电影视觉空间研究：眼睛构造、功能及视觉信息转换

看电影与看其他物体一样，眼睛的基本功能也是将视觉刺激转换为视觉信息。这种功能的实现依靠眼的折光成像机制和光感受机制。从银幕反射出来的光，经角膜、瞳孔、晶状体、玻璃体到达视网膜。从角膜到玻璃体这些透明、无血管分布的组织构成眼内的折光系统，使来自眼外的光线发生折射，最后成像在视网膜上。光感受机制发生在视网膜的视杆细胞和视锥细胞上，它们将外界光刺激包含的视觉信息转变成为电信号，并在视网膜内进行初步处理，最后以视神经纤维的动作电位的形式传到大脑。

人类右眼水平剖面

为保证银幕上的事物在视网膜上清晰成像，瞳孔大小与晶状体曲率的变化起着重要作用。瞳孔的作用是保持在不同光照条件下进入眼内的光量的恒定，保持视网膜成像的适宜光学条件。瞳孔的反应是神经兴奋的结果，是人的意志无法控制的。心理情绪因素也会改变瞳孔状况。比如看见电影中美貌的女演员，瞳孔会放大；目睹悲伤的情节，瞳孔则缩小。晶状体曲率的变化保证物体在视网膜上清晰成像。一般来说，位于眼前方6米以外直至无限远处的物体，都可以在视网膜上成基本清晰的像。而位于6米以内的物体的像只有进行调节，成像才能在视网膜上。当坐在放映厅前排位置时，晶状体往往一直处于紧张状态，容易引起眼疲劳。如果沉迷于电视，晶状体由于得不到休息而变形，就会产生近视。

眼动也是使景物在视网膜上清晰成像的重要机制。眼动分随意性眼动和非随意性眼动。当观看汽车从银幕左边开到右边，或者相反，这时的眼动是共轭运动；当远景不间断地推成特写，或者人物从远处向观众走来，这时的眼动是辐合运动；当特写拉成远景，或人物由近而远，这时的眼动是分散运动。非随意性眼动有扫视、注视和追随运动。扫视时无法形成有效知觉，只有注视才会形成明确的知觉。对于看电影来说，当陌生场景出现时，扫视和注视一般交替进行；当熟悉场景出现时，则注视较多。看《早春二月》开头船上的复合镜头时，眼动属于追随运动。对复杂景物的识别，如前后景，注视点较多地投射在图形的轮廓线、轮廓线交叉处或断开处；对于有意义的景物或图形，注视点则多投射在对理解或分辨有帮助的部位。索菲亚·科波拉导演的《迷失东京》中男女主人公分别前夕的夜晚，在宾馆客房一段，镜头对着玻璃拍摄东京夜景，但人物的影子隐隐约约映在窗户上。这时较暗淡的影子交代着二人的关系进展，成为比绚丽的夜色更有吸引力的部分，成为视点的搜索对象。

银幕形象最初落在视网膜上的像是上下颠倒的、物理学范畴内的像，但视网膜传到视皮层的像已经具有主观意识的性质。视网膜属于神经性结构，分四层。自内至外依次为色素细胞层、感光细胞层、双极细胞层和节细胞层。感光细胞分视杆细胞和视锥细胞两种，视杆细胞外段为长杆体，视锥细胞外段呈圆锥形。视杆细胞对光的敏感度较高，能在昏暗环境中感受光刺激而引起视觉，但只能区别明暗，视物时只能有粗略的轮廓，精确性差，并且无色觉。视锥细胞对光的敏感性差，只有在类似白昼的强光下才能接受刺激，但对物体表面的细节和轮廓界限都看得很清楚，分辨力高，可辨别颜色。视杆细胞与视锥细胞在视网膜上的分布不均匀，愈近视网膜周边，视杆细胞愈多而视锥细胞愈少；愈近视网膜中心，视杆细胞愈少而视锥细胞愈多；在视网膜黄斑中心的中央凹处，只有视锥细胞而无视杆细胞。又因为多个视杆细胞才引起一个神经节细胞兴奋，故视敏度差；每个视锥细胞只与一个双极细胞联系，而这个双极细胞又与一个神经节细胞联系，因此，人眼视觉的特点是中央凹在亮光处有最高的视敏度和色觉；在暗处则中央凹视力较差，视网膜周边则能感受弱光的刺激，但这时无色觉，清晰度较差。人们视物时，一般先由视杆细胞扫视到物体，然后调节眼肌，把物像落在中央凹上，由视锥细胞注视物体，辨认细节。在影院看电影，视锥细胞起的作用较大，但视杆细胞的作用也不容忽视。特别是近年来的那些追求视觉刺激的影片，运动节奏快，光影闪烁迷离，使视杆细胞应接不暇，带来美妙的视觉享受。

