古生物艺术摇滚明星的秘密：尤利乌斯·科索托尼

本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点

古生物学是最受儿童和成人欢迎的科学领域之一。这有一个非常好的理由。自从第一块化石被认识和发现以来，它激发了人们的想象力，去设想这种动物活着的时候是什么样子的。从巨型独眼巨人的神话到筋肉虬结的龙，化石塑造了我们大部分的集体寓言和想象。

在Symbiartic这里，我倡导其他科学领域开始拥抱艺术许可，以便在各自学科的模糊领域蓬勃发展。科学可以从现代古生物学插画世界中学到很多东西。想要吸引人们，激励他们，让孩子们迫不及待地提出问题吗？是时候向现代古生物艺术摇滚明星学习了：尤利乌斯·科索托尼。

我与尤利乌斯和他的妻子，研究员亚历山德拉·勒福特坐下来喝咖啡，当时他们正在多伦多参观创新性的皇家安大略博物馆展览终极恐龙——冈瓦纳巨兽的开幕式。我们交换了电子邮件，我很荣幸在尤利乌斯第二次赢得著名的2D古生物艺术兰岑多夫奖后短短几天，向我们的《大众科学》读者展示这次采访！

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~格伦登·梅洛

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就在几天前，您获得了脊椎动物古生物学会颁发的兰岑多夫二维古生物艺术奖。恭喜您！您是极少数多次获得该奖项的人之一。感觉如何？

谢谢！获得这个奖项是莫大的荣幸，我感到非常兴奋！因为我的工作的中心目标是实现对史前环境和生物的科学准确重建，所以来自如此严谨的古生物学学会成员的这种认可是我希望收到的最大赞美。获得该奖项的图像描绘了早二叠纪潮湿的森林高地场景，重点是一组杯龙，包括楔齿龙。这是我受冈瓦纳工作室委托为二叠纪奇异生命形式巡回展览绘制的作品之一，展览名为二叠纪怪物：恐龙之前的生命。在2010年因我在短冠龙木乃伊化石（休斯顿自然科学博物馆）上的工作获得该奖项后，今年的获奖对我来说尤其是一个巨大而惊喜的意外。

这是当之无愧的，也突显了您如何迅速将自己确立为博物馆可靠的、首选的古生物艺术摇滚明星——对于一位研究过从被践踏的苔藓到热液喷口的一切生物学家来说，这种转变是怎样的？

嗯，这绝对是我第一次被用如此色彩鲜艳的描述符来称呼——谢谢您的赞美，但这对我来说肯定感觉太过分了！实际上，从生物学家到古生物艺术家的转变是一个渐进的过程，我很幸运能够在微生物学博士学位完成期间，从一个职业迈出婴儿般的步伐走向另一个职业。尽管驾驭如此不同的学科导致了很多不眠之夜，但这让我能够在不必在财务安全方面冒险太多的情况下探索新的职业。

科学研究和壁画插图都需要努力工作，尽管在每种类型的工作中，人们所经历的压力类型截然不同（我甚至不敢概括不同领域科学家的压力和责任的性质）。插图委托让我几乎整夜都无法入睡，一次持续数月，经常每天工作超过15个小时，但我仍然觉得总体而言，科学研究至少同样要求苛刻，而且肯定是一种更具战略复杂性的工作。以我的经验，一旦最初的设计元素和图像科学准确性的问题得到解决，图像的制作通常会相当顺利地进行。

然而，最终说服我从科学研究转向科学插图领域的，不是工作的复杂程度，而是满足感的时间分布。说实话，没有什么能比得上在科学调查过程中取得重大发现的兴奋——我经历过几次，那是纯粹的狂喜。这可能最能被其他研究人员理解，但我永远不会忘记，当我通过实验确定我从高盐度泉水中分离出的一种紫色非硫细菌是第一个已知能够同时进行有氧和厌氧非产氧光合作用的生物时，我所经历的肾上腺素飙升。然而，这种规模的事情相对罕见。完成一组具有挑战性的实验，然后发表结果是一个漫长的过程。虽然最终的回报很高，用“成就内啡肽”充满大脑，但这是一种长期的回报类型，而发现之间的实验室工作，对我来说常常感觉有点乏味。相比之下，我一直发现绘画本身的行为——不仅仅是壁画项目的完成，而是实际上将颜料涂抹在表面上——是放松和治疗性的。即使在截止日期前令人头疼的最后一周，创作艺术品的活动也让我充满享受。对我来说，这是一个巨大的、明亮的信号，表明我的职业道路应该在哪里。我将永远是一个发自内心的科学家，我通过撰写关于我最近研究的科学论文以及维护一个科学博客进化之路，继续保持在这个阵营中的一席之地，但我发现古生物艺术目前提供了更持续的乐趣。

