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對攝影模式與視覺機制的共性的認識和比較是攝影理論研究中一個重要的環(huán)節(jié)，攝影是一種視覺媒介，對攝影圖像的價值認定是以人的視知覺為基礎(chǔ)的，所以對攝影模式與視覺機制進行跨學(xué)科的比較研究是非常有意義的。引發(fā)作出這一比較和思考的一個問題是：為什么攝影圖像在視覺看來是逼真的？也就是說在攝影與視覺的背后是不是有某種相似的機制在起著作用，雖然這些機制的學(xué)科背景可能不同，攝影所涉及的可能是光學(xué)和光化學(xué)；視覺所涉及的可能是光學(xué)、視覺生理學(xué)和視覺的神經(jīng)機制等，但是攝影和視覺在一些重要方面的相似性并沒有因為牽涉到龐雜的學(xué)科問題而被淹沒。對攝影模式與視覺機制的共性的分析和比較引起了我們的極大興趣，這項研究的價值在于，通過攝影模式與視覺機制的比較，進一步認識攝影與人的視覺感官的運作機制間的共有基礎(chǔ)，從而幫助我們對攝影的基本屬性、攝影作為圖像符號的價值和意義作出恰當(dāng)?shù)呐袛唷?/p> 光學(xué)介質(zhì)的比較 需要首先指出的是視覺和攝影所感受的能量形式是相同的，它們所感受的都是電磁波。人的視覺所能感受的只是電磁波中波長為３８０－７６０毫微米的部分，攝影所能感受的電磁波的范圍比視覺更為寬廣，包括了Ｘ射線和紅外線等，當(dāng)攝影將感光范圍控制在３８０－７６０毫微米附近時（通用全色或彩色膠卷）所拍攝到的圖像與人的視覺圖像就非常相似了。 攝影的光學(xué)介質(zhì)是玻璃（透鏡），人眼的光學(xué)介質(zhì)包括眼組織中的角膜、晶狀體和玻璃體等，它們的一個共同點是都為透明體，并且折射率相似（玻璃"1.4、角膜=1.376、晶狀體=1.41、玻璃體=1.336）。攝影鏡頭與眼組織的調(diào)節(jié)機制也是相近似的。為了獲得物體的清晰成象，光學(xué)系統(tǒng)必需進行聚焦，這一過程在人的視覺中是通過改變晶狀體的屈光力來實現(xiàn)。晶狀體是一個有彈性、曲率可變的"雙凸透鏡"，通過懸韌帶和睫狀肌的收縮、牽拉促使晶狀體囊的張力發(fā)生變化從而改變了曲率，使光經(jīng)瞳孔后由晶狀體聚焦于眼球內(nèi)壁的視網(wǎng)膜，形成縮小的倒象。蛙和魚則是通過改變晶狀體相對于視網(wǎng)膜的距離來實現(xiàn)聚焦的，這種方式更接近于攝影鏡頭的聚焦方法。與攝影的光圈調(diào)節(jié)相對應(yīng)的是瞳孔的神經(jīng)控制。在視覺中瞳孔的大小主要由環(huán)境亮度決定，當(dāng)環(huán)境較亮?xí)r瞳孔縮小，進入瞳孔的光量下降；環(huán)境變暗時瞳孔放大，進入瞳孔的光量增加。瞳孔直徑能從1.5MM改變至8MM（通常情況下攝影物鏡的相對孔徑可以從F1改變至F22），使進入眼睛的相對光量改變約30倍。視覺的聚焦和光孔調(diào)節(jié)是一個神經(jīng)控制的自動反饋過程，自動反饋也是現(xiàn)代攝影技術(shù)的主要特征,這一過程在攝影中是通過感應(yīng)裝置和電腦程序部件的協(xié)調(diào)動作來完成的（如AF功能、AE功能等）。 與攝影物鏡的主軸相對應(yīng)的是人眼視軸的中央凹（因該區(qū)域有胡蘿卜素沉著，呈黃色，故又稱黃斑區(qū)），我們知道，在攝影光學(xué)系統(tǒng)中與成象密切相關(guān)的焦平面的產(chǎn)生決定于入射光能否與主軸保持平行和垂直，主軸在攝影成象系統(tǒng)中占有重要位置，從理論上講靠近主軸的光心區(qū)域是成象質(zhì)量最佳的區(qū)域。