国外著名科技期刊插图的美学研究与启示

■沈冠东

盐城师范学院美术与设计学院 ，江苏省盐城市亭湖区希望大道南路2号 224051

插图是科技论文的重要组成部分，具有直观、形象的特点，通常用以说明论文中文字难以说明的关键技术与思想，同时起到美化、活跃版面的作用。科技插图有时也被称为“科学图形” “科技图表”，以区分文艺书刊中的插图。目前，国外著名科技期刊在重视插图学术表达的同时普遍强调其美学效果，并与设计师、专业领域的可视化机构、图片供应商有着长期合作，对插图、版式以及封面进行美化与设计。Three-Story Studio是一家医学领域的可视化专业机构，与Cell有着长期、稳定的合作关系[1]。我国科技期刊对插图美学尚不够重视，同时由于科技论文插图的专业性与技术性较强，科技论文插图的学术研究也大多数囿于知识的精准表达与零星的、宏观层面的图形美化，同时也疏于对国外科技期刊插图进行系统研究。目前国内学者关于科技期刊插图的研究主要有：陈爱萍等[2]认为插图是影响科技论文可读性的一个重要因素，作者与编辑应从提高可读性的角度修改插图，使内容与形式完美统一；中国科学技术期刊编辑学会主编的《科学技术期刊编辑教程》则有专门章节讲述插图的绘制与编辑实务[3]；许书阁等[4]认为使用Adobe Illustrator模板文件处理科技期刊插图所用的时间比常规方法缩减了55%，有效简化了科技期刊制图流程，提高了科技期刊插图的制作效率； 许佩丽[5]具体介绍了用CorelDraw软件设置希腊字母的几种方法和绘制、处理科技期刊中较复杂的灰度图的方法；徐用吉[6]讨论了科技插图形式美法则，如简洁、比例、对称、均衡、统一与变化，并指出综合考虑、灵活运用、注意整体效果是做好科技期刊插图设计的关键；张英娥[7]认为科技期刊的插图要做到内容美与形式美、局部美与整体美的统一。值得注意的是，我国学界对于科技期刊插图的美学思考不仅零星，而且很少有人关注，这与当下国外著名科技期刊日益重视插图审美的情形相比较，不能不说是一种缺憾。

笔者以国外著名科技期刊Nature、Cell、Science、TheLancet为研究对象，考察其近年来插图的视觉形式，归纳总结插图的美学特征。并以此对比我国科技期刊插图，分析我国科技期刊插图在审美表达上的不足，提出科技期刊插图的绘制与编辑策略，为提升我国科技期刊论文插图的审美提供理论支持。

1 国外著名科技期刊插图的美学特征

1.1 秩序之美

秩序美是指有规则、有规律的美，主要表现为有联系的反复、渐次、对称、整齐等。秩序美体现了理性美。人类告别蒙昧，确立自身宇宙位置关系即从对秩序的认识开始。柏拉图在《蒂迈欧篇》中认为：“上帝从混沌中开始创造宇宙时，首先靠形式和数字来把它们分成各种形状。地球是一个由原子形状的固体紧聚在一起而形成的形体，四大元素中的每一种元素都与五个规则形体之一相对应”[8]。因此，秩序美是人类美感与审美的核心内容之一。

