基于格式塔原則的海洋專(zhuān)題地圖設(shè)計(jì)

肖一心 杜清運(yùn)，2，3 王榮林 侯孟營(yíng)

1 武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北武漢，430079 2 武漢大學(xué)地理信息系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢，430079 3 自然資源部數(shù)字制圖與國(guó)土信息應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢，430079 4 天津海事測(cè)繪中心，天津，300220

專(zhuān)題地圖作為信息傳輸?shù)拿浇?，其認(rèn)知功能建立了從制圖者到讀圖者之間溝通的重要途徑［1］。有關(guān)海洋專(zhuān)題地圖編制的研究相對(duì)較少，海洋專(zhuān)題地圖在色彩運(yùn)用、圖面配置、表示方式上通常與其他專(zhuān)題地圖有一定差別，需要提升地圖的藝術(shù)性與設(shè)計(jì)性，豐富地圖的表現(xiàn)形式［2］。海洋專(zhuān)題地圖的制作通常是基于制圖者豐富的知識(shí)和制圖經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)地圖對(duì)讀圖者進(jìn)行單向的地理信息與知識(shí)的傳輸［3］，讀圖者在對(duì)地圖進(jìn)行認(rèn)知和解譯的過(guò)程中，不可避免會(huì)受到內(nèi)在心理因素的影響。因此，海洋專(zhuān)題地圖設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)海洋專(zhuān)題地圖時(shí)，要兼顧讀圖者在視知覺(jué)的認(rèn)知過(guò)程［4］，使其清晰、有層次、有針對(duì)性地表達(dá)，提高信息傳輸?shù)男省?/p>

格式塔心理學(xué)的完形法則在藝術(shù)設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在地圖學(xué)領(lǐng)域中，周建平［5］在地圖的符號(hào)設(shè)計(jì)中顧及格式塔完形法則，設(shè)計(jì)出符合讀圖者的視覺(jué)感知的地圖符號(hào)；郭慶勝等［6］認(rèn)為虛線(xiàn)型線(xiàn)狀符號(hào)在視覺(jué)上線(xiàn)性連續(xù)，才能形成完整線(xiàn)狀符號(hào)，符合格式塔心理學(xué)的整體性和連續(xù)性原則。在地理讀圖的教學(xué)方向，鄔亞利［7］將格式塔完形法則與地圖閱讀結(jié)合起來(lái)，為地理讀圖能力的培養(yǎng)提供了新視角。因此，格式塔心理學(xué)對(duì)地理信息的表達(dá)過(guò)程有一定的影響。

針對(duì)當(dāng)前尚未將格式塔心理學(xué)用于海洋專(zhuān)題地圖設(shè)計(jì)與表達(dá)的局限性，本文分析了格式塔原則，通過(guò)構(gòu)建“表象-抽象-意象”的表達(dá)層次，在格式塔心理學(xué)認(rèn)知理論的指導(dǎo)下，對(duì)海洋專(zhuān)題地圖劃分多層次的可視化表達(dá)，并以圖集的具體案例對(duì)視覺(jué)層次的表達(dá)技巧和知覺(jué)層次的法則進(jìn)行分析闡述。

1 格式塔心理學(xué)的基本原則

1.1 知覺(jué)上的完形法則

格式塔心理學(xué)是在德國(guó)興起的一種西方心理學(xué)流派，也被稱(chēng)為完形心理學(xué)。格式塔學(xué)者提出的一系列實(shí)驗(yàn)所支持的視知覺(jué)組織法則稱(chēng)為完形法則，即整體不是部分的簡(jiǎn)單總和或相加。他們主張用整體的結(jié)構(gòu)來(lái)研究心理現(xiàn)象［8］。相似、連續(xù)、相近、閉合是格式塔完形法則的重要內(nèi)在規(guī)律和設(shè)計(jì)原則［9］：①相似。如果一組對(duì)象彼此相似，人趨向于將其識(shí)別為一個(gè)整體。②連續(xù)。如果元素的某些部分是連接在一起的，則該部分容易被識(shí)別為一個(gè)整體。③相近。在空間中距離較近的元素有被識(shí)別為一個(gè)整體的趨勢(shì)。④閉合。對(duì)于不完整的圖像，人有將其閉合和圓滿(mǎn)的傾向。格式塔心理學(xué)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的運(yùn)用主要包括視覺(jué)上的圖形規(guī)律與知覺(jué)上的完形法則。

