形状与大小的容器来捕捉光，使光逐渐成为人们表达思想与生活方式的一个艺术手段。

1.基于光色的自然空间感知

在原始社会，人类的祖先只能在阳光的引导下构建自己的生存空间。人们只能利用自然光照明，依靠天文信息来安排每日作息。在这种条件下，当时的人们只能凭借自身的本能去发现色彩的存在，他们用矿物颜料来涂抹身体，用兽皮和羽毛做项链，用色彩装饰他们的饰品和器物。他们将色彩的特性与生命感受融为一体，如与红色关联最古老的是鲜血的颜色，它被认为是强大的、赋予生命力量的颜色，影响着出生、元气和活力。因此除了对其恐惧、敬畏的意味外，他们更多的是寄予了红色一种生命的希望。当人死去后，同伴们会在遗体旁撒红色的铁矿粉，一方面表现出一定的审美意义，另一方面表现出人们想得到永生的愿望。随着科学技术的发展和人类社会的进步，人类对于色彩的感知程度有所提升,在对色彩进行视觉接受的同时，也更多地开发出新的色彩空间。

2.基于光色的人造空间感知

（1）光色流动与建筑的空间感知

建筑是一种将人包围在内的三维空间，因而对建筑空间光色的解读也是对建筑光影的解读。建筑与光从来都有着极其密切的联系，无论是古罗马万神庙巨大穹顶上直径8.9米的圆洞，还是我国民居传统房屋中常见的一尺见方的天井，都显示了前人采光的智慧。美国建筑大师路易·康对把光看成是建筑环境的创造者，他说：“光明是所有存在的创造者，光明创造的东西投下阴影，阴影属于光明。”③当代著名建筑大师贝聿铭提出的“让光来做设计”更是无法掩饰他对光的迷恋。英国建筑师诺曼·福斯特说：“自然光总是不停变化着，这种光可以使建筑富有特征。同时，在空间和光影的相互作用下，我们可以创造出戏剧性。”

光影的艺术表现力主要在于表现空间深度、反映空间形态、创造空间形象、渲染气氛以及装饰环境等方面。而建筑空间光色的流动感主要是依靠光线和空间中的灵活隔断来营造，如瑞士航空公司总部大楼，是一栋简洁、白色的建筑，虽然缺乏表面色彩，但是并没有显得呆板。人穿梭其间时，当光线和阴影围绕建筑形态发生移动时，建筑会与暖色的光线、冷色的阴影相互映衬，不仅凸显出建筑的形态，表现出它在不同光线环境下的不同风貌，也可以感受到光影带给建筑空间的运动感以及保持对空间的连贯性、一致性和流畅性的心理感受。

（2）光色韵律与雕塑的空间感知

建筑学家梁思成说：“艺术之始，雕塑为先，盖在先民穴居野处之时，必先凿石为器，以谋生存；其后既有居室，乃做绘事，故雕塑之术，实始于石器时代，艺术之最古也。”④从话语中我们可以看到，雕塑艺术的历史源远流长，它是人类的精神产物，融入了人类的情感、精神和灵魂。雕塑家们始终就是在探索着空间、体积、线条、质量、光线和运动等要素。因此，从艺术层面来说一件好的雕塑作品，必须具有强烈的空间感，它不是抽象的、无形的、不可琢磨的东西，而是可以通过视觉、触觉、听觉、心理等诸因素直接感受到的三维空间艺术形式。

雕塑一直是最典型的造型艺术、静态艺术和空间艺术的代表，但随着科学技术的发展和人们观念的变化，反传统的声光雕塑、动态雕塑和光影雕塑等艺术形式出现了。雕塑家们开始使用各种轻便材料创作和设计雕塑，并配以光线、色彩、影像的效果，将人带入到一个光影与色彩的三维立体空间。由于光线的加入，使得雕塑以一个全新的视角进入到新的视觉化阅读之中，雕塑的形体因素因为有了光线的运动节奏更加富有韵律感，雕塑的空间形态也得到了延伸。光色的变化效果让雕塑艺术无论从视觉效果还是思想内涵或是观念表达都有显著的作用，光材料让雕塑艺术从实体走向空灵和光彩，以新的姿态和语言向前发展。