请稍微描述一下您是如何创作图像的。

让我用我为这次采访创作的一幅作品来回答这个问题，作品的主角是中华龙鸟、它的中国鸟龙餐以及一对正在交配的孔子鸟。我首先查阅有关该主题的科学文献。这幅图像的灵感来自于最近发表的关于中华龙鸟两个保存完好的骨骼的带羽毛恐龙肠道内容物（中国鸟龙和孔子鸟）的发现（邢等人，2012；PLoS ONE 7(8): e44012）。这一发现阐明了史前生态系统的一些生态相互作用，这尤其令人兴奋，因为它有助于科学家填补我们对久远生物的外观和行为的知识空白。在这种情况下，它有助于我们在灭绝的食物网的几个成员之间绘制营养相互作用的线索。图像准备的初始阶段，我们非常感谢开放获取期刊文章！

然后我计划图像的构图和预期氛围。在我看来，科学准确性是古生物艺术最重要的品质，因为它是一种专门发展起来填补为科学研究领域提供视觉支持的利基市场的艺术流派。然而，我的个人目标是创作引人入胜的已灭绝生态系统的窗口，我们永远无法直接拍摄它们，而这种类型的真正成功的插图得益于将观众吸引到图像中的构图，以及有助于观众暂停怀疑的引人入胜的氛围。在这幅插图中，我希望描绘所有三个物种，但我不想捕捉狩猎本身的瞬间。我有时遇到的关于古生物艺术的一个抱怨是，我们看到了太多捕食性攻击前一刻的露齿瞬间。在这种情况下，我追求的是更宁静的场景。

我还希望引起人们对中华龙鸟的丝状皮内结构和其他两个类群的羽状羽毛的关注。为了实现这一点，我建立了一个被晨光背光照射的场景，让金色的光线照亮合踝龙鸟身体周围的“原始羽毛”边缘，并穿过其他物种的飞羽。选择湖岸环境是为了贡献来自水面的有趣的反射光、散射雾，并指出保存完好的义县组生物与湖泊栖息地密切相关，正是湖泊栖息地造成了它们遗骸的特殊保存条件。

根据化石照片，我然后以预期的姿势绘制了中华龙鸟的骨骼——当一对孔子鸟起飞的声音传来时，它的头部从猎物上抬起。下一阶段是应用软组织和表面纹理。该技术取决于我正在创作的图像类型，是逼真的——包含照片素材——还是有意实现特定媒介的外观，例如油画或水彩画。我最初开始使用非数字媒体进行科学插图，例如水彩、丙烯酸、粉彩、钢笔和铅笔，我仍然非常喜欢这些媒体。然而，为了可修改性和速度，我目前几乎完全以数字方式工作，定制虚拟笔刷特性以近似一系列非数字媒体的外观。结果当然是对真实事物的近似，但现代艺术软件的复杂性允许可以说是非常接近目标效果的方法。而且由于颜色和线条的实际应用与真实油漆和铅笔所需的技能完全相同，因此数字绘画所付出的努力与使用非数字技术完成的作品所付出的努力基本相同。

在这种情况下，我参数化了一个笔刷以实现类似油画的外观，并以更传统的风格完成了绘画，没有照片合成。我的这种数字绘画技术的作品示例包括洛杉矶县自然历史博物馆新恐龙大厅墙壁上的壁画、皇家泰瑞尔博物馆的阿尔伯塔出土展览以及我为加拿大皇家铸币厂今年早些时候设计和绘制的厚鼻龙收藏家25分彩色夜光硬币。由于动物骨骼覆盖层的夜光特性，这枚硬币引起了相当大的轰动。

