基于科学传播的视觉设计表达

余晓光

(皖西学院 艺术学院，安徽 六安 237012)

视觉语言跨越了所有年龄、文化和经验层次，可以说是最有效的科学传播形式。使用视觉语言沟通一直是人类历史上的重要形式，但它在21世纪我们的文化特征中有着特别突出的部分。具有视觉效果的科学传播材料吸引了我们的注意力，并保持我们的参与动机。反之，如果视觉效果使用不当，就不会对科学传播产生应有的效果。

一、科学传播和视觉设计

科学传播又称科学普及或科技传播，是以公众对科学思想的理解为重点，以简单易懂的方式向公众介绍社会科学知识与自然科学知识的活动。新形势下，科学传播的价值已经得到了很好的证实。有效的科学传播可以唤起社会对科学的关注，普及科学知识，提高公众的科学技能和科技素养，加强公众对科学的理解、支持和参与。因此，提高科学传播的工作效率势在必行。

视觉设计是以视觉为信息表现的方式，利用文字、图像、板式、色彩等视觉符号为载体，传递各种信息的行为[1]。运用视觉设计有利于科学传播的视觉化。视觉设计在科学传播中的功能主要体现在两方面：一方面，高效的传播功能。视觉设计为科学传播提供了广度，有利于观众清晰、直观的获取专业理论知识。打造专业的科学传播平台形象。促进科技的普及，提高人们整体的科学素养，有利于社会和谐发展。另一方面，有利于公共教育功能。视觉元素的运用，使得抽象难懂的科学知识情感化、具象化。视觉设计在传播社会核心价值观，引导舆论导向上发挥了重要的作用。比如气象知识有助于防灾减灾；生物科学知识，在抗击疫情方面起到重要作用。视觉设计在满足信息传播功能的同时，还具有重塑观众信息视域的作用。中国科协名誉主席韩启德曾言：“科学传播已经不仅仅是科研的副产品，而正成为一个时代的战场，关系到未来人类的生存”。科普知识关系整个社会和谐的发展。科技传播中运用视觉设计元素，应该直观的寻求来自该领域专业人士的知识。因此，在此用视觉设计师的视角来分析优秀设计的一些基本原则，并解释这些选择与有效沟通的关系。

二、视觉设计语言在科学传播中的运用

科学传播视觉设计其内核是通过视觉元素对科学知识的表达。但在信息传播过程中，仅仅以“科学性”为目标是不够的，所传递的科学知识、设计者、观众这三者有着密切的关系。科学传播中所运用的视觉元素不是随意地使用，而是根据科普信息有意识的构建，并且具有一定的社会、经济、文化等目的[2]。科学传播的视觉设计不是一种简单的转译，而是运用视觉设计表现原理，将要传播的信息转化成容易被受众接收、理解的形式。视觉设计是视觉文化的一部分，在日常工作和生活中，我们接触大量的信息，每天都是在一片汪洋中争夺人们的注意力。信息大爆炸的今天，如何抓住公众的注意力有效地进行信息传递。如何通过综合运用色彩、文字、图片等视觉元素将科普信息进行整合，以美观醒目的形式在公共场所吸引大家的注意。通过视觉元素，做出容易被公众接收的高质量科普作品，是我们要探讨的课题。图1以高速公路广告牌为例，在速度很快的情况下，信息接收会受到画面板式、图像、字体和颜色选择的影响。视觉设计的作用是沟通，这些设计语言是有效沟通的关键因素。以下将具体分析平面设计中的视觉元素，如何在科学传播中起到重要的作用。

图1 高速公路路牌设计

(一)板式布局

板式是视觉传达的重要手段，无论所需的视觉传达类型如何(例如海报、幻灯片、传单、博客等)。其演示的基础是板式，信息的安排直接影响读者浏览材料。我们在进行科学传播板式设计时，应遵循以下原则。

第一，学会留白。画面中要留有可以为文本和图像提供呼吸的空间，即留白。留白原指中国画的一种绘画形式，在画面中留有一定的空白，给人以遐想的余地。在平面设计中指未经强调设计的部分，起到空间虚实对比的作用。适当的留白能使得页面的版式中透气，给人舒适感。要注意的是，这个区域并不一定是白色，是指布局中环绕各个元素的空白空间。留白也是面积，也会给版面局部带来重量，达到均衡的效果。留白给文本和图片足够的空间，保持层次感，留白区域可以很多好的指引观众。如果元素过多，会分散观众的注意力，留白可以让观众快速地找到所需要的信息，提升体验感。

