图形演化的历史.docx

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图形演化的历史

1.3图形演化的历史

  古代中国的造字者们合理地抽取图形中的特征线条，简化为巧妙的符号文字后，形状固定的文字已经足够农耕文明的信息交互需要，图形的研究不再发生社会性改革。

   印欧表音文字出现，由于没有统一的象形符号支撑，各地的方言使得文字各不相同，各地的信息交流出现障碍，而辅助于图形的表达显得很有必要。

本来，埃及与苏美尔的原始绘画对欧洲文明影响很大，在社会经济条件发生变化后，欧洲人绘画因此得到复兴，文艺复兴也是以绘画技术复兴为代表的，图形演化的历史主要在欧洲。

   史前的人类，会画图的人是不多的，而且用现代人的眼光来看，古代人画的图非常稚拙，透视关系有错误，比例也经常不对，如古代埃及的人物千篇一律，眼睛正面，头像侧面，肩正面，腰和腿又是侧面的。

据说，柏拉图曾经说过：

“埃及的艺术一万年都没有一丝改变”可能是因为绘图风格不变的原因。

   由于绘画人才的稀缺性，早期人类中难得有人会画栩栩如生的图画，容易被人捧为巫师，这样早期的图画与宗教就有密切关系，图也经常用来做图腾的标记。

图画最多出现在祭祀场合。

   由于古埃及绘画特别盛行，作为文字的符号性上走了弯路，但是形成的绘画技巧对于地中海文明影响非常大，古希腊的几何、绘画和雕塑艺术大多来自于埃及的影响。

   古代埃及绘画典型特征，头是侧面的，肩正面，腿又是侧面。

   中国最早的画家仓颉是黄帝身边的高官，随后发明了文字，在中国有历史记载的画家，大多是当官的，称为画官，多数为御用，被罗致到宫廷的专门画家被称为“黄门画者”或“尚方画工”。

古代画家由于稀缺，一直被社会权力最高处征用，这样由画家培育的图形系统的经济性演进与文字大不相同。

   中国的农耕社会的经济形态，小农经济的一家一户并不需要绘画辅助于生产，这样社会上没有作为独立的画匠阶层，朝廷需要画家主要用于娱乐欣赏，也用于官府统治管理上的一些事务，如军事器械设计和官府皇宫的建造，中国古代画家主要是由官府供养的，有些是当官的业余爱好闲来泼墨抒情，这样，中国的绘画的画种和这种社会需求形态相适应，在艺术性画画上，中国发展了以写意抒情为主的水墨中国画，对几何透视颜色并没有仔细的研究，只表意而不写实，加上中国绘画的载体沿用文字的载体，墨写到纸上难以修改，无法作研究性涂改试错，不利于素描的发展，中国的绘画一直以线条为主，称为线描，不过线描的技术在漫长的年代中，不断在进步。

   三国时期的文字记载上，有不少军事武器的发明，推想在当时工匠们在建造时会利用草图进行交流，可惜，当时战乱期间，画家人才稀缺，诸葛亮得木牛流马没有图流传下来，只有文字记载，而到了宋朝，杯酒释兵权后片面鼓励文治，使得整个封建会社手工业非常发达，绘画技术在宋朝得到明显地提高，在宋代出版的《营造法式》上，建筑图采用的是正确透视的立体图，这是在古代中国在绘画技术上最高顶点。

   宋朝以后，这种科学绘画的技术又因战乱而失传。

但是我们仍然在本草纲目、天工开物、武备志上看到中国的画家的努力，这些绘画对当时的社会生产起到相当的促进作用。

       营造法式

       天工开物

       武备志

   中国的达芬奇——李诫

   北宋崇宁二年（1103年），李诫奉旨编修的建筑学著作《营造法式》一书，《营造法式》中建筑图形已经采用科学透视方法，这在那个时候属于世界领先的水平。

宋朝特殊的政治措施一度出现了工商繁荣的局面，这在绘画上立刻反映出来。

遗憾的是，宋朝的繁荣并不能维持很久，战乱使得工商业惨遭摧残，没有工商支撑的绘画技术，没有得到民间技术人才的传承，李诫本人在官僚家庭得到了良好的绘图环境，培养了天才的绘制能力，但是整个社会还是自然经济的小生产模式，中国文明与近代绘图技术失之交臂。