在視知覺中，視軸和視網(wǎng)膜在中央凹處相交，中央凹則成為視網(wǎng)膜中視銳度（視力）最高的區(qū)域。視覺與攝影成象有所不同的是，中央凹處的高銳度不僅僅是由于晶狀體的曲率等光學(xué)系統(tǒng)的單方面影響所決定的，另一個重要的因素是作為視覺的光感受器的視錐細胞在中央凹附近聚集的密度較高。 光感受器的比較 視覺生理學(xué)的實驗結(jié)果證明，視覺的銳度與光感受器（視錐和視桿細胞）在視網(wǎng)膜上的排列密度和鑲嵌的精細程度直接相關(guān)，一個典型的例子是在人眼中央凹鼻側(cè)視角10°和20°之間的視神經(jīng)乳頭（視盤）處，因為均不存在視桿和視錐，形成了一個狹窄的盲點。也就是說，光感受器的排列密度和鑲嵌的精度是視覺分辨能力的物質(zhì)基礎(chǔ)。表現(xiàn)在攝影中與之相對應(yīng)的問題就是感光材料鹵化銀乳劑中的銀鹽顆粒的排列密度和鑲嵌的精度，我們已經(jīng)知道，攝影膠卷的分辨力是由銀鹽顆粒的排列密度和鑲嵌的精細程度所決定的，這樣在攝影模式和視覺機制的更深層次又找到了一個共同的基礎(chǔ)。這項比較研究的意義在于，我們可以設(shè)想，當(dāng)攝影的鹵化銀乳劑在質(zhì)量（與視覺光感受器的細胞水平相對應(yīng)為分子水平）和數(shù)量上達到或超過視覺光感受器的排列密度和鑲嵌的精度時，攝影圖像的精度就接近于視知覺的分辨水平了，也就是說，當(dāng)鹵化銀乳劑中的銀離子在質(zhì)量和數(shù)量上達到了一定的水平后，視覺在攝影圖像與現(xiàn)實景象（攝影的表現(xiàn)對象）之間進行對比識別時，它們之間的差別很可能是視覺銳度難以分辨的了。通過我們所得到的一些初步的統(tǒng)計數(shù)字能夠確定這種判斷是有價值的。人眼視桿和視錐的數(shù)量是：1.25億個，每個光感受器的視色素分子的數(shù)量是：109；攝影標(biāo)準(zhǔn)單位體積的鹵化銀乳劑中鹵化銀顆粒的數(shù)量是109-12,每個顆粒中的銀離子數(shù)量是：108。 照片放大的過程也能說明光感受器與銀離子的數(shù)量對比與分辨力的關(guān)系。當(dāng)照片被高倍放大之后，視覺在觀察照片的局部時銀鹽顆粒的細節(jié)會暴露無遺，此時我們的感覺就象是在用顯微鏡觀察物體。這種情況產(chǎn)生的原因是，照片放大之后，當(dāng)我們觀察照片的局部時，視覺光感受器的排列密度與感光材料鹵化銀乳劑中的銀離子的排列密度的比例關(guān)系發(fā)生了巨大的改變，我們是在用1.2億個視覺細胞來觀察相對數(shù)量較少排列松散的銀離子，照片局部影像的質(zhì)量肯定要低于視覺銳度的水平。如果這時我們向后退步伴隨著視域向整幅照片擴展，照片的影像又漸漸恢復(fù)了清晰，這種變化并不是由距離感決定的，因為就整幅照片而言，大照片與相同的小照片的銀離子的數(shù)量和排列是完全相等的，隨著視域向整幅照片擴展，照片影像上的銀離子的數(shù)量和排列又恢復(fù)到了能夠經(jīng)受視覺銳度考察的水平。可以看出，對圖像的逼真程度的判斷（僅指再現(xiàn)現(xiàn)實的圖像，這種圖像能夠引發(fā)視覺在圖像與實物之間作對比；非再現(xiàn)的圖像不存在逼真的問題，例如抽象繪畫。）