第二，少即是多。在一定的空间内素材越多，观者越不容易看到你想传达的信息。优秀的科学传播板式布局，应该是可使减少观众的认知负荷，留下更多的脑力接收科普信息。优化板式，最大限度地优化信息的可用性和可记忆性。选择简单而不是复杂的板式布局，把杂乱的素材去掉，直到整个板式只有必需品。如图1所示，在运用设计概念时，使用公路广告牌测试来确定你的科普视觉演示是否能够成功吸引受众的注意力并传达重要信息。广告牌A被大量信息堆砌，广告牌B根据科学传播所需要的内容和主题，选择有效元素进行版式设计。很明显，广告牌B更好的传递了信息。根据西克定律，决策所需要的时间随着选择的数量的复杂性而增加。科学传播中当信息选择时，会使用户花费更多的时间进行决策，从而影响信息的接收。保证观众可以理解的情况下，尽可能地减少信息量，在版面上呈现最核心元素。

第三，掌握好秩序感。我们的大脑对文本和图像对齐的差异非常敏感，因此，当我们在做科学传播材料时，建议将演示文稿的元素对齐，这样受众能更好地接收我们所要传达的知识。将信息分解成不同的种类，并将相关的内容安排在一起，这样可以最大限度地减少处理信息的疲劳感。

第四，引导型关系。希望传递给观众的各个部分的顺序。可以通过不同的字体和颜色，按层次来组织信息的结构。用字体大小暗示科学传播信息层级关系。每一层级用同一种字体或颜色体来表达，通过使用不同的字体和颜色来组织信息的层次结构，使得导航顺序一目了然。这样有助于观者清晰的接收到你想要传达的内容。我们可以采用树状和网状相结合的导航结构，使得观众可以更加快速便捷的接收自己所需要的数据。

在进行视觉展示布局时，经常会引用格式塔心理学。格式塔心理学的一个简单的解释是，视觉呈现的图像、文字等元素不是孤立观看的，而是被作为一幅完整的画面。图2鲁宾的面孔花瓶幻觉，图形——背景法则，不同的焦点，不同的背景我们会看到不同的图像。以黑色为背景我们看到的就是花瓶，以白色为背景我们看到的就是两张相对的脸。即使形状不完整，大脑也会主动去补充完整[3]。因此，物体按照接近度、对称性和相似性会影响设计的用户体验。图3中国美术学院的logo，我们看到的第一印象是个印章，随后大脑形成完整的“国”字，同时也能是个“美”字解。人的视觉知觉具有整体化，会简化处理图形，所以当一个不完整的图形出现在受众的视觉中，人的视觉思维会自动将其补充完整，使他变成一个完整的，常见的、整体的图形。简而言之，当我们进行科学传播时，要遵循以上原则，确定板式布局是否足以抓住观者视觉，吸引目标受众，减少浏览信息的工作量。

图2 鲁宾的面孔花瓶幻觉

图3 中国美术学院logo

(二)图像

科学传播所用的具体图像包含科学家用来补充文本的图表、地图、草图、示意图、信息图和图标等各种形式的演示。图像在传播研究成果方面有着悠久的历史，是吸引注意力和保持参与动机的关键。虽然“一幅图片胜过千言万语”这句话可以用图片优势效应来解释，但一幅图片和适当的文字相结合，比仅文字或图片记忆更深刻。一幅图片加上适当的文字相对于仅文字或图片优于记忆。图4采用了图像和文本的组合，以增强向观众传递的信息。

图4 将图像和适当的文本结合起来是比单独的图像更有效的交流工具

视觉设计为图像制作和数据可视化提供了合理的指导。用于数据可视化和地图制作的软件工具越来越多，为我们进行图像制作提供了更好的帮助。将图像中的数据分层是一种非常有效的方法，复杂的科学数据以图像的形式传达，更容易被公众理解，增加科学传播的有效性。在科学传播中使用视觉设计元素，首先需要确定受众的特征；其次确定图像将如何被使用，是用于短时间的口头演示中，还是没有时间限制的海报中；再者确定图像的目标。具体来说，这个图像是要传达什么信息，达到什么样的效果。就像演讲中的用词是为迎合观众而量身定制的一样，图像的选择也要如此。例如，我们在传达与飓风相关的风暴潮风险时，描绘遭受风暴潮破坏的房屋的照片，比飓风风暴潮更有效。此外，在科学研究中，直接展示科研结果的图像，不如观众观看时间有限的幻灯片演示更加有效。我们在对科学知识进行比较和对比，说明一个过程，解释一个概念，所使用的图像形式也是不同的。

