郭文偉
中國畫散點透視（又稱「移點透視）的歷史淵源、方法和理論已是大家所熟知，其人文社會科學含量也比較明確，但是對其與自然科學的關係尚缺乏系統性研究。實際上散點透視與自然科學的關係也非常密切。在科學技術高度發達的今天，我們已經具備了用現代科學原理挖掘中國畫科學含量的條件。對於同道們熟悉的中國畫載體、工具和顏料的科學含量暫不必說，本文單就中國畫散點透視的科學含量作以初步探討，為梳理中國畫整體的科學性脈絡略盡微薄之力。
中國畫散點透視的方法在魏晉之前就已基本形成，只不過當時乃至後來歷代對這種透視方法並沒有統一定名，直到西畫「焦點透視」一詞傳入中國，為與其區別，方得其名。這一命名形象地體現了畫家移動視線進行全方位觀照的特點。這裡試從散點透視與人體科學、投影學、地圖製圖學以及與中國山水畫、中國海洋畫構圖的關係入手，來挖掘中國畫散點透視的科學含量。
圖1 九成宮圖（局部）
其一，從總體上講，筆者出於測繪正形投影的職業本能，發現中國畫散點透視的透視光線具有正射性，它與正射投影學有著淵源關係。正射投影的光線都是互相平行的直線，並與投影平面相垂直。而中國畫散點透視正是符合了這兩個條件，我們把它作為中國畫散點透視的虛擬幾何條件。正是這兩個條件，決定了其視點的散在性和可移動性。中國畫的意象和意境就是由畫家在自由平行移動視線的條件下，對自然客觀進行全方位觀照，並在其思想感情及審美意趣支配下綜合繪製而成的。在畫面上，這種透視方法具有近似的「正射投影的萌芽性質。例如中國山水畫寫生，就是用平行光束把一個個「心象」（ 如亭臺、樓閣、山石等）縮小投放到畫面上，使其筆墨輪廓線、面及其相互位置關係基本近似於平行光線正射投影（即正形投影或等角投影）和「正射影像」。特別是對宋代郭熙的深遠法構圖，視點離地面越高，正射投影性就越強。這是中國畫散點透視科學含量的重要體現之一。而西畫焦點透視恰恰因其不具備這兩個條件，透視光線屬單點輻射性，其視點不能隨意移動和增加，因而只能服從單點照相機式的直觀反映，造成了焦點透視的意象性缺失和視覺形象的收斂變形。例如油畫中道路兩邊平行的樹行、鐵路上的兩條鋼軌或正方形物體等視覺圖象均向著消失點一端歸併收斂成射線形或方錐形。其造型主要是依據幾何光學原理，其應物、抒情僅居於客觀從屬的次要地位。相反，這些景物若在散點透視畫面中，將是按畫家全方位觀察進行視覺糾正，並融入主觀臆造成分。其中平行直線不會成為輻射線，正方體各個相交的平面不會出現梯形。特別是中國傳統界畫更加明顯，如清代袁耀的《九成宮圖》（圖1）、《蓬萊仙境圖》和歷代中國界畫中的亭臺、樓閣等。
圖2 鄭和航海圖 （局部）
圖3 用「寫景法」繪製的「海洋自然地理圖」（局部示意）
其二，散點透視與地圖繪製具有明顯的淵源關係。因為散點透視透影光線的平形性、視線長度比例的統一性和散點分布的隨意性對畫面意境構圖均起著重要保證作用，所以能夠容納更豐富的景物內容，更全面的展示（包括長卷在內）天人合一的意象性畫面，而且不存在物象收斂變形，大大擴充了視覺之外的意境，使中國繪畫一開始就與地圖同時成為記述人、物與大自然關係的載體和手段。我國測繪和地圖製圖史研究表明，中國地圖原本就是出之中國畫。許多地圖都是用中國畫繪製的。