是由組成圖像的物質(zhì)的排列密度和精細程度與視覺光感受器的排列密度和精細程度的質(zhì)和量的關(guān)系所決定的。所以照片能夠經(jīng)受1∶1的視覺考察（任何一幅常規(guī)照片在充滿視域時都不會暴露出銀離子的排列細節(jié)），而繪畫卻通常不能做到這一點，任何一幅與常規(guī)照片畫幅相同的最高水平的具象畫作，在經(jīng)受1∶1的視覺考察時手工描繪和顏料的痕跡都會暴露無遺，只有當(dāng)這些畫作只占有視域的5分之一或10分之一時，視覺才會作出逼真的判斷，也就是說最高水平的繪畫圖像的銳度也只有視覺銳度的5分之一或10分之一。繪畫圖像的精度缺陷是由它的制作方法和工具決定了的。所以照片是圖像越小影像越清晰而繪畫要達到一定的視覺精度就必需保證有較大的畫幅，由此還可以推演出繪畫圖像與攝影圖像之間信息含量的巨大差距。 人眼的光感受器的另一個特征是色知覺。需要指出的是三原色論并非是以物理特性為基礎(chǔ)的，三原色的依據(jù)是由人眼的顏色敏感機制決定的，它是由不同波長或光譜組成的光引起的一種主觀感覺。通過顯微分光光度術(shù)已經(jīng)成功地確定顏色信息在視覺的光感受器這一水平是以紅、綠、藍三種不同的信號編碼的，在光感受器外段的膜盤中包含有大量（109）有著三種（紅、綠、藍）不同光譜敏感性的視色素分子，它們在不同波長光的刺激下發(fā)出不同的信號，傳至大腦產(chǎn)生各種顏色感覺，因此在光感受器一級，顏色信息是以三個獨立的變量接收的。與色知覺相對應(yīng)的是彩色感光材料中的三種感色乳劑（感紅乳劑、感綠乳劑、感藍乳劑）。彩色照片與人眼的色知覺吻合的基礎(chǔ)條件是，感色乳劑的光譜敏感性與視色素的光譜敏感性相一至，事實上它們也是基本相同的。在人視網(wǎng)膜的中央凹測得的三種視錐色素的光譜吸收峰分別是：564NM（紅敏）、534NM（綠敏）、420NM（藍敏）；柯達G系列彩色負片的光譜吸收峰分別是：694NM（紅敏）、545NM（綠敏）、445NM（藍敏）。需要指出的是，感光材料制造商為了使其產(chǎn)品在一個特定的色域有特別的表現(xiàn)，在設(shè)計產(chǎn)品時會作一些調(diào)整，柯達G系列彩色負片就將紅敏吸收峰作了調(diào)整，其結(jié)果是柯達G系列彩色負片在黃暖色調(diào)區(qū)域有更突出的表現(xiàn)，柯達膠卷的這一特性同時也受到了專業(yè)攝影界的證實和認同。中國科學(xué)院上海生理研究所所長楊雄里院士主持了中國正常色覺者2°視域光譜色度坐標(biāo)的測定工作，結(jié)果證明中國人與白種人在470~550NM光譜區(qū)域有著相當(dāng)明顯的差異，這說明中國人的白點一般比白種人更偏向黃區(qū)，提示了中國人具有較高的黃斑色素密度。這一測定成果的現(xiàn)實價值是，為中國的感光材料制造商設(shè)計符合中國人視覺習(xí)慣的膠卷提供了重要的生物學(xué)依據(jù)。可以想見，在視色素分子與感色乳劑分子之間進行對應(yīng)的定量比較也會是很有意義的。 通過光感的最小光量子數(shù)的電生理測定證實，一個光量子就能使視桿興奮，但一個視桿的信號會被視系統(tǒng)中各種固有的暗噪音所掩沒，只有當(dāng)多個視桿同時接收到一個光量子時，它們的效應(yīng)才向次一級神經(jīng)細胞傳遞。也就是說視覺的最小亮度和影像單位是由數(shù)個視桿細胞組成的，這與電子攝影影像傳感器（ＣＣＤ）中的像素概念是相似的，可以推論ＣＣＤ傳感器要獲得視覺水平的分辨率，它的像素數(shù)量和質(zhì)量就要達到或近似視桿和視錐細胞的水平。