不管图像类型如何，我们应该遵循平面设计的基本原则。第一，使用高质量的图片。我们要使用像素高、清晰明了的图像。图片的质量要满足科学传播需求。第二，由于科学传播的真实性，我们使用的图片应该是真实的，并且与所传播的科学知识相关[4]。第三，避免使用过时的库存图像，建议使用最新研究成果的图像。使用自己的照片、草图、故事版或者漫画。漫画和故事版不仅是你自己作品的真实写照，同时也注入了对广大观众有效的讲故事的吸引力。通过一系列序列中的图像可以用来说明科学方法或强调某项发现。漫画提供了一个机会，将科学传播的观众与真实可信的信息联系起来。这里我们通过一幅漫画来说明引人注目的图像可以吸引观众注意力，让他们参与到你的科学传播中。图像提升科学传播的有效性，还有很多的表达方法。图5当我们选择科学传播中所用到的图片时，需要注意的是，如何使受众高效准确的接收你所传递的知识。图片的选取，需要选择与所传递科学知识数据相关的图像，避免不真实的剪贴画。使用的所用图片都应该是高质量和高分辨率的。

图5 图像选择原则

(三)字体

字体的选择对科学传播很重要。对字体进行设计时首先我们要了解什么是衬线字体和无衬线字体。衬线又指“字脚”，衬线字是笔画粗细不同，边角有装饰的字体，如宋体，Times New Roman等。和有衬线字体相反，无衬线字体笔画大致相同，边角没有额外装饰。最具代表性的如黑体、微软雅黑、Arial等。有衬线字体具有优雅复古的气质，无衬线字体具有科技感和理性感，我们在进行技术感科技感强的可视化氛围中，结合我们的观测体验，多选用无衬线字体。由此在进行科学传播字体选择时，要做到以下几点：

首先，字体不同会对科学传播产生影响。科学视觉传播的基调会受到字体选择的影响，从而影响信息的有效性。字体是文字的外观、特征、风格、样式，相当于文字的外衣，不同的字体有不同的性格。对于科学传播而言，在进行科学传播时，设计者要充分考虑到字体的个性特征，根据所要传达的信息选择与之匹配的字体。本质上，字体相当于于演示者穿的服装，因此，服装的选择应该恰当反映场合。比如黑体字形浑厚，给人一种有机的、质朴的感觉；宋体给人优雅文艺的气息；圆体字形圆润可爱，这种字体会使得科学数据具有趣味性。因此不同的内容要选择不同的字体，不同的字体会影响受众的反应。我们在进行选择时，遵循的原则是字体的风格和所要传达的科普主题内容相吻合。

相同的字体粗细不同会对科学传播产生影响。不同粗细的字体给人的印象也是不同的，随着笔画的粗细变化，字体展现出不同的效果。同样是黑体，笔画细的黑体给人明亮、纤细感；笔画粗的黑体则具有力量、严格感；笔画细的宋体柔软、现代；笔画粗的宋体则给人权威、历史感。我们要根据科学传播的内容决定字体的粗细。

字体会影响科学传播信息的易读性和记忆性。如衬线字体Times New Roman，具有紧密的行间距和连字符。这导致了文本密集，阅读起来会很困难和疲劳。易读性在任何交流中都是一个重要的考虑因素，科学传播中提高信息的易读性，字体的选择会受到字符大小、对比度和间距的影响，创建视觉演示文稿后，仔细查看并确定其是否易读。从观众观看时的位置进行调整。由于信息的可访问性对于不同受众的包容性非常重要，因此同样要考虑到低视力者和阅读障碍者的易读性和可读性[5]。信息的可记忆性也会受到字体和字形选择的影响，通过创建一个演示文稿中的信息层次，用来引导读者浏览你的信息。文字层级以字号大小为基准判断层级关系。

科学传播中使用字体有一些常用技巧。其一，使用一种字体，科学传播中选择字体时，通常使用一种类别的字体。避免使用粗细相近的字体，有效的设计要增加对比感，粗细相似的字体对比感会被忽略掉。当选择字体时，可以用粗体对比细体，特粗对比中粗，尽量保有对比。可以把标题设置为粗体，正文设置为常规体或细体。其二，使用倍数字体，我们在进行字体大小设置时可以使用两倍法则或减倍法则，比如标题的内容如果是30号的字体，正文的字体就可以采用15号字。其他需要强调夸张的字体，就可以采用3倍或4倍的字。排版的关键是等比例的缩放。其三，主轴线对齐，在进行文字对齐时，不仅仅可以使用左对齐，文字也可以在一条主轴线上对齐，其余的元素和它对齐。对齐时，横轴线一般与视觉占比比较大的图像或文字对齐，纵轴线一般与元素左边边缘对齐。其四，用线分组，可以使用线条辅助，区分不同的信息，使得画面看上去更整洁。其五，板式中不要把文字放在画面的四角，这样会使得视觉效果分散，除非是运用一些特殊的文字效果。其六，文字排版的核心是空间感。留意间距，避免刻意对齐某一段文字，避免某一个字或标点留在最后一行，要从整体进行考虑。注意整段文字的形状，避免行列太长或太短。必要时进行微调。