图形中视觉元素越统一，变化与组合与既定规则的切合就越有条理，图形的秩序感就越强，同时美感的呈现也就越明显。“我们根据插图的组成形式将其分为图、画和照片三类。图是数据的直观再现，或者说图是用点、线、面、体等几何图像表现数据的；画是运用美术手段表示物质形象；照片则是实物按比例的直接复制”[9]。科技论文插图中，图最富于秩序感，因为它由点、线、面、体等抽象元素组合而成，包括坐标类图形、尺度类图形以及数据表格等。图1是TheLancet2015年第8期中一篇论文的插图，是“Global burden of disease study”2015年关于艾滋病毒、艾滋病的死因数据统计模型。图1的信息量较大，涉及到年龄、性别，艾滋病毒与艾滋病，再分别图示其发病率、患病率和死亡率。从视觉形式美的呈现方式与特点来看，图1主要表现为视觉形式审美中的秩序美，它的呈现方式是点、线、面与色彩之间的有序组合。点、线、面与色彩作为最基本的图形语言要素，有着不同的视觉表现效果，因其大小、位置、空间等关系的不同而表现出不同的艺术魅力。图1中的点主要是单词、数字、黑色三角形图标，漫布整个插图之中。线条则比较明确，它连接着各个小图形，较长的单词组合也可视作线条；面指的是各个基本图形，包括柱形、长方形、平行四边形以及椭圆形。图1的秩序美特点主要有：(1)自左向右的递减秩序，图1的视觉重点在左，通过自左向右的面数量减少以及线条箭头的指示，将读者的视觉引导至右部，自然形成自左向右、由上而下阅读的秩序，脉络明晰；(2)图形的结构清晰、稳定，上下两部分基本呈对称的态势；(3)视觉元素错落有致、纵横有序，图1的线条和几何形状均呈纵、横两个方向，但由于内容的需要，某些地方又有变化，作者通过色彩、形状的变换保持了图形取势的整齐一律。

图1 The Lancet 2015年第8期插图

为了解我国科技期刊论文插图对于秩序美的把握，同时能够对比图1，笔者以“死因统计”为关键词，论文发表时间为2016—2017年，检索中国知网科技类核心期刊论文的插图。共检索出3篇论文，仅有2幅插图(图2)。从整体上看，该插图在秩序美的表达上还有较大提升空间，如文本框的设计、箭标的有序性，以及整体的布局等。

图2 《中国卫生统计》2016年第1期插图

秩序美是视觉美的主要形式，它不仅表现为整齐一律或有规律的变化形式，甚至上升为韵律与节奏的变化。图3在体现秩序美的同时，还呈现出音乐般的韵律与节奏。图3中图形符号的设计颇有形式意味，由下至上，渐次变小，并辅以红蓝两色的点缀。如此这般，做到既有理性的秩序，又有生动的节奏感，可见作者在插图设计和绘制时所做的努力。

图3 Nature 2017年第7期插图

1.2 对比与调和之美

如果说秩序美遵循的是整齐律，那么对比与调和奉行的是变化律，变化后又追求视觉的调和与统一。“所谓对比，就是把两种极不相同的东西并列一起，互相比较。有色彩的对比、声音的对比、线条的对比、形状的对比、性质的对比等。对比能够使人感到鲜明、醒目、振奋、活泼……对比所具有的这种审美特性，就是对比美”[10]。科技期刊论文插图的对比美主要涉及色彩对比、线条对比和形状对比。

图4的对比特征比较明显，从视觉形式来看，它不仅构成了线条与面之间的对比，还在色彩上形成了色相对比。线条特征主要体现在图4(a)～(d)和图4(f)、(h)，面则由图4(e)、(g)部分构成。线性图形居于插图的左上侧，面居于右下侧。制图者采用了半包围的图形形态，使得图形的阅读顺序较为明确，最终的视点停留在图4(e)、(g)上。将2种形状对比较为明显的图形混合在一起，又不显得冲突，是该图制作的难点。图4的设计有2点匠心之处。(1)图4(e)、(g)没有突破线性图形的范围，即限定在一个矩形之内，同时图4(e)、(g)之间的上下距离恰到好处。图4(e)、(g)的位置关系使得图形整体上呈“F”状，这在设计学中属于借形的设计手法，使图形中各元素的位置关系有一定规律性。(2)图4中点是流布式的，客观上协调了线和面之间的强硬对比关系，使得图4在对比的氛围中又能呈现出调和的意蕴。

图4的色彩对比关系也很明显，但在视觉上要弱于线和面的对比。设计者将图4限定在一个矩形内，“F”型的线性图形以白色为主，其余则以黑色为主。整个图形稳重、内敛，表现出浓郁的学术气息。