哈蘇DB4000數(shù)碼后背具有2048′2048的像素陣列，它所能產(chǎn)生的總數(shù)為419.4304萬像素與人的視覺分辨率比較仍有一定的差距（祿萊數(shù)碼后背在一張照片上能達到總數(shù)接近3000萬像素的水平，雖然作者還沒有機會看到照片實樣，但根據(jù)3000萬像數(shù)這個數(shù)字可以知道它已非常接近視覺分辨率的水平了）。 我們所關(guān)心的是視覺系統(tǒng)的亮度辨別特性與感光材料的亮度辨別特性的關(guān)系。視覺系統(tǒng)有著巨大的光強范圍的調(diào)節(jié)和適應(yīng)功能，人眼能夠分辨絕對視閾（在完全暗適應(yīng)狀態(tài)下，引起光感所必需的最小刺激量）至光強增高1011，表明了視覺系統(tǒng)有著驚人的調(diào)節(jié)和與環(huán)境相適應(yīng)的能力，這種特性特別表現(xiàn)為視覺的暗適應(yīng)（暗視覺）能力極強（與作用于暗環(huán)境的視桿數(shù)量的巨大有關(guān)）。比較而言，攝影感光材料的亮度辨別范圍是極小的，一方面表現(xiàn)為對低照度景物的敏感不夠，另一方面在照片中從最暗到最亮的層次最多也只能表現(xiàn)出7-10個階梯。那么攝影為什么還能夠提供符合視覺要求的圖像呢？這是因為視覺雖然有著巨大的光強范圍的調(diào)節(jié)和適應(yīng)功能，但是視系統(tǒng)的視覺質(zhì)量與視環(huán)境的亮度密切相關(guān)，在暗視條件下視覺的顏色分辨率和空間分辨率（視銳度）都比明視環(huán)境下低得多，只是保留了較高光敏感度而已。也就是說在暗視條件下視覺能力是有相當(dāng)大的缺陷的，在日常生活中我們知道保證視覺正常工作的基本條件是給予足夠的照度（沒有足夠的照明度會給閱讀和觀看帶來困難）。這樣，視覺系統(tǒng)的亮度辨別特性與感光材料的亮度辨別特性在一個常量上獲得了統(tǒng)一，一張曝光正確的照片與常態(tài)下的視感知是基本相符合的。 最后我們來看一看視系統(tǒng)的時間分辨特性，視系統(tǒng)的時間分辨特性與攝影中的速度概念是相似的。在視系統(tǒng)中象的運動的檢察和靈敏度與攝影比較存在著較大的局限，例如在慢速運動中視系統(tǒng)只能夠分辨秒針的移動卻無法檢察分針和時針的移動（另一個例子是花的開放）；在高速運動中視系統(tǒng)難以追蹤射出的子彈等等，在攝影中可以通過延時攝影或高速攝影的方法進行對慢速運動或高速運動的檢察。視系統(tǒng)的時間分辨特性與視網(wǎng)膜中的Ｍ型神經(jīng)節(jié)細胞有關(guān)，運動檢測通路的效率大約受到了神經(jīng)方式的信息傳遞和交換的局限，將其限定在了一定的速度范圍之內(nèi)。 通過以上比較我們對攝影模式和視覺機制的共性關(guān)系有了較為明確的認識。攝影以最簡單的技術(shù)多方面獲得或超越了視覺的能力與水平，使攝影圖像能夠與視覺圖像保持基本的統(tǒng)一，并且能夠?qū)⑦@些圖像以化學(xué)、磁記錄或數(shù)字方式獲得保存。攝影使視覺在時間和空間兩個方面都得到了延伸。 攝影提供了符合人類視覺精度的光學(xué)圖像，攝影用非常簡單的技術(shù)高質(zhì)量地模仿了人的視覺機制，并且能夠把鏡頭中的視覺圖像固定下來，那么，攝影就為我們提供了這樣一種技術(shù)，使我們有可能在視覺水平上復(fù)制一切我們認為有價值的東西。