1.2 視覺(jué)上的圖形規(guī)律

1）“圖”與“底”的關(guān)系。在感知事物時(shí)，將視覺(jué)的區(qū)域分為目標(biāo)和背景，即“圖”與“底”。一般在整體的視覺(jué)條件下，大小、顏色、形態(tài)、紋理更加突出的圖案會(huì)更容易被識(shí)別為目標(biāo)，除了目標(biāo)外的其他要素則被識(shí)別為背景。目標(biāo)和背景的對(duì)比度越大，區(qū)分度越大，越容易提取圖中的信息?！皥D”和“底”的關(guān)系是可逆的［10］，在藝術(shù)設(shè)計(jì)中常利用“圖”與“底”的關(guān)系設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的作品。

2）輪廓的“有形”與“無(wú)形”?！坝行巍钡妮喞ǔＪ怯镁€(xiàn)條、不同底色或者紋理形成的范圍將背景與目標(biāo)分割開(kāi)來(lái)；而“無(wú)形”的輪廓是指視覺(jué)感知時(shí)讀圖者心理上易將不完整的圖形組織成完整圖形，此過(guò)程中形成的輪廓被稱(chēng)為主觀輪廓［5］。太極陰陽(yáng)圖中利用黑白對(duì)比、嵌套將“有形”的輪廓融合于“無(wú)形”的輪廓，“相生相克、此消彼長(zhǎng)”，與格式塔心理學(xué)中的完形法則交相輝映。

2 海洋專(zhuān)題地圖的表達(dá)

2.1 整體框架

本文以格式塔原則為切入點(diǎn)，建立“表象-抽象-意象”的整體框架，通過(guò)海洋專(zhuān)題地圖具體案例，闡述格式塔原則在海洋專(zhuān)題地圖中的表達(dá)。格式塔原則在海洋專(zhuān)題地圖表達(dá)的整體框架如圖1 所示。格式塔原則在海洋專(zhuān)題地圖中的表達(dá)可以分為表達(dá)層次、地圖視知覺(jué)認(rèn)知過(guò)程、基于格式塔原則的地圖設(shè)計(jì)3個(gè)部分：①表達(dá)層次是地圖設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。地圖是層次分明、主題明確的設(shè)計(jì)理念的呈現(xiàn)，表達(dá)層次能構(gòu)建地圖的內(nèi)在邏輯結(jié)構(gòu)。②地圖視知覺(jué)的認(rèn)知過(guò)程是理論依據(jù)。格式塔原則對(duì)設(shè)計(jì)出符合讀者心理的視覺(jué)層次的構(gòu)圖有指導(dǎo)作用。③基于格式塔原則的地圖設(shè)計(jì)是重要的表達(dá)手段。在格式塔完形法則下形成的構(gòu)圖能有效識(shí)別主題、烘托意象、化零為整，調(diào)動(dòng)讀者的視覺(jué)延伸與心理聯(lián)想。

圖1 格式塔原則在海洋專(zhuān)題地圖表達(dá)的整體框架Fig.1 Overall Framework of Gestalt Principle in the Expression of Marine Thematic Maps

2.2 表達(dá)層次

如何對(duì)海洋專(zhuān)題地圖的制圖對(duì)象進(jìn)行設(shè)計(jì)，使讀者能從復(fù)雜的信息中抽象出認(rèn)知地圖是表達(dá)的基礎(chǔ)。中國(guó)的古典哲學(xué)中有“立象以盡意”，指出將“象”抽象概括得到“意”，表象是物體最直接的表現(xiàn)，而意象是對(duì)表象進(jìn)行抽象化后的概況與反映。如圖2 所示，本文將海洋專(zhuān)題地圖的表達(dá)層次分為“表象-抽象-意象”，為海洋專(zhuān)題地圖的設(shè)計(jì)框架提供了理論基礎(chǔ)。