（3）光色的立体幻觉与绘画的空间感知

从古罗马时期的绘画开始，人们对于绘画中的光色就进行了不懈的研究和追求。古罗马时期的绘画缺少对光的阐述，主要是对于色彩的描绘，是一种被动的接收光进行绘画的创作；文艺复兴时期对于光的描绘是一种画家心中自定的光，光是为了气氛、环境的渲染或体现画家的思想；印象派的出现，让绘画在光与色的表现上取得了突破性的成就，它以光、色表现意念和美感，将感觉到的光、色表现在绘画语言中。⑤他们主张用光线和色彩表现瞬间的印象，莫奈在他的《草垛》作品中，描绘了光在草垛上每隔20分钟的变化情况，赋予了画面完全不同的气氛感受，使画面呈现出新鲜生动的感觉，这也使艺术家将关注点转移到光与运动本身上；到了21世纪，三维立体视觉空间出现了，它给人带来真实的立体的沉浸感。美国的艺术家约翰·皮尤是一名三维艺术画画家，他在建筑墙壁上绘出的一幅幅逼真的三维壁画常常会骗过许多路人的眼睛，让他们误以为墙壁上的画是生活中的真实场景，画家正是运用光线阴影来创造空间感，让人沉浸在光色构建的空间中。

虽然绘画自古以来就作为人们传达视觉信息所依赖的工具和媒介，在一定程度上帮助人们留住了需要保留的记忆和影像，但是却不能真实而直接地迅速捕捉与表现这个客观真实的世界，它只能定格世界上一瞬间的光色。影像艺术的出现使人们不再通过一张张的绘画来描绘实时的光线变化，更多的是一种对于光色进行实时变化的记录。

（4）光电子媒介与影像的空间感知

影像中的光色要遵循自然的光影法则和色彩规律，它不仅是自然光色的还原，更是艺术家对光色的再创造，它让影片更具有审美魅力与情绪的冲击力。而数字影像艺术中光色的运用，相比单独使用传统的布光法则有着超现实的效果，并且实现方法更便捷。主要采用调节色彩的各种属性和灯光效果、在场景中设置虚拟光源和通过发光效果的插件等工具和算法来制作。影片《阿凡达》中潘多拉星球上的生物和环境的炫目效果就是运用了数字光色，它让观众拥有了一个既神秘又奇幻的视觉体验过程。发光的生命树和奇异的发光动植物在视觉感官体验上为观者谱写了唯美的乐章，而且不同的光亮程度和色温所造成的心理感知又不一样，明朗的，温暖的光线一般给人的感受开阔、舒展、愉快；幽暗的环境、冷色的影调通常令人产生压抑、窒息、哀伤、恐怖的感觉。导演正是利用这种光色所创造的意境，在不知不觉中影响着观者的情绪和心理，此时的光色已经和人的情感产生了互动，但却不是实时的互动。而随着三维绘制及可视化技术的发展，信息技术的不断进步，人们找到了一种在网络中能够与人类生命和情感活动契合的光、色展示形式。

三、作为网络空间基本构成的光色及其互动设计

如今，互联网在全世界进行着越来越深刻的革命，它代表着一种崭新的信息交流方式，网络空间的出现为光色艺术的表达和接受提供了新的手段。构建网络空间环境的过程，就如同传统的绘画方式一样，是一种着色的过程。只不过传统绘画中所使用的是用画笔将颜料画在画布上，而在网络空间中，着色的过程是计算光照并由此决定像素颜色的过程，需要使用光照模型表现出丰富的光、色变换效果。

局部光照模型是仅处理光源直接照射物体表面的光照模型。因为它渲染计算量小、算法简单，所以通常用于实时渲染中，并且用来模拟光滑着色的曲面效果。它将三维模型各个顶点的颜色进行平滑、融合处理，将每个多边形上的每个点赋以一组色调值，同时给多边形着上较为顺滑的渐变色，使其外观具有更强烈的实时感和立体动感。Gouraud模型和Phong模型都是局部光照模型，而Phong模型得到的效果会比Gouraud模型更加逼真，这完全取决于它实现的原理。Gouraud模型在取样计算时，只顾及每个多边形顶点的光影效果，而Phong模型却会把所有的点都计算进去，并提高了镜面反射效果。因此效果更加真实，但运算程序也比前者复杂。

全局光照模型是处理在物体之间光照的相互作用的模型。它可以通过计算场景中全部的光线来渲染出非常逼真的光影效果，因而光线跟踪算法和辐射度算法比较适用于真实感光线的绘制领域。

光线跟踪算法的基本原理本质上是一种按照真实世界光线投射原理反向渲染的技术，当一条光线射到一个对象的时候，它可能进一步反射出去。但是如果对象是透明的，那么光线将会在对象内部进行传导。这些反射和传导光线可能进一步撞击到其他对象，并衍生出更多反射和传导光线。它能真实地模拟光线在物体间的行进情况，并以模拟真实世界中光的某些物理性质为最终目的。辐射度算法可以解决光线跟踪等直接照明方法中所不能表现的真实世界中的照明现象问题。它的原理就是模拟真实世界中的光照原理，在场景中的每个位置收集所有在该位置所能看到的颜色信息，然后对这些颜色信息进行汇总处理，作为最终该位置的颜色并对当前的位置进行着色。它通过制定场景中光线的来源，根据物体的位置和反射情况来计算从观察者到光源的整个路径上的光影效果。它能非常完美地提升动态场景的画面效果，让画面更加细腻，场景细节更加明显。