       中国的人才由于没有市场机制，造成了“前不见古人、后不见来者、念天地之悠悠、独怆然而涕下”的悲怆境地。

这与欧洲达芬奇后，人才辈出形成鲜明对照。

       李诫 

       营造法式的书籍

       【本文认为李诫是中国的达芬奇原因是在古代第一个全面正确使用透视方法绘画的人才，古代埃及的绘画最大问题就是透视错误，古希腊古罗马干脆避开透视问题大力发展雕塑，一直到达芬奇，欧洲才出现完整的透视理论，达芬奇在欧洲是第一全面正确使用透视法绘画的人才。

】

   中国文明在（1103年）与科学绘图失之交臂，过了三百五十年，欧洲的李诫诞生了，他就是达芬奇（1452年4月15日－1519年5月2日），一个能设计无数机械的画家，作为科学和艺术的巨匠，达芬奇成为欧洲文艺复兴的代表符号之一。

   李诫在中国是前无古人后无来者，而达芬奇以后，欧洲文艺复兴中人才辈出，相对于古代中国的画家环境，欧洲的画家一开始受地中海海洋贸易文明的影响，古希腊的几何对后期的绘画发展影响甚大，到了中世纪，中国的造纸技术传到欧洲，画家们用炭笔进行试错性地素描练习，欧洲的绘画从工艺操作性层面比中国有更多的便利性，也就是经济性。

从达芬奇的手稿上，我们可以看出人类对客观物体的描绘过程和创造设计思维过程，这个过程开创了图形科学应用于工程设计上的先河。

   达芬奇的代表作《最后的晚餐》，采取平行单点透视原理（如右下图所示），透视的消失点在中心，耶稣正好在视点中心，这样，让观者直面主角人物，使画展现了空间上的纵深感，令人有亲临现场的感觉。

   历史上，从没有任何一名画家能将数学的透视法用在如此巨大的构图计划里，正因为达芬奇在当时研究数学、物理、天文、医学、建筑学等知识，他将各种学科融会贯通，完整的体现到了这幅经典名画中，使得《最后的晚餐》成为人类绘画史上划时代的名作。

   达芬奇早期以学徒身份加入名师的画坊，随后成独立的画匠，接受商人和贵族的订单，这使得那个时代不仅仅是达芬奇，其他画家可以依赖市场生存，达芬奇时代后，欧洲借助与航海贸易和地理大发现，使得绘画技术广为传播。

绘画中心总是与欧洲的资本中心形影相随，十七世纪荷兰成为商业中心后，伦勃朗等一批画家也云集在那里，荷兰的油画成为当时的亮点。

   在达芬奇时代，绘画在艺术和工程上不是分得很清楚，随着欧洲工业革命兴起，欧洲在工程上的绘画越来越多起来，工程师们进行工艺改良和新的发明创造，迫切需要借助于图形的构思和运算，珍妮纺纱机的发明、瓦特蒸汽机发明、机械制造的连环发明，导致在工业界工匠们十分频繁地用图形表达工程信息，不过，工匠们不约而同地遇到一个问题，客观世界的实物是三维立体的，而图纸只有两维可以画，不得不对一个立体结构的描述采取不同方向的描绘，这与古代埃及稚拙的绘画遇到问题一样，早期的人类总是没有办法用两维的纸张描绘出三维的物体，以至于不同方向的视角都画在同一物体上。

   蒙日的画法几何理论出现后，两维表达三维的科学绘图方法得到确立。

   欧洲十八世纪开始，工程上的制图越来越频繁起来了，当时欧洲各国战事频繁，军事工程的设计也非常受重视，但在当时的科学技术条件下，一些设计方法采取繁琐落后的旧式计算方法，费时费工很不经济，1765年蒙日参加一项军事工程设计时，采取了自己发明的几何图解法，避开了冗长的、烦琐的算术计算，迅速地完成了任务。

   这次新的科学绘制方法不仅体现严密的数学逻辑，同时提高的作业效率，这样蒙日在热尼埃皇家学院任职期间，开创了机械制图系统化的时代；1775年蒙日任数学教授后，将制图原理系统化，创立画法几何；虽然这一理论当时被法国军方作为先进技术保密，但是世界的科学绘图时代是从1765年这一事件开始的。