(四)色彩

色彩是一种交流工具，作为视觉设计中重要组成部分，对科学传播有着重要的作用，色彩的选择可以吸引人们的注意，唤起情感，并且可以传达一种行为。由于没有太多可以依循的方法，只是按照一种感觉去训练，往往色彩也是科学家们头疼的部分。在此通过色彩的基本原理，提炼一些可以供科学传播运用的方法和思路。色彩的选主要有两种方式。一种是通过色相、明度、纯度这三个要素的对比来展现不同的视觉体验。二是通过心理联想达到想要的配色效果。不同的色彩组合选择可以影响信息感知。在自然界中，明亮或对比鲜明的颜色图案具有警示作用。在人类文化中，色彩中隐藏着情感信息。例如，红色在最大程度上刺激着我们的视觉，可以产生兴奋的情绪反应，可以象征爱并提示一个人“停止”。在中国更是被赋予了吉祥喜庆的含义。颜色的内涵也因文化而异，不同国家、民族、地域有着自己特定的色彩语言。在为科学传播选择色彩时，需要考虑颜色组合的含义。不同的色彩组合产生不同的联想。一些颜色组合会使得观众容易从信息中分离出来，导致沟通效率降低。图6中的色彩组合会让人想起假日，运动队、快餐店，所有这些都可能引发情绪或分散观众的注意力(A)。这些类型颜色在使用时需要特别注意。

图6 不同色彩组合产生不同的联想

通过颜色调节层级关系。色彩除了将注意力吸引到演示上，还可以用数据中创建层次结构。人眼对不同的色相、明度、纯度有着不同的识别度，带来的感受也不同，人们更容易被对比强烈、色彩明艳的颜色吸引。因此，在科学传播中，使用色彩作为组织工具，通过色相、明度、纯度的对比，区分设计层级关系。为了帮助记忆信息，可以选择在文本中突出显示一个不同的颜色的短语，从而凸显重点内容，吸引观众的视线。然而，避免使用太多颜色。如果一切颜色都很不同，那么在整体的画面中就不显得是突出的。图6除了选择互补或类似的配色方案，可以受到大自然的启发(B)。科学传播中色彩搭配的原则。其一，依据科学传播信息属性进行色彩搭配。其二，依据科学传播的受众群体进行搭配。其三，依据科学传播的内容主题进行搭配。

三、打破学科专业界限，加强多元合作

当今科学传播主要以书面和口头表达的形式，介绍科学综合知识体系，不太强调致力于改善科学交流的视觉效果。印刷品(如海报、报告、时事通讯)和数字媒体(如幻灯片、网站、博客)等。视觉材料通常被视为一种附加的，而不是科学交流的一部分。科学传播与视觉设计进行交叉的研究并不多。对视觉设计给予科普信息传播的专业指导缺乏关注。虽然在一些期刊出版物和会议海报中使用图形和数字，但是，以往的标准做法是学术和研究机构聘请专业设计人员协助。科学传播者缺少的是平面设计入门，如何结合平面设计原则，改进科学传播的视觉交流，促进科学传播的格局。视觉设计的价值不仅限于审美层面，还包括社会价值和伦理思考。视觉审美主要提供给人们短暂的感官娱乐体验，在进行科学传播视觉设计时，一方面我们要依托地域文化和红色文化，公众在接收信息时不仅能体验信息形式的美感，同时也能接收到视觉文化。跨学科的合作，科学与艺术的融合可以帮助科学和技术发声，并启发人们从思辨的角度理解科学传播。提高公众的科技素养，也可以提高文化素养。另一方面，技术一直在推动视觉设计的发展。打破学科界限，有助于设计师审美和创造力的提升。开放科学家与视觉设计师合作的大门。并指导科学家与设计师进行合作时，能清楚地列出设计概要，表明目标和愿景，以方便沟通协作，以目标受众的眼光看待设计。

四、结语

视觉设计元素对提升科学传播的信息传达、情感传输有着重要的作用。可以增加信科学传播的准确性，提高观众的接受度。研究这一课题旨在理解科学传播为什么要进行视觉设计选择，并且缩小科学传播和视觉传达所用专业语言的差距，通过地域文化和红色文化的实践成果，多专业协同合作，打破学科专业界限。通过实例解释说明视觉设计的基本原理，以及视觉元素对科学传播的有效性,目的是让那些寻求改善视觉科学传播的人，能够正确的运用视觉设计元素。主张提倡增加跨学科合作，培养艺术人才的艺术实践创造力，加强科学家和视觉设计师之间的交流，以提高科学传播的有效性。