早期的地圖繪製者，嚴格講，據《漢書.郊毅志》記載，中國地圖可追憶到約四千年以前夏禹時期，「惜夏方有德也，遠方圖物，貢金九牧，鑄鼎像物，百物而為之備，使民知神奸」「收九牧之金，鑄九鼎，像九州」 ，可惜，原鑄鼎物像流傳至二千多年前的春秋戰國時，因戰亂被毀而失傳這些圖戰國時期已被毀掉，後來的《山海經圖》的地圖及山水畫萌芽，現可考的如秦代漢代的天文學家張衡和三國時期吳王趙夫人等本身就是當時的著名畫家。從繪畫透視角度講，在我國秦漢、魏晉時期中國畫技法、畫面景物分布及其相互位置關係，客觀上對我國古代地圖繪製起到了理論、方法的先導和開拓性作用。從張衡的《地形圖》、吳王趙夫人的《江湖九州山嶽地形圖》和馬王堆古墓出土的地圖到歷代古地圖、海圖、乃至當代國內外的旅遊圖、地勢圖和特殊專業地貌圖等，無不體現著中國畫散點透視的特點。這些地圖的繪製方法就是基於透視光線的平行性和視點分布的隨意性，按照統一比例關係和所量得的尺度、方位，採用中國畫技法，將地物、地貌縮繪到平面圖上。這種地圖實際上就是符號化的簡略山水畫。儘管散點透視尚沒有嚴密的幾何光學數學模型，但根據筆者對中國古代地圖和當代專業地圖上地物、地貌的繪製及投影原理的分析，可以推斷中國畫散點透視應該就是我國歷代地圖繪製和地形測量正形投影理論的源頭所在。反過來，中國地圖也促進了中國山水畫的發展，最典型的例子就是明代《鄭和航海圖》（圖2）和胡宗憲編撰的《籌海圖編》（圖3）。在正形投影廣泛應用的近、現代世界各國地圖和海圖圖式中，部分地物、地貌符號仍然都來自繪畫。特別是旅遊圖、地勢圖和特殊專業地貌圖明顯的受到中國古代航海圖和中國山水畫深遠法構圖的影響，甚至還採用更近於中國畫散點透視原理的側視地貌「寫景法」繪製地圖或海圖。例如《德國旅遊景區圖》（2005年）、《維也納城市街區圖（局部，2005年）》和《北京奧運場館旅遊交通圖》，特別是前蘇聯上世紀60年代用「寫景法」繪製的世界三大洋自然地理圖，其樣式（圖4）簡直就像深遠法構圖的中國山水畫。這些地圖製圖方法都是基於散點透視的中國山水畫意象構圖的平行光正射萌芽性質。這就充分說明了中國畫散點透視就是古今地圖製圖技術的科學基礎之一。而西畫焦點透視因其視點的單一性和景物的收斂變形，使它無緣於地圖製圖學。
圖3(A) 籌海圖編（10冊局部）
圖3(B) 籌海圖編（13卷局部）
圖4 海濱激浪（焦墨）
其三，中國山水畫和中國海洋畫「平遠法」構圖中的「視平」包含了焦點透視成分。筆者認為，這條永恆的水平線是中國畫的一條科學性標誌線。屬人體生理視線在無窮遠處的集合，既是中國畫散點透視無數個透視光束的集合，又是相同視點的焦點透視消失點所在的水平線，這條「視平線」當然也就成了中西繪畫科學性的公共標誌線，這是中國畫散點透視與西畫焦點透視相通的連接線。這一無窮遠的意象恰恰是中心投影和正射（平行）投影融合點之所在。同時，中國山水畫和中國海洋畫還利用了「視平線」所具有的「遠」和「道」的境界及主觀意識對畫面意境的臆造功能。特別是宋代韓拙的「三遠論」（闊遠、迷遠、幽遠）為充分利用這一平遠境界開闢了廣闊的前景，尤其在當代中國海洋畫創作中，它具有統領海洋畫意境的劃時代意義。