图4 Nature 2017年第7期插图

图5 Cell 2017年第9期插图

如果说图4突显了视觉形式中的对比关系，那么图5则展示了视觉形式的调和之美。图5是人类致癌基因P53的各种交互关系，是以“关系”为核心要素的插图。圆形是图5的基本视觉元素，在大圆内设置了若干个小圆，并通过线条的连接使之呈放射状。大圆不仅起到了标注色彩的作用，同时规范了整体布局，P53与各圆形之间的交结是关系的内核。之所以将“关系”限定在环形内部，是因为插图制作者欲以圆形统领整个图形，以大圆调和P53与各小圆之间的错综关系。

对比强调的是差异性，调和则是在差别的前提下追求统一与和谐之美，是在对立与统一基础上的形式美法则。“调和贵在‘和’，是将诸要素协调一致，构成完好的整体，如刚柔相济、动静与虚实互补，不同性质的形式要素联系在一起，给人亲切、协调、稳健的审美感受”[11]。与秩序美、对比美不同的是，调和美内涵于各个图形之中，调和的关键在于寻找各个图形之间的共同点，通过这些共同点取得整体的和谐与统一。图1通过小几何图形的错落布置，形成整个图形浑然一体之势；图3由渐次变小的符号形成视觉上的统一，以达到和谐的效果；图4以蓝色、红色的点调和了整个图形；图5以圆形统一整个插图，使之具有稳健、整齐一律的秩序美。因此，秩序与调和是相辅相成的，秩序可以表现为不同形式，但不同形式的共同点是明确的。对比与调和是辩证统一的关系，有些插图侧重于对比美，有些插图侧重于调和美，这取决于插图背后的知识或数据。

为了考察对比与调和的审美范式在我国科技期刊插图中的运用，笔者以图5的“基因关系”为关键词在中国知网中进行检索，检索对象为我国SCI收录期刊，共检索出4篇论文，6幅插图。选取其中较符合视觉形式审美的一幅进行比对分析(图6)。图5和图6有一定的形似之处，即以圆与线条为基本视觉元素。但笔者认为图5的审美要略胜一筹：首先，图5中圆形的疏密、大小对比关系较为明显；其次，图5中大圆能够统一整个插图，使其整体感较强；最后，图6色彩的运用明显与图5相去甚远。

图6 《生物化学与生物物理进展》2016年第11期插图

1.3 色彩之美

“色彩美就是一种和谐的美，是一种既包含着色彩的色相、明度、纯度、面积等方面的差异与对比，又在整体上取得协调一致的美”[12]。色彩美普遍存在于自然与人们的生活之中，色彩的美感是最大众化的美感形式。但对于色彩美的表达却主要限定在艺术领域，因此色彩美不仅是自然美，也是艺术美。随着科技工作者艺术素养不断提高，科技论文插图也经常体现色彩美，这在国外著名科技期刊中尤为明显。

图7中色彩美主要表现在色性、色相、明度与纯度上。(1)色性的统一，即色彩统一为冷色调。该图由21种色彩组成，以蓝色、紫红、绿色为主要色相，这些色彩都取自于冷色系。(2)色相上的对比与调和。红色与绿色是对比色关系，即对比效果比较明显的色彩关系，它们是24色环中相距120°到180°的颜色。图7中不仅存在红绿色相的对比，同时蓝色与灰色起到了调和红绿强烈对比的作用。(3)明度与纯度的节奏之美。明度是指色彩的亮度，纯度指色彩的饱和度。只要色彩的明度与纯度存在一定的差别或变化，那么就有可能产生类似于音阶一样的节奏感。显然图7色彩的明度与纯度变化再配合长短不一的条形色块，形成了较强的节奏之美。

图7 The Lancet 2016年第10期插图

与线条类似，色彩也具备一定的形塑功能。当一个数据或知识对象以色彩造型，那么它所表现的不仅是色彩之美，同时还存在着形体之美。图8是Zika病毒特异性抗体的保护结构基础中ZIKV DIII表位的可访问性模型。插图中用色彩并配合色彩的明暗，塑造了该结构模型。在提高模型的辨识度、接受度的同时，传达了色彩及其形塑之美。