   蒙日是拿破仑时代的热点人物，也是拿破仑的宠臣之一，拿破仑本人在军校时擅长数学，欧洲的炮兵热衷于正确计算弹道轨迹，拿破仑是这方面的高手，拿破仑执政时期，对于欧洲的几何发展起到了巨大作用。

   画法几何研究了三维物体在不同方向上投影后互相之间的几何关系，这使得人类对立体几何平面表达有了划时代的飞跃，蒙日总结了画法几何后，欧洲的工业界开始使用三个投影方向方法来绘制机械图，图纸成为一个有科学依据的技术载体，这使得技术流动性大为提高。

   正因为如此，《画法几何学》公开出版后便不胫而走，迅速传入各国。

起初是军工学校，之后是普通理工院校相继开设了这一科目，出现了英、德、俄、日等语种的译本。

画法几何学得到广泛的推广应用，对各国工业的发展起了重要的推动作用。

本世纪的一位数学家评论说，没有蒙日的画法几何学，19世纪机器的大规模的出现也许是不可能的。

我们人类文明的相当大一部分要归功于数学家蒙日。

   各国知道图纸的重要性，都禁止本国的图纸流出外国，不过禁令很快被资本的趋利行为所打破，十九世纪随着贸易的发展，机械制图成为工业界的共同工程语言，超越国界称为全球的技术的播种机，十九世纪末，欧洲的画法几何原理和机械制图开始传到日本和中国，日本很快加入欧美的工业体系，由政府主导，引进很多技术，一直到一次大战结束，当时英日还是同盟，有史料记载日本于1915年前后引进了英国维克斯公司提供的图纸，按图施工在日本船厂建造军舰，可见图纸在当时的各国工业中起到非常关键的作用，随后的二次大战，当时的不少间谍活跃于工业领域窃取图纸，用于军备竞赛。

从机械制图投影习惯可以看出当时海洋国家和内陆国家有明显的区分，德国东欧和中国采用第一角投影法，英美日采用第三角投影法。

   目前新型电脑制图打破了这些地缘标准，机械制图在全球工商界是通用语言。

       到今天，我们生活于发达的工业世界，我们居住在高楼大厦中，走在水泥的马路上，或者开车乘车奔驰在高速公路，我们乘飞机乘轮船，我们买家电卖衣服，我们使用的一切工业物品，其背后都有设计图纸，没有图纸这一工业语言符号，我们的工业世界根本不可能建立起来的。

所以，科学制图（李诫最早，可是后无来人）从达芬奇开始，创建又一套语言系统，就像巴比通天塔一样的，人类依靠图形语言，还是建造了摩天大楼，科学制图的语言也给予人类浮躁和狂热，图纸也大量用于杀人武器，不管如何，制图的图形语言是工业文明不可缺少信息符号，当然还不是充分条件，至少是必要条件。

   由于图形的历史在文艺复兴后出现分叉，刚才讲的是达芬奇以后，往左边发展，出现科学绘图，今天成为CAD；往右面发展，继续艺术绘图，历史上美轮美奂的油画都是艺术绘画，今天主要成为动漫艺术。

   机械制图是在十八世纪后半，从艺术类图形中分离出来，经过大学的专家教授提炼总结，形成一种科学的绘画，使得原来靠少数天才才能完成的绘画，通过大学或者工厂的培训一般人可以掌握，制图体系的人才供需平衡，各类工具载体方便而且产业化，这样可以说，工程图形上的达到了阶段性的最经济状态。

   在科学制图发展的同时，艺术制图在写实主义道路上也发展繁荣，在20世纪前，大师的水平高低取决于是否更逼真地反映现实，直到照相机发明，这一趋势终于终止。

   原始绘图是人类幼年期间对自然的拙劣描摹，近代，人类的理性能力得到了空前的扩张，达芬奇开始的透视绘画到机械制度，都是绘图理性的不断成长，直到照相机出现，绘图的理性精确不能与照片相比，不过绘图艺术并没有失去生命力，人类本身对于理想无止境的追求，终于在漫画的形式下得到实现，看起来，漫画又失去了精确理性，又回到拙劣的幼稚绘画，但是，这已经不是简单的倒退了，而是人类在后现代主义的思潮影响下，是对人性的重新发现。