照片处理技术比数字绘画稍微复杂一些，通常会产生更多的图形层，因为我从数十张照片中组装图像。这种照片处理技术的结果示例包括休斯顿自然科学博物馆最近开放的古生物学大厅（2012年5月）的壁画、2008年HMNS展览的短冠龙木乃伊化石的修复，该展览获得了2010年兰岑多夫二维艺术奖和皇家安大略博物馆名为终极恐龙：来自冈瓦纳的巨兽的展览（2012年6月）。

作为我的数字技术的一个例外，我最近参加了在阿尔伯塔省大草原城举行的Pipestone Creek恐龙倡议“2012年恐龙乡村舞会”上的现场插画活动。我使用了干粉彩在晚餐课程的两个小时内画了一只刚孵化的霸王龙。这幅图像被捐赠给即将到来的菲利普·J·柯里恐龙博物馆的筹款拍卖会。活动的现场性和高度时间限制性给第一次画对图像带来了很大的压力，所以我练习画了一系列初步草图中的动物形态，然后再继续在粉彩纸上绘制最终稿。

尤利乌斯，您的技术的多功能性令人惊叹。您不断尝试而不是依赖一种方法，真是太棒了。

我的目标是描绘史前场景，最大限度地消除观众的不信任感。我感觉我通过照片合成图像最成功地实现了这个目标，所以我认为图像不可能“太照片写实”。话虽如此，仅仅在场景中加入一些照片背景素材并不会自动使其更逼真。一幅成功的图像与其说归功于它包含的照片素材的比例，不如说归功于元素融合和匹配的细致程度。

我确实担心仅仅通过照片合成来创作图像会削弱我作为使用非数字媒体的传统艺术家的技能。使用照片图层需要一套与用画笔或粉彩棒涂抹颜料非常不同的技能。因此，我特别注意在需要更真实的摄影质量的项目之间，练习使用画笔（数字的或传统的，只要笔触应用技术相似）。我也认为非照片绘画实现了照片作品永远无法达到的视觉吸引力，无论它看起来多么完美逼真。每位艺术家都有独特的绘画风格，就像签名一样，许多人被艺术中那种个人的风格所吸引。成功的照片合成需要大量的工作，但我认为人们更容易理解和欣赏传统绘画作品所付出的努力。即使在这个计算机辅助渲染二维和三维表现形式的时代，我怀疑传统绘画永远不会失去它们的吸引力。

当然会……在某些条件下。我喜欢使用鲜艳的色彩，但我在生态学方面的学术训练教会了我用动物使用色彩进行交流的方式来缓和这种艺术冲动。史前生态系统可能拥有与许多现代生物截然不同的动植物，但没有理由怀疑生态学原理的应用方式与现代生态系统有实质性的不同。在史前动物群的色彩处理能力的限制范围内，这种推理应该同样适用于色彩在种间和种内交流中的作用。

物种的颜色模式和调色板受到选择压力的驱动，以避免捕食者或有效地潜伏靠近猎物。这通常会导致隐蔽的颜色。例如，垂直条纹可以分解长动物在森林或草原背景下的轮廓，最好是颜色近似于背景植被和底层物质的颜色。反荫蔽有助于将水生动物隐藏在上方和下方的捕食者（或猎物）面前；反荫蔽还可以通过消除阴影来最大限度地减少陆地动物的可见性。同样重要的是要认识到，自然选择是为了收紧能量预算而工作的。动物倾向于不消耗不必要的能量。由于色素在生物化学上是昂贵的，因此在营养匮乏的环境中，它们的产生受到严格的调节。（看看大多数穴居动物有多苍白就知道了。）因此，如果一种动物拥有防御捕食的防御能力（例如体型大或武器强大），从而排除了使用隐蔽色彩的需要，那么它的颜色通常相当单调。以一些最大的非洲哺乳动物为例。

