本文发表于《大众科学》之前的博客平台，反映作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。
几年前，著名艺术家和作家詹姆斯·格尼站在画架前，准备在波基普西画一家熟食店。 环顾四周，无数细节让他顿感 overwhelmed。 行人往来，昆虫飞舞，商店和街道招牌林立，每棵树都约有 20 万片叶子。“我怎么能在几个小时内把这一切都画到 9x12 英寸的画板上呢？” 他心想，尽管他之前已经无数次遇到过这种难题。
这项任务是视觉上的：将你的眼睛和大脑编译的三维场景转化为平面图像，让您和其他观看者重新体验类似的东西。 你的眼睛会欺骗你。 你的大脑也会欺骗你。 格尼知道，作为一名艺术家，你必须反过来欺骗它们——否则你创作出来的东西看起来会和你所看到的完全不一样。
虽然所有优秀的视觉艺术家都需要理解感知，但格尼比大多数人更认真地对待这项研究。 他写了一个博客，格尼之旅，其中包括许多关于视觉及其运作方式的文章。（他也曾为《大众科学》的文章配图。 要观看他绘制逼真的恐龙场景的视频，请参阅《恐龙死亡陷阱》插图。）“绘画是一个人对世界主观视觉体验的记录，”格尼告诉我。 他解释说，艺术家想要传达这种体验。 但在很大程度上，这样做通常意味着不相信自己的眼睛。
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当粉红色呈现蓝灰色时
我们的眼睛不可信赖的方式之一与颜色有关。 我们的视觉系统以不明显的方式操纵色调和色相。 在科学家称之为色彩恒常性的现象中，无论物体是在明亮的光线下、阴影中、弯曲的还是被有色光照射，我们都将物体的色相感知为恒定的。 因此，即使在阴影中或以局部改变其阴影的方式凹陷，校车看起来仍然是黄色的。 以阳光下身穿黑色衣服的人拿着阴影中的白色纸张为例，无论这些物体在客观上有多亮或多暗，我们都将他的外套视为黑色，纸张视为白色。 在我们不知不觉中，我们会调整光线。
但是，如果艺术家没有意识到这些潜意识的调整，它们可能会误导艺术家。 在拿纸的人的例子中，初学者很可能按照他有意识的大脑所见进行绘画，因此外套以非常暗的色调呈现，纸张则非常白。 然而，一位了解色彩恒常性的艺术家会知道，“阴影中的白色通常可能比阳光下的黑色更暗，”格尼说。 为了亲眼看看这一点，请看棋盘。 标记为 1 和 2 的方格实际上是相同的色调。 我们的眼睛会针对阴影进行调整，因此我们看到的方格（我们认为是被照亮的方格 1）比看起来在阴影中的方格（方格 2）暗得多。 正如这种错觉所表明的那样，这种调整几乎不可能被推翻。 “颜色并非作为客观现实而存在，”格尼说。 “颜色是在大脑中发生的事情。”
他说，画家需要意识到这种主观性，因为它会影响他们的绘画方式。 这是另一个引人注目的例子。 假设一位艺术家想画一个站在黄昏或火焰照亮的室内苍白皮肤的人物。 看着这个人，他的皮肤会呈现粉红色，因为我们知道白种人的皮肤是粉红色的。 但是，格尼说，在蓝色的光线下，它根本不是粉红色的。 它是蓝灰色的。 因此，画家必须在该环境中混合灰色和蓝色，才能使皮肤看起来是粉红色的。 要想看看我们的眼睛在图片中如何大幅度地调整色彩投射，请看上面的彩色立方体。 虽然红色图片中标记的方格看起来是蓝色（或对某些人来说是绿色或“青色”），而绿色图片中的方格看起来是红色，但格尼实际上使用了完全相同的颜色混合来渲染两者。 在这里，一位熟练的艺术家在两种情况下使用相同的油漆混合物，以产生看起来截然不同的两种颜色。 格尼说，你需要知道色彩背景如何影响感知，“才能在主观色彩环境中获得你想要的颜色。”
模糊的好处
我们的眼睛和大脑也一直在给我们一种错误的焦点感。 当我们向外看一个场景时，我们只构建了其中一小部分的清晰图像——我们目光中心或附近的 spot。 这里的感光细胞，称为视锥细胞，负责所有高分辨率视觉。 相比之下，外围物体看起来模糊，因为那里的感光器，称为视杆细胞，并没有针对视觉细节进行调整。 然而，随着我们的目光自然地转移，我们的大脑会将各种焦点组合起来，从而构建出大片视觉区域的详细心理图像。
新手艺术家以这种心理图像为指导，倾向于以高清晰度绘制或绘画整个画布。 但是，由于我们实际看到的东西并非都在焦点上，因此格尼说，柔化绘画背景中的边缘实际上会使它看起来更真实。 它赋予图像更大的深度。 这种真实感和即时感是格尼的目标。 “我想更好地了解我的眼睛和大脑是如何工作的，以便我可以创建我的观察记录，”他说。
在决定用精确度绘画什么时，格尼还会考虑到人们喜欢看什么。 格尼一直想知道观众在他的画作中花费最多时间看哪里。 他将他的几幅画作带给了 Greg Edwards，他是旧金山眼动追踪公司 Eyetools, 的创始人。 Edwards 追踪了 15 位观众观看格尼艺术作品时的眼球运动，以发现他们的眼睛最落在哪些部分。 上面，格尼的一幅画作附有一幅相同的画作，上面叠加了眼动追踪热图。 红色表示几乎 100% 的人注视的区域，其次是橙色和黄色的百分比递减。 蓝色和较深的颜色标记几乎没有人看的地方。 结果与人们会被面孔以及一般而言的人像所吸引的观点相吻合。 了解什么能引起人们的兴趣有助于告诉格尼，他应该花最多时间在精细细节上渲染什么。 这种眼动追踪工作证明了一些艺术家对绘画面孔付出的非凡关注是合理的。 据报道，一些著名艺术家，如美国肖像画家约翰·辛格·萨金特，为了修复照明、表情或目光方向等问题，反复重绘面容。
眼动追踪的基本原理是，注意力是视觉中心。 你看不到你没有关注的东西，无论是感知上还是概念上。 当格尼坐下来画那家熟食店时，他不可能画出他面前的一切东西。 他必须选择用精确度绘画什么，简化什么，以反映他认为最能代表场景以及对他来说最突出的东西。 但尽管看到的太多，他也看得太少：在吸收了一个半小时的景象后，他突然注意到一些电话线。 好像它们刚刚突然出现在场景中一样。 “但我没有把它们画进去，”他回忆道。 “场景已经够繁忙了，而且该吃午饭了。”