       近代油画的逼真程度令人叹为观止

   自文艺复兴以来，欧洲的绘图技术在商业需求下带动发展，机械制图受到工商业的市场需求，而艺术绘图方面同样受另一个市场需求带动，即肖像市场。

   在照相机发明之前，人们想留下自己的肖像，不得不求助于画家，近代欧洲油画技术得到很大的提高，很多画匠开设肖像画馆，由于天才画家的稀缺，这个行业只有少数贵族能够享受，到了资产阶级上升期，上流社会特别时兴肖像画，肖像艺术特别受青睐，除了肖像，一般风景画也受到市民的喜欢，整个社会对于美术是一个追捧的环境，这使得欧洲的绘画作品在十五世纪到十九世纪留下了惊人的数量，中国宫廷和少数贵族休闲需求下画的中国画比起欧洲商业驱动下就数量，显得小河见大海。

   不过商业的需求如此强盛，而绘画是一件天才才能做到的事情，供不应求，社会就催生了一种机器的发明——照相机，照相机又是图形发展史上一个划时代的进步。

   这里需要提前提示一下，图形的历史非常复杂，照相机出现使得人类绘图能力得到延伸，时代也进而改变了，由于照相机出现，使得人们进军科学、改造自然的信心大增，科学技术产生了激烈的进步。

   照相机的产生使得人类在图形技术获得一次划时代的进步，由于肖像画的需求，一般平民也希望有一幅自己的肖像，照相机可以照得一摸一样，自然照相机一出来，商业模式已经等候了。

   十九世纪初，人类找到照相的方法，1839年达盖尔制造出可携带的照相机而作为照相机的发明人，1888年柯达公司发明胶卷后，照相机进入实用化。

   照相机的全面使用是20世纪后的事情，照相机的发明对于人类来说是激动人心的一次创新，照相机的照片的图像与人类眼见的图像透视一致，效率大大提高，照相促使了很多科学研究可以方便精确地得到实物图形，也促进一些行业通过便捷图形获得而快速发展起来，如报纸新闻行业，也使得机械行业和其他商业可以借助于照片学习借鉴，提高社会效率。

   照相机是人工机械，是人类绘图技术工具的改进提高，不过，照相只能复制现象，逼真上比人进步，但创造上，这个工具无能为力。

   照相机出来不久，法国的卢米埃与美国的爱迪生在十九世纪末都研制发明了电影，电影把静态图形动态化，再现人类生活真实情景，完全使人类进入一种崭新的视觉娱乐境界。

   电影独立创造了娱乐行业，电影也介入科研活动和动作研究，对于生产技术有促进作用，如1912年，吉尔布雷斯夫妇在美国机械工程师学会会议上，首次发表了题为《细微动作研究》的论文，在文中他们首创用电影摄影机和计时器将作业动作拍摄成影片并进行分析的方法。

照片和电影对于制图都是辅助提高，并没有替代。

   照相机的产生使得逼真写实绘画失去意义，肖像画也失去经济意义，电影产生，使得小说文学一定程度失去效率意义，不过由于差异化，后一符号手段并不完全替代前一手段，但是影视革命使人类来进入读图时代不可避免。

   电影一开始由商家分散培育，但是电视却需要中央集权启动集中性的公共服务。

电视的发明并不是一挥而就，由电子显像、扫描、电磁波收发和摄像等技术组成而成，英国三十年代初次使用电视，随后的技术不断改进，真正进入社会实用化是二次大战后，电视的发明使得千家万户获得同一时间的视觉活动，在视觉历史上是一场规模化的运动。

   电视一方面有着视觉信息快速传播超高效率，带来了人类共同需要的大型娱乐和集会的愉悦，另一方面政治权力介入、商业利益的介入，使得观众被动接受视觉霸权，丧失视觉选择自由，电视的产生和发展的时代，正好是世界政治对立冲突严重的时期，电视对个人崇拜和政治狂热起到了推波助澜的作用，但是，电视又为体育文化的传播起到了积极作用，电视本身是人类信息沟通的一种工具，随着技术的发展，传统的集中式电视被后来的多频道、卫星转播、录像DVD多媒体等技术发展所消解。

   电视的发明超大规模地占有了视觉的市场，青少年易得电视依赖症，从早到晚看电视，电视连续剧代替文学小说，人类不再慢慢阅读文字想象一种情节，而是直接接受影视的视觉情节，这个现象难以逆转，也确实也是信息手段的一种进步。