然而，我们必须记住，这些概括存在例外。求偶炫耀可能涉及最艳丽的色彩使用。性选择使得许多鸟类和小型爬行动物在躲避敌人的背景下显得反直觉地过于鲜艳。这一切都归结为在生殖成功层面制定的成本/收益分析：如果使用鲜艳色彩的成本（即被发现和吃掉的风险）被色彩鲜艳的个体可以获得的配偶数量或质量（这转化为它可以成功繁殖到性成熟的后代的数量）所抵消，那么自然选择将有利于更鲜艳的色彩。这里的教训是，描绘色彩鲜艳的恐龙是可以的，只要人们可以在科学调查揭示的相关环境设定的范围内，为所选颜色提出一个合理的角色即可。动物王国中存在一些非常古怪的颜色示例。我记得困惑地盯着水族箱玻璃，看着一条嘴唇是粉红色圆点蓝色的大鱼，心想这种活生生的生物看起来如此荒谬，以至于我从此以后在判断古生物艺术家为恐龙做出的颜色选择时，真的应该非常小心。

无论如何，关于恐龙一生中所展示的颜色的争论正慢慢被 relegated 到过去。至少在羽毛恐龙的案例中，保存得足够完好，以至于科学家可以研究其羽毛的微观结构，几个古生物学家团队已经证明，一些羽毛颜色（由色素黑色素控制的成分）可以从含色素的黑素体的形状和分布中推断出来。由于这项巧妙的研究，现在很明显，小盗龙是彩虹黑色的（李等人，2012；Science 335:1215），中华龙鸟的尾巴是肉桂色和白色条纹的（张等人，2010；Nature 463:1075），近鸟龙是灰色的，翅膀上有黑色和白色条纹，头顶是红褐色，脸颊上有红褐色斑点（李等人，2010；Science 327:1369）（促使我重新着色我最初的红色羽毛插图），而孔子鸟的身体是深色的，翅膀较浅（Wogelius 等人，2011；Science 333:1622）（我需要在我为这次采访完成的中华龙鸟插图中考虑到这一点）。那些讨厌的古生物学家正在慢慢地剥夺我们在为恐龙分配颜色方面的艺术许可。

您最近为多伦多皇家安大略博物馆的一个名为终极恐龙的大型展览完成了一些工作。请告诉我们这件事。

终极恐龙：来自冈瓦纳的巨兽（2012年6月-2013年3月）是关于南半球一些奇异恐龙进化的一个非常雄心勃勃的展览。我受委托为信息面板创作17幅恐龙小插图，并创作五幅巨型壁画，展示恐龙在它们的生态系统中，所有这些都是在杰出的皇家安大略博物馆古生物学家和策展人的密切监督下创作的。

该展览是我人生的里程碑，因为我为它创作的壁画的展示尺寸是我迄今为止完成的任何壁画中最大的。最大的壁画高5米（15英尺），长50米（150英尺）。这些壁画中的恐龙最终会达到真人大小（或有时略大于真人大小）。这种展示尺寸确实有助于传达其中一些生物的巨大性。当您穿过大厅的一个区域时，您的左侧是一只真人大小的南方巨兽龙，它位于半干旱的冈瓦纳白垩纪环境中，右侧是一只同样气势磅礴的霸王龙，它位于潮湿的地狱溪环境中。这是展览中最受欢迎的部分，因为您感觉自己完全沉浸在史前过去的重建中。两侧之间的不连续性是故意的，目的是并列环境：壁画、骨骼和互动式运动感应动画观看器被安排成允许人们逐点比较两个生态系统在植物群落和占据某些生态位的动物方面如何相似和不同。互动式观看器是一个很好的补充；动画图形采用了壁画内容，并在弗拉德·康斯坦丁诺夫、安德烈·阿图钦和梅尔德媒体的才华横溢的工作下，将其转化为3D渲染，其元素表达了对站在离展示不同距离的观看者的各种行为反应。

终极恐龙的制作是我迄今为止最大的项目，不仅因为图像的尺寸巨大，还因为展览团队人员特别多，需要广告、展览设计、科学策展和行政部门成员相互协调时间表，以便在时间非常紧迫的情况下使展览得以完成。每个人都在巨大的压力下出色地完成了工作，与他们合作是一种乐趣。参观完完全安装好的展览后，我对它的外观感到非常满意。