其四，散點透視反映了近景逼真，中景簡略，遠景虛無、物體近大遠小和「……遠人無目、遠樹無枝、遠山無石、隱隱如眉；遠水無波，高與雲齊」（王維的《山水論》）等直觀視覺的自然規律，這與焦點透視是相同的。而且南北朝時期宗炳的《畫山水序》所論述的近大遠小形體透視原理及其「……今張絹素以遠映」的驗證方法比15世紀義大利畫家總結出「遠近法」還要早一千年。
圖5 平遠與深遠相結合山水畫投影轉換後的部分地形圖（示意）
其五，中國山水畫可按正形投影原理，用人工投影轉換的方法轉繪成與實地地貌及相對位置關係相似的平面地形圖。例如《山水畫及其正形投影轉換圖（示意）》（圖5）所示，其中山水畫畫面上，各意象中心與投影轉換後相應的意象中心位置（箭頭所指）之間的相對方位、距離和比例以及其他要素之間的關係基本保持不變。由於散點透視的視線是隨散點平行移動的，各個意象中心點是按照散點分布及其相對位置的近似統一比例關係，同時分別平行移動到縮小了的位置，而不是像焦點透視那樣向著唯一的消失點方向收斂縮小移動，所以它能夠保持與實地位置關係相似。反之，我們也可以根據平面地形圖或海圖，按照圖上代表地貌關係的等高線（或等深線），反繪出與地形圖上地貌分布位置關係相似的中國山水畫。前文所列前蘇聯繪製的世界三大洋自然地理圖（圖4）就是類似這種方法繪製的。而西畫焦點透視是輻射光投影性質，無法使畫面意象與實地景物的相對位置關係保持相似，所以其畫面和實地景物無法用正形投影進行轉換。
其六，中國畫散點透視是人體視覺效應與主觀思維意識的綜合反映，即由直觀視覺與畫家的「遷想妙得」綜合而生。繪畫是視覺藝術，視覺是與人的思維意識和生理學分不開的。散點透視恰恰是自然科學與人文社會科學相結合的繪畫造型手段。中國山水畫或海洋畫（包括其寫生畫）的重要特點之一就是具有意象性「寫意」內涵。例如中國山水畫創作（或寫生）是根據畫家長期「行萬裡路」，「外師造化」所得到的 「心象」 、「心源」以及「讀萬卷書」的文化積澱和對實地景物全方位動態觀察的印象，通過畫家思維組合，對要描繪的由直觀視覺採集來的視覺物象信息進行主觀視覺糾正，克服了視覺收斂變形，使之成為符合實地真實景物及其相對位置關係的真實形象。這是中國畫寫意的第一層意象，其中包括了焦點透視直觀視覺形象採集的過度層面，在產生這一視覺的同時，由人的主觀意識對其進行視覺糾正，使之更符合實地景物之實（例如保持正方體意象各對邊兩兩平行），這一過程可視為「歸真性」臆造；同時，又融入了畫家的哲學、美學理念和思想感情，對第一層意象進行再造和「道」的升華，形成富於哲理的、更高層面中國畫寫意的第二層意象，可視為「理性」臆造。然後把最終形成的意象和意境繪寫在載體（宣紙）平面上，這就是中國畫散點透視的綜合寫意過程。由此可見，中國畫散點透視的綜合寫意過程已包含了焦點透視的過度層面。
總之，通過上述分析、比較，揭示了散點透視所涵蓋的幾何學、幾何光學、投影學、地圖製圖學、哲學、生理學和體現思維意識主導作用的人體科學等諸方面的科學含量，證明了中國畫散點透視是目前世界上科學含量最高的繪畫透視。可以預料，挖掘中國畫散點透視的科學含量，將為研究中國畫的整體科學性、促進中國畫的創新發展和術語標準研究、推動中國畫走向世界具有重要的現實意義和學術意義。