笔者通过比较发现，国外著名科技期刊尤其擅长色彩在插图中的运用与表达，进而能够体现色彩之美。国内大多数科技期刊的论文插图尽管运用了色彩，但色彩表现平平，甚至画蛇添足、适得其反，倒不如黑白插图的效果。图9中红色、绿色、黄色3种颜色的搭配显得较为突兀，作为主要色相的红色与绿色、黄色组合在一起很难形成一个基本色彩基调。这样的图例在我国科技期刊中不甚枚举。

图8 Cell 2016年第8期插图

图9 《遗传》2015年第4期插图

1.4 具象之美

国外著名科技期刊插图还包括非学术性文章中的图片，这些插图往往是具象性的。具象美是传统美学的范畴。具象是图形、图像的类分方式之一，指某一图形、图像能匹配现实生活中的具体事物，反之即为抽象。国外著名科技期刊中具象插图主要有3种形式：(1)直接选用有关机构、个人的高清或艺术性摄影图像，如图10；(2)手工绘制的具象性图像，如图11；(3)计算机软件绘制、合成的具象性图像，如图12。具象美亦称形象美，是抽象美的对称。具体可感知的形象美在传统美学中被视为美尤其是艺术美的基本要素和美感的前提[13]。认知具象美是个具体而微的审美活动，不同的具象性图像表现为不同形式的具象美。图10表现了海洋世界的绮丽景致以及高清的摄影技术之美；图11是非学术性文章的插图，文章标题是《正视学术研究中的性别歧视》，图像中有2个具象性视觉符号——脚印与女性头像，寓意着在学术研究中将女性学者踩在脚底下的现象，这幅插图体现了艺术创作中的隐喻之美，切合文章题旨；图12则具备了现代艺术中有意味的形式，线条与人物剪影形成了繁简对比与色彩对比的关系，插图的形式感与视觉冲击力较强。

国外著名科技期刊论文插图的具象美往往表现出艺术化倾向，不仅丰富了论文的插图形式，同时也活跃了期刊的版式，增强了科技期刊的可读性与人文艺术气息。

图10 Science 2017年第10期插图

图11 Science 2017年第7期插图

图12 Nature 2017年第7期插图

我国科技期刊中非学术性文章较少，因而制约了这类插图的发表。即使在学术论文中由于论证需要出现了写实的照片，往往也是作者自拍的照片，这些图片的构图、曝光、虚实关系等均很难保证图片的艺术品质。图13是《声学学报》2017年第4期的全部具象性插图(10张)，均为作者在行文中的配图。

图13 《声学学报》2017年第4期插图

2 我国科技期刊插图绘制与编辑的启示

目前我国科技期刊为提高自身的国际学术影响力穷思竭虑。有关部门也提出：“紧紧围绕建设创新型国家的总体目标，进一步促进我国科技期刊国际化发展，提升中文科技期刊国际影响力与核心竞争能力，增强科技期刊服务创新能力”[14]。“在现有的科技框架下，科学论文的插图在科学形象、数据和信息可视化传播中具有不可替代的作用，它反映了视觉的思维特质以及在科学传播中的重要性”[15]。通过对国外著名科技期刊及其插图的考察，笔者认为精美的插图对于学术传播和期刊影响力提升具有不可忽视的作用。因此，我国科技期刊应进一步重视插图的绘制与编辑。

2.1 作者层面

作者应加强插图的绘制能力，这包括2个方面：(1)精准表达插图的知识体系；(2)要符合视觉形式的审美要求。与我国科技期刊插图相比，国外著名科技期刊插图的信息量较大，它们在一个插图中往往涵盖多个小图，如图4。这样绘制图表有一定的优势：一方面增加知识量，可以起到比较的作用；另一方面有利于图表的美化，因为视觉元素增加以后，可利用的视觉资源更加充分。由于专业限定，科技论文的作者在插图的绘制与审美表达技巧方面可能存在欠缺，因此，作者在从事科学研究与论文撰写时，应注意提升绘图能力与技巧，如学习专业的知识可视化软件，目前常用的前沿软件有iCharts、Fusion Charts Suit XT、Javascript InfoVIS Tool、D3.js等。此外，作者还很有必要研习视觉设计领域的有关软件，如AI、PS、CorelDraw等，积极提升自身的艺术素养与图形表达技巧。