看日场电影时，观众从亮处进入放映厅，最初看不清通向座位的台阶，经过一段时间，视觉敏感度逐渐增高，获得黑暗中的视力，这个过程是眼睛的“暗适应”。其生理机制是视杆细胞中的视紫红质的合成过程不断地快于分解过程，视紫红质数量愈多，视网膜对弱光愈敏感。在进入影院7分钟内，视敏度明显提高；大约25～30分钟时，视敏度达到最高值，以后就保持在这个水平。散场时，从影院出来进入亮光处时，只能感到一片白花花的光亮，辨不清物体，稍过片刻才能恢复视觉，这个过程是“明适应”。耀眼的光亮是由于在放映厅里视杆细胞积累了大量的视紫红质，它对光敏感度高，所以进入亮处时感觉到刺目。当视紫红质迅速分解，对光不敏感的视锥细胞发挥作用，人就能看清周围事物了。明适应出现较快，约1分钟就可完成。为避免或缓解看日场电影的暗适应现象，戴上红的有色镜，事先降低眼睛的照度，不失为一个方法。对于电影制作者，在场景的切换时，明、暗的高反差，除非特殊的艺术用意，为视物的清楚和观众眼睛的舒适考虑，应该谨慎使用。(www.xing528.com)

由视杆细胞和视锥细胞产生的电信号，通过双极细胞和神经节细胞，再到视神经、视束和皮层下中枢，最后到视觉皮层变成心理认识上的“像”。视觉信息的加工与编码过程经过3个层次不同的视觉中枢：视网膜内的神经节细胞构成低级中枢，皮层下中枢和视皮层是高级中枢。

视网膜低级中枢对于把断续的电影画面连成持续、酷似真实的知觉影像具有非常重要的作用。网膜的后像现象和神经节细胞加工是其生理基础。当光刺激视觉器官时，在眼睛内产生的兴奋并不随着刺激的终止而消失，而是在刺激停止后在视网膜上维持若干时间，^[1]这是视觉后像现象。后像通常持续不到1秒钟，但也有延长若干分钟乃至若干小时，甚至终身不灭者。持续时间受以下因素影响：刺激强度越大时间越长，视觉器官越疲劳时间越长，刺激时间越长后像越长，刺激中央凹比外周时间长。后像有正反两类。正后像是与实际刺激物像相同的后像。反后像在正后像之后出现。《英雄》中，章子怡被张曼玉战败后树林呈红色，镜头紧接着切到李连杰在蓝天下的正面像，开始观众发现画面带红色，这红色就是正后像，二三秒钟后，观众发现天空的颜色纯度提高了，这是反后像现象在起作用。反后像在观看彩色影片中是大量存在的。为避免反后像给影片色彩带来的负面影响，可以在不同色彩场面的转换中间插入消色画面。《英雄》的红、绿、黄、蓝大色块画面切换没有对色彩的展现造成多大损失，就是因为在转换中不时以秦宫的铁黑色和人物的头发为过渡。不过，把断续的画面连成影片整体的却是正后像。一般地，只要每秒钟通过5幅画面，正后像就能把前后两幅画面连接起来，但能感觉到连接处的抖动。当每秒出现15幅画面，正后像就会完全填充画面之间的空白，使视觉中枢觉得画面与真实的一模一样。有声电影以每秒24格的速度通过画面，因此正后像有足够的时间连缀画面之间的黑暗。不过这里有一个问题，视网膜为什么没有保留同样是每秒24格的画面之间的黑暗的后像，而使电影看起来一团黑？本文以为这与视杆细胞与视锥细胞的不同功能有关。处在中央凹的视锥细胞对画面的明亮的反映比周围的视杆细胞对黑暗的反应快，且它的后像持续时间长，所以视锥细胞对画面的后像掩盖了视杆细胞对黑暗的后像，观众就只能看见电影画面的形象。