攝影圖像的意義在于，它不是象語言那樣要把客觀世界轉(zhuǎn)換成聲音或者文字符號，而是直接地以逼真的視覺形象來儲存和傳達信息。這樣，我們通過攝影獲得了更為符合客觀世界的時間和空間狀態(tài)的信息轉(zhuǎn)換技術(shù)，我們已經(jīng)進步到了這樣一個階段，就是可以通過攝影創(chuàng)造的逼真圖像部分地再現(xiàn)世界，而不僅僅是只限于用語言和文字來描述它。攝影提供了以光學(xué)圖像為特征的符號系統(tǒng)，使現(xiàn)實世界中作用于光的（與人類視覺相關(guān)的）內(nèi)容能夠以圖像的方式獲得再現(xiàn)、蓄存和傳播。攝影彌補了傳統(tǒng)文化符號在圖像領(lǐng)域的質(zhì)量和數(shù)量上的缺陷，它作為文化符號的價值在于，光學(xué)圖像符號的參與使得文化媒介中的視覺（圖像）內(nèi)容更為逼真、客觀，提高了文化載體對視覺（圖像）的表達和再現(xiàn)的能力。攝影前的文化媒介在視覺（圖像）傳達領(lǐng)域是低能的，這種低能使得人類文化蒙受了巨大的損失。可以認為在攝影誕生之前人類的文化符號系統(tǒng)是一個半盲的巨人，攝影則讓它恢復(fù)了視力。 攝影作為一種廣泛獲得視覺認同的圖像媒介的價值和意義主要表現(xiàn)在以下兩個方面。 在文化領(lǐng)域，攝影在工業(yè)化社會和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的環(huán)境下構(gòu)建了現(xiàn)代意義的圖像符號系統(tǒng)，由攝影及以攝影為基礎(chǔ)的電影、電視組成的現(xiàn)代圖像和傳播技術(shù)突破了幾千年來單一地以文字作為文化載體的局面，開創(chuàng)了與現(xiàn)代社會發(fā)展相適應(yīng)的新的文化模式。攝影 、電影、電視為我們提供了這樣一種技術(shù)保證和視聽環(huán)境，就是主要地不是以文字而是以攝影圖像作為信息儲存和交換的載體。也就是說人們在攝影 、電影、電視的支持下不但可以通過文字，更主要地是，還可以通過攝影圖像借助照片、電影、電視、錄相磁帶和光盤來獲得、儲存和傳播信息。攝影在現(xiàn)代技術(shù)環(huán)境下使圖像超越文字成為了文化的重要載體，并促使文化媒介由文本（描述）方式向圖像（再現(xiàn)）方式轉(zhuǎn)換，攝影改變了文化發(fā)展的方向。 其次，攝影帶來了藝術(shù)領(lǐng)域的一場革命。攝影對藝術(shù)的特別貢獻在于，它第一次使我們能夠在藝術(shù)創(chuàng)作中從手工勞作中解放出來，使人類在藝術(shù)創(chuàng)造中不再僅僅依賴于感官，而是可以通過機器以工業(yè)化的方式來獲取、儲存、傳播藝術(shù)信息和符號，并為文化藝術(shù)的發(fā)展由傳統(tǒng)方式向現(xiàn)代方式的轉(zhuǎn)換作出了表率。攝影架設(shè)了文化藝術(shù)與科學(xué)技術(shù)相互勾通的橋梁。攝影采用科學(xué)的方法獲得圖像，這些圖像又常常表現(xiàn)出文化和審美價值。從科學(xué)的角度來考察，攝影與其它科學(xué)活動一樣，借助包括了最新技術(shù)成果的機器設(shè)備，并且有一套邏輯嚴密的定量程序（包括測光、測量物距、精確地控制曝光等等），要求攝影者嚴格按照科學(xué)規(guī)律辦事。從藝術(shù)創(chuàng)作的角度來考察，攝影又具備了非邏輯思維的特點，即通過直觀感受，運用形象思維和豐富的情感，借助造型手段從光怪陸離、變換莫測的現(xiàn)象中揭示出生活的本質(zhì)。