网络空间中不仅可以实现逼真的光线效果，它还可以实现如同影像艺术中光色的动态变化效果。通过几何着色器实现运动物体的几何坐标变换，配合高精度的顶点纹理拾取技术，达到监控整个运动过程的目的和运动模糊效果；通过纹理着色器计算在色彩空间中人体皮肤颜色的每个像素值，表现出人体皮肤本质特征的半透明感，呈现一种真实的人物皮肤效果；通过卡通着色器计算卡通风格的光照并由此决定像素颜色的过程，它的画面简洁，对比强烈，效果不同于传统的真实感光照模型，使用它可以构造一个具有鲜明卡通视觉效果的虚拟世界。

四、基于光色互动的网络空间感知与情感体验

情感体验中的体验这个概念是到19世纪70年代才由狄尔泰加以术语化的。伽达默尔认为体验是一种与生命活动密切关联的经历，所以体验一般可以认为是体验生命为前提，具有时间上的永恒性，空间上的整体性，方式上的直接性和本质上的超越性。这种对体验的哲学美学上的理解同样可以被我们运用在对光色互动的情感体验上。

色彩与人类的感知有着极为密切的关系。人们的情感往往是由色彩引发的，情绪通常能被颜色所影响。色彩的情感表现主要是通过人对于某种色彩产生联想得到的。心理学家指出，情感是指个体受到某种刺激而产生的一种身心激动状态。哲学上的定义是：“人类主体对事物的价值特性所产生的一种主观反映。”在艺术领域，色彩的表现是视觉的、思想的和精神的综合体，具有一种揭示人类情感倾向的鲜明目的性。其实，色彩本身并没有含义，人们之所以会感觉到欢乐和悲伤，是因为它与人类生活的世界密切相关，当人们积累的视觉经验在与色彩发生一定的呼应时，就会调动人心里的某种情绪，产生不同的心理效应，引发不同的情感。

科学技术的发展使得计算机网络为我们建构了一个由数字光线构成的虚拟空间世界。它摆脱了中间实物介质的限定，通过电信号记录并储存在电脑中，以光色的形式呈现出来。网络中的光色是建立在现代色度学和计算机图形学基础之上的。网络技术的发展将实质材料转变为虚拟材料，使得原来只能在实质材料（画布、纸）上出现的色彩变为能够直观其变化过程的数字化光色展现。通过技术对光色的变化进行控制，使得人能够掌控色彩变换的整个过程，沉浸在这一由色彩构成的信息空间中。梅洛·庞蒂认为，身体本身是一个与世界和他人处于不断对话和互动中的主体，在身体知觉深处存在着被任何理智的反思都无法达到的主体与客体、物质与精神以及自在与自为的统一性。⑥这种统一性可以在身体接受色彩的信息时，将其转移深化为人的意识，进而产生情感体验。网络中尤其是三维网站中的数字光色流动的过程和韵律展现出人的个性化的情感的过程，也更直接地满足了当代人的心理诉求。

总之，数字光色的出现为用户创造了一个可以产生强烈的视觉冲击力和艺术感染力的境界，也让色彩在网络中实现真实光线的流动效果成为了可能。正如麦克·卢汉所说的那样：“媒介是人的延伸。”功能卓越的技术不仅融入我们的生活，成为我们身体的一部分，更会成为我们心智的一部分。网络空间的出现使得过去一些难以达到的认识领域和认知深度都找到了答案；数字光色的出现则是大众对审美的进一步需求的体现，它促进了人们审美意识的提高；让人们享受到光色的魅力，带给用户精神和视觉上的双重愉悦感，影响了人们的生活方式，使观众在寻找信息的同时，得到全身心的享受和放松。

①戴志中、蒋坷、卢昕《光与建筑》[M]，济南，山东科学技术出版社，2004年，第17页。

②黄木村《色彩再生论》[M]，北京，清华大学出版社，2010年版，第3页。

③李大夏《路易·康》[M]，中国建筑工业出版社，1993。

④梁思成《中国雕塑史》[H]，百花文艺出版社，1997。

⑤裴继刚《光与色的视觉艺术——印象派绘画艺术的感悟》[J]，《美术大观》，2008年8月版，第 54-55页。

⑥陈治国《论西方哲学中身体意识的觉醒及其推进》[J]，《复旦学报（社会科学版）》，2007年2月版，第88页。