如果以每秒24格的速度放映互不相连的风景照或别的什么，人的意识中得不到像电影那样完整、统一的形象。可见，后像现象“仅仅解释了我们为什么没有看见画面之间的黑”^[2]。画面的连续性幻觉的形成是由视网膜细胞的活动形成的。作为视觉的低级中枢，视网膜是有思维功能的。^[3]这种功能以细胞间的联系为基础。联系有纵、横两种方式。纵方向是感光细胞通过终足和双极细胞发生突触联系，双极细胞再和神经节细胞联系。横方向如在感光细胞层和双极细胞层之间有水平细胞，在双极细胞层和节细胞层之间有无长突细胞。这些细胞的突起在两层细胞之间横向伸展，可以在水平方向传递信息，使视网膜的不同区域之间有可能互相影响。近年来发现，在视网膜还存在一种网间细胞，它的细胞体位于双极细胞层和节细胞层之间，但突起却伸到感光细胞层和双极细胞层。网间细胞的作用是把某些信息反馈地传递给信息感受的初始阶段。由此可见，视网膜也和神经组织一样，各级细胞之间存在着复杂的联系，视觉信息最初在感光细胞层换能变成电信号后，将在视网膜复杂的神经元网络中经历某种处理和改变，当视神经纤维的动作电位序列作为视网膜的最终输出信号传向中枢时，它们已经是经过初步加工和处理的信息了。虽然现在还不清楚视网膜信息加工的具体过程和程度，但通过对这个“黑箱”的推测，可以说明电影画面的连续性幻觉是在此完成，然后才把完整画面的信号传到视觉高级中枢的。如果不是这样，第一次看电影的人就会把银幕上朝自己快速驰来的火车看成一幅一幅的画面连接，而不是像真的一样连续，因而不会被吓得逃离影院。只有视网膜把火车的影像信号作为与真实火车相同的信号传向视皮层，大脑才会命令观众逃命。以后看电影不再出现类似反应，则是由于意识中加入了经验的因素，大脑告诉观众，银幕上的火车只不过是光影而已。视网膜的这种组织幻影的功能不仅使电影成为连续的，而且使看电影可以成为愉悦的刺激。要是影像失去连续，《大白鲨》《哈利·波特》等影片中激动人心的场景将变成木偶戏或动画片，视觉冲击力将大打折扣。

高级视觉中枢在双眼视物的基础上形成物体的三维空间感觉。“深度感的产生主要是因为两个眼睛之间有一定的距离，因而能看到两个略为不同的形象。当这两种合成一个形象时，就产生了立体的形象。”^[4]虽然立体感的产生没有阿恩海姆讲得这么简单，但双眼视物还是起了部分作用。比如，观看一个足球，它在每侧眼睛的视网膜上的像只是一个圆平面，但左眼看到左侧面多一些，右眼看到右侧面多一些，两眼的视网膜像并不完全相同。可是来自两眼的图像信息经过高级中枢处理后，只产生一个立体的足球形象，而不是一个椭圆面或圆平面。立体电影就是根据双眼视物的原理制作出来的。立体电影“是由从类似人两眼的不同视角摄制的具有水平视角差的两幅画面组织的，放映时两幅画面重叠在幕上呈双影，通过特制眼镜或幕前辐射状半锥形透镜光栅，观众左眼看到的是从左视角拍摄的画面、右眼看到的是从右视角拍摄的画面，通过双眼的会聚功能，于是合成为立体视觉影像。”^[5]至于普通影片的立体感，由于画面是单个摄影机从一个角度拍摄，并在二维平面上放映，双眼视物与单眼视物对空间感的产生没有区别，立体感的形成另有原委。

除了后文即将论述的单眼空间线索外，从中枢看，普通电影空间感的形成由感觉的空间编码决定。视野、视网膜和各级视中枢的某些神经元之间有着精确的空间对应关系。即，处于外部视野一定部位的一定视觉刺激，总会聚焦成像于视网膜相应位置上，与之对应的光感受细胞通过光生物学反应产生神经冲动，引起相应神经节细胞的兴奋，再将神经冲动传向外侧膝状体和视皮层的某些相应神经元。比如，有的皮层神经元与图形边界线的觉察有关，有的神经元与对图形边角或运动感知有关。目前关于知觉怎样识别物体的空间结构，或者说空间感加工过程有模板说、原型说和特征说三种假说。举例来看，由于看电影或生活的经验，观众的记忆中储存了各种各样的视觉模板，它们与外部事物有一对一的对应关系；当观众看见显示在影片中的空间时，就与原有的模板进行比较，如果影片空间与记忆空间认同，新空间就得到识别。这是模板说。原型说与模板说的不同在于，它认为记忆中存储的与外部事物不是一个对一个的对应关系，而是一个对一类的原型关系。如科幻片中的虚幻空间还是被指认为空间，就是因为科幻空间具有空间这个原型的概括表征。特征说认为，外部空间在人的长时记忆中，是以其各种特征来表征的，在识别过程中，首先要对刺激的特征进行分析，即抽取刺激的有关特征，然后将这些抽取的特征加以合并，再与长时记忆中的各种刺激的特征进行比较，一旦获得最佳匹配，外部刺激就被识别。^[6]鉴于电影空间的复杂性，本文认为特征说最适合于解释电影空间感的成因。后文章节将在此基础上展开论述。