2.2 编辑层面

目前，我国不少科技期刊的编辑在稿件编校中与论文作者积极讨论插图的规范与审美表达，但相较于国外著名科技期刊，我国期刊编辑对拟录用稿件的插图的编修与审核还需加强。笔者并不认为国外著名科技期刊的每一幅插图都能够做到符合视觉形式美，但事实上我国科技期刊的很多插图，在视觉形式上不仅不美，而且有的还很粗陋，如色彩的搭配、形式元素的统一等。就此而言，我国科技期刊编辑还需要对科技论文的插图加强把关。

与此同时，编辑要积极储备本期刊领域内的专业图片，遇到合适的文章可以添加进去。Science就经常选用有关图片社与自然博物馆提供的图片，如图10。此外，一些非学术性文章应尽可能纳入出版视野。目前，中国不存在两栖化的杂志[16]，即要么是学术杂志，要么是非学术杂志，但学术杂志增加非学术性文章应成为我国科技期刊改革的举措之一。国外著名科技期刊的文章组成相当丰富，如Science的学术论文栏目只有3个，而非学术栏目有15个。Nature正常设有科幻小说专栏，甚至还有影评。这些文章的插图比学术论文插图要自由得多，可以提升期刊的平面设计效果，美化、活跃版式。

2.3 杂志社层面

就科技期刊的插图(包括期刊封面与版式设计)而言，各科技期刊社可根据具体情况建设设计团队。可以是内部的专业设计队伍，也可与专业设计团队、设计院系建立长期合作关系，对其拟发表的科技论文插图在不影响学术表达的前提下进行视觉设计。国外著名科技期刊不仅重视内部美术编辑队伍的建设，同时也加强与专业设计机构的合作。

国外著名科技期刊的插图不仅用于纸质文本印刷，还广泛用于数字媒体中。Nature、Cell、Science、TheLancet在各自网络平台的论文页面上都提供缩略图与高清图片，高清图片专供读者下载。我国科技期刊大多都建立了官方网络平台，也提供论文的阅读与下载服务，但很少有期刊能够专门提供论文插图下载，基本都是图文一体。建议我国科技期刊也借鉴国外著名科技期刊经验，提供数字图形下载，因为科学图形也是科技传播的重要形式与途径。

3 结语

科技期刊插图的视觉形式设计与美化是科学与艺术相结合的具体举措之一，它既要忠实于知识表达，又要给人以艺术的享受与启迪。本研究大致梳理了国外著名科技期刊插图的美学特征，同时以这些美学特征与原理比对了我国科技期刊插图的应用状况，并提出相关建议。这样的不完全归纳与比较，难免挂一漏万，但也不妨总结出如下几点认识。

(1) 国外著名科技期刊普遍重视插图的审美表达。在强调视觉元素秩序美的同时，又注重对比与调和之美。色彩的运用符合色彩搭配的基本原理，增强了插图的审美品质。具象性的插图不仅呈现出形象之美，同时也加强了期刊的人文艺术气息。

(2) 我国科技期刊的插图设计还没有引起足够重视，应向国外著名科技期刊学习，重视期刊插图的美学问题，积极探索插图审美表达的路径与策略，提高我国科技期刊的学术传播能力，提升期刊的国际影响力与竞争力。

(3) 论文作者、期刊编辑有必要学习视觉设计的基本原理，并掌握图形处理相关软件。期刊编辑、杂志社要积极储备本学科的相关图片，加强设计队伍建设，拓宽图片来源途径。

(4) 科技期刊的网络平台应尽可能提供可用于下载、传播的高清插图，甚至是与学术论文相关的流媒体文件。

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