另一方面，攝影、電影、電視以視覺水平的光學(xué)圖像（包括視聽技術(shù)）為藝術(shù)的表現(xiàn)媒介，使藝術(shù)欣賞能夠直接在現(xiàn)代視覺圖像和語音環(huán)境中獲得滿足，無需再經(jīng)歷文字的轉(zhuǎn)換，基本消除了藝術(shù)符號的識別障礙。同時通過機器和網(wǎng)絡(luò)使人們能夠更方便和廉價地獲取藝術(shù)信息，接受藝術(shù)熏陶。攝影、電影、電視進入藝術(shù)領(lǐng)域從根本上改變了藝術(shù)創(chuàng)作的方法、拓展了藝術(shù)符號的內(nèi)涵、改變了藝術(shù)品的傳播方式。攝影、電影、電視對社會的革命性貢獻還在于，徹底改變了幾千年來藝術(shù)主要地只是為社會中的少數(shù)人服務(wù)，并且主要地只是表現(xiàn)了這一小部分人的審美趣味和價值觀念的不公正的狀況，借助于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)開創(chuàng)了一個文化藝術(shù)的大眾時代，使藝術(shù)的社會共享成為可能。 過去，文化界對攝影的成見主要來自兩個方面，第一，認為攝影只能復(fù)制式地記錄現(xiàn)實，缺乏創(chuàng)造性。第二，認為攝影刻板地反映自然，因為自然界不能是藝術(shù)品所以攝影只是技術(shù)而不會是藝術(shù)。現(xiàn)在我們已經(jīng)認識到，攝影能夠逼真地反映現(xiàn)實世界，恰恰是攝影作為文化符號的價值所在，也就是說攝影能夠幫助我們在視覺水平上以圖像的方式部分地再現(xiàn)歷史，這一點所以重要是因為它是手工方式所無法替代的。斷定攝影只能刻板地反映自然、缺乏藝術(shù)創(chuàng)造能力是對攝影的膚淺認識的表現(xiàn)。某種藝術(shù)的完善程度確實可以通過看它的虛構(gòu)能力來作出判斷，事實上攝影不但能夠表現(xiàn)真實，也善于虛構(gòu)，只是虛構(gòu)在攝影中被提升到了一個更為高級的層次，攝影的虛構(gòu)超越了人的視覺判斷的極限，人眼往往不能辨別攝影的做假。虛構(gòu)作為一種藝術(shù)方法，第一次在攝影中獲得了完善（攝影的虛構(gòu)在電影攝影中表現(xiàn)得最為充分）。事實已經(jīng)證明，攝影模式與視覺機制的一致性，使我們能夠在藝術(shù)領(lǐng)域表現(xiàn)得更好，也更出色。攝影在現(xiàn)代技術(shù)與機器設(shè)備的支持下必定要把我們引向藝術(shù)創(chuàng)造的自由王國。 注：本文與視知覺相關(guān)的資料引自中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院上海生理研究所所長楊雄里教授的《視覺的神經(jīng)機制》一書。楊雄里教授在百忙之中審閱了與視覺機制相關(guān)的段落，并對這些段落做了部分修飾。 本文涉及感光材料的數(shù)據(jù)由中國感光學(xué)會副理事長、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織攝影技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會中國專家金駕東教授提供。一并至謝。
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