   读图时代的起始严格来说应该是从电视的发明而开始的。

   电脑本来是一种用于科学计算的工具，微电子晶体管代替真空电子管后，体积大幅缩小和容量大幅上升，电脑具有处理数字式电子信号的能力。

   另一方面，所有光、电、磁（电话）、声（电话）的设备其信号全部可以转化为电子信号，这样，电脑中央电子信号处理器与所有的输入输出性质的电子设备可以连接起来，形成多媒体电脑，电脑与电脑之间利用电话线联网实现后，电脑具备了处理光声信号的智能终端设备，这样，电脑可以实现电视、录像、摄像、电话、电影、录音机、打印机、绘图机的所有功能，这些设备的基本功能都可以由电脑实现，仅仅带个别特征上具有单独的优势，例如电脑的携带性决定屏幕不能太大，电视可以往超大屏幕发展。

   互联网电脑具备强劲的兼容功能，导致人类的信息沟通工具主要依靠电脑互联网，这是信息文明的硬件系统特征，问题还不是那么简单，电脑最终成为信息霸王的原因是因为可以集成视觉信息，如果电脑是六十年代的穿孔纸带的电脑（没有屏幕可看），那么消费者绝对不会把她放到家里的。

   这是早期穿孔式计算机的原理图，我们根本看不到屏幕显示，指令是通过穿孔卡片输入，输出已经是打印的结果。

       后来，显示屏式的终端连接了电脑，但是给予电脑的指令和电脑输出结果，仍然是数字字母式的，没有图形参与。

   鼠标的发明与各种图形界面的操作系统发明，使得电脑产生了划时代的变化，七十年代图形界面的电脑已经有施乐公司以及后来的苹果公司尝试开发，八十年，微软公司看到图形界面的优越性，集中力量开发视窗式操作系统，取名为WINDOW，翻译到中国来时，精确地翻译为视窗，其实名符其实，视窗就是把原来DOC系统的命令由字母输入方式，改为鼠标点击窗口的方式，这样，用户感觉上像打开一扇扇窗口，电脑的操作告别了高深的工程师使用的时代，一般宅女也可以轻松地点击窗口，进行淘宝网店的买卖了。

       今天，我们在互联网上干什么？

        玩CS，魔兽世界、第二人生；

       下载看电影、看优酷、土豆视频、看动漫；

       QQ聊天，从文字网聊到视频聊天。

       我们在互联网上的活动越来越依赖于视觉，“读图时代”和“眼球经济”这样的名词出台了。

       长篇的文字越来越不受青睐，快餐式文字或者图文并茂越来越流行成风。

       实际上，电脑发明家们绝对没有想到，当年的电脑是为了“看”的，而不是为了“算”的。

       绘画长河

   中国古代文明创造了象形的汉文字，汉字从最初是从图形演化而来，不过，我们的祖先对汉字的图形做了简化，加上表音、会意的组合，汉字也具有综合经济性的优点，汉字象形的特征，使得汉字流传到边远地区仍然能保持完整的意义，这使得华夏大地出现了文字统一的大帝国。

西方的腓尼基文字带来了标音上的经济性，记录任何一种语言很方便，但是西方文字失去了象形的特征，使得文字本身缺乏会意的内涵，不得不借助于图形表达意思。

西方这种图文并茂的表达方式在地中海沿岸的遗迹可以找到丰富的证据，从现在的眼光看，欧洲文字的缺陷反而使欧洲的图形研究另立门户地发展起来，在这种环境下催生了欧几里德几何，这些几何思维的基因又催生了近代透视绘画，透视绘画使得机械制图产生，机械制图使得洋枪洋炮的生产迅速规模化，洋枪洋炮惊醒了沉醉于文章小楷的中华文明，这样引发了中国一百多年师夷之长的模仿历史，其实近代西方洋枪洋炮和当代的微软视窗，其实都来源于视觉符号系统，这个需要中华文明警醒的。

   近三十年的改革开放，我们采纳了西方的经济制度中某些长处使得我们取得惊人的奇迹，我们的制造能力在三十年中完成了欧洲两三百年的积累的，这得益于后发模仿的便利，下一步，从中国制造发展到中国创造，实现中华民族伟大的复兴，这需要我们创新比欧美文化更先进的思维工具，图式符号隐含了我们所忽略的科学经济上的含义，这对于我们来说，真是太重要了。

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