我认为人们将永远欣赏作为背景的绘画，而且并非所有博物馆都能负担得起数字技术的程度，例如曼尼托巴博物馆及其美丽的奥陶纪展览古代海洋。然而，我正在装备和培训自己，以精通3D渲染和动画技术，以便跟上展览技术的激动人心的发展。

随着展示技术的成本下降到更多博物馆可以承受的程度，我认为我们很快就会遇到一些在质量上截然不同且令人叹为观止的博物馆参观体验。我期待着有一天，三维渲染甚至全息恐龙将从全息森林中跳出来，在我们互动式的侏罗纪森林教育漫步中与我们相遇，或者我们可以走进寒武纪的虚拟宠物动物园，并使用力反馈手套来处理我们想要的任何放大倍率下的全息布尔吉斯页岩动物群。

我不介意人们看到我的真实面目，而且我不认为我在此过程中烧毁了任何合理的桥梁。首先也是最重要的是，我是一个发自内心的科学家。我对宗教信仰的不可知论无神论立场是偶然的，仅仅是因为我打算在多大程度上信任某种观点，这与支持该观点呈现的证据的数量和质量成正比。我的世界观基于可以通过客观和可重复的方式调查我们的宇宙来证明的东西。我没有看到造物主的积极证据，没有办法测试造物主的存在（因此将其置于科学范围之外，除非在某些情况下，对超自然的具体主张被对自然世界的观察所明确驳斥），除非经过仔细调查表明需要将这样的代理人纳入科学模型，否则我无法接受造物主的存在。

然而，我对那些可以将他们的有神论信仰体系与科学调查揭示的关于我们宇宙的信息分开的人们没有任何恶意。我与有神论者保持着良好的关系，我甚至非常享受与他们就他们的信仰进行愉快而文明的讨论。对我来说重要的是诚实的科学，不受有神论信仰的不可检验的原则的偏见。我遇到过一些杰出的科学家，他们出于个人原因相信神灵，但在物理科学或进化生物学方面进行了顶尖的调查，我钦佩他们在工作中表现出的客观性。

我强烈反对的一件事是神创论运动，特别是年轻地球神创论，无论推广它的宗教信仰体系是什么。我强烈反对它不仅仅是因为没有可靠的证据证明地球年轻或反对进化论，也不仅仅是因为有大量证据反对神创论的主张。相反，这是因为这场运动从宗教信仰的正确性的预设开始，并允许这种有神论的偏见强烈地支配对我们宇宙的观察的呈现，同时声称是客观的。因此，它在核心上是反科学的，这与我对当代和下一代地球同胞的责任感不符，即尽可能客观准确地传达对自然世界的理解。这适用于我的研究、我的科学写作和我的科学插图，包括古生物艺术。

因此，自然而然地，我必然会烧毁一座用于插图工作的桥梁：为促进神创论的项目制作图像。我不后悔由此可能造成的少量工作损失，因为我认为这种合作在科学诚信层面存在强烈的利益冲突。

第二个会激发我对古生物艺术和科学兴趣的项目是准备一本编年地球生命演化的书（和/或博物馆展览）——不仅是恐龙，而是生命的整个领域。我不仅绘制了恐龙，还绘制了史前和现存的哺乳动物、无脊椎动物、水生脊椎动物、人族等等，但很少为同一个项目绘制所有这些。可能我最接近这个目标的是休斯顿HMNS古生物学大厅，但这些壁画只触及了自然史的几个薄片。

这个梦想项目不仅将包括一份相对详尽的、逼真的地球史前居民指南，还将对塑造地球生命的进化、生物地球化学、生态和地质过程进行概念性的解释，从生命的出现到今天。这样一个令人兴奋的项目方向是制作一本内容丰富且准确的关于进化的儿童绘本，因为普通大众对这个科学领域的理解非常不足。 让我们面对现实吧，如果孩子们在六岁时就能毫不费力地完美发音“小头龙”，那么我认为他们已经准备好接受比他们在这个年龄段通常接触到的更多的、图文并茂的科学入门知识了。

感谢 Julius 在 Symbiartic 上分享！

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