圖2 海洋專(zhuān)題地圖的表達(dá)層次Fig.2 Expression Levels of Marine Thematic Maps

在海洋專(zhuān)題地圖的設(shè)計(jì)中，旨在從“表象-抽象-意象”層次來(lái)傳遞地圖圖面配置的主體信息。在表象層次中，制圖者需要厘清地圖的制圖流程與制圖基礎(chǔ)，通常包括版式設(shè)置、符號(hào)外觀、色彩配置與文字注記等方面，以形成完整統(tǒng)一的可視化結(jié)構(gòu)。在抽象層次上，制圖者要在對(duì)圖面整體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)總體配置具象化表達(dá)，確定內(nèi)容的層次與重點(diǎn)，包括版式層次、符號(hào)意義、色彩特征、注記分布，并進(jìn)行全方位、多層次、有組織的排列，以達(dá)到引起讀圖者進(jìn)行深層次的理解與抽象的目的。在意象層次上，考慮設(shè)計(jì)的視覺(jué)元素的特點(diǎn)，不同的視覺(jué)變量能通過(guò)象征手法進(jìn)行意象表達(dá)，利用地圖的象征性特點(diǎn)來(lái)塑造地圖的映像風(fēng)格與藝術(shù)表象，引起讀圖者的思考與共鳴。

2.3 地圖視知覺(jué)的認(rèn)知過(guò)程

根據(jù)格式塔心理學(xué)的理論，人類(lèi)視知覺(jué)的重要特點(diǎn)是在知覺(jué)的過(guò)程中具有按照一定形式將部分圖像組織成整體的傾向。在認(rèn)知心理學(xué)中，有學(xué)者通過(guò)“心理旋轉(zhuǎn)”實(shí)驗(yàn)說(shuō)明圖像信息在頭腦中是連續(xù)的模擬表達(dá)，而并非離散的表達(dá)［11］。

在地圖的視知覺(jué)認(rèn)知過(guò)程中，讀圖者以局部的地圖元素為起點(diǎn)，通過(guò)識(shí)別地圖的特征，如地圖特征元素（如符號(hào)、注記、文字）的色彩、形狀、位置、紋理等，對(duì)地圖進(jìn)行視覺(jué)表象的識(shí)別，其大腦接收到來(lái)自視覺(jué)表象的信息后，激活的視覺(jué)神經(jīng)會(huì)在大腦中進(jìn)行內(nèi)隱編碼［12］，進(jìn)行局部元素的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，同時(shí)能通過(guò)回憶聯(lián)想知覺(jué)的圖像再現(xiàn)，形成地圖映像，即心象地圖［13］。當(dāng)心象地圖中的信息與地圖元素相似時(shí)，隨著眼動(dòng)位置的變化，讀圖者將注視范圍擴(kuò)大，經(jīng)過(guò)大腦中的視知覺(jué)過(guò)程，形成對(duì)地圖的空間認(rèn)知。

格式塔心理學(xué)與認(rèn)知心理學(xué)中的視覺(jué)、知覺(jué)的特征能用于解釋地圖的空間認(rèn)知過(guò)程，為海洋專(zhuān)題地圖設(shè)計(jì)中地圖的組織性與完整性、讀圖者心理認(rèn)知的過(guò)程提供科學(xué)依據(jù)。

3 圖集設(shè)計(jì)的應(yīng)用實(shí)例

本文選取的海洋專(zhuān)題地圖案例為《世界航海地圖集》《21世紀(jì)海上絲綢之路沿線(xiàn)區(qū)域航海地圖集》和《深圳市地圖集》中的部分地圖。在選取特色案例的基礎(chǔ)上，從視覺(jué)層次厘清地圖主題內(nèi)容，分清地圖設(shè)計(jì)的主次層次，并將格式塔原則在視知覺(jué)層次的表達(dá)技巧應(yīng)用在海洋專(zhuān)題地圖的可視化設(shè)計(jì)中。

3.1 視覺(jué)層次的圖面配置

在進(jìn)行海洋專(zhuān)題地圖的設(shè)計(jì)時(shí)，制圖者根據(jù)格式塔心理學(xué)的認(rèn)知理論構(gòu)建不同視覺(jué)層次。以《海洋表面溫度與鹽度》為例，在圖面配置的設(shè)計(jì)中將視覺(jué)層次的構(gòu)建分為3個(gè)部分，如表1 所示。

表1 格式塔原則下的圖面配置Tab.1 Layout Configuration Under Gestalt Principle

1）確立主體層次的主要內(nèi)容。根據(jù)視覺(jué)傳達(dá)的F 型視覺(jué)模型［14］與視覺(jué)重心理論，確定內(nèi)容的優(yōu)先層級(jí)?！澳昶骄Ｋ砻鏈囟取笔谴藞D需要表達(dá)的重點(diǎn)，占據(jù)了視覺(jué)優(yōu)先層次的第一層，因此在版面中占據(jù)左上大部分區(qū)域。

2）提取主體層次的次要內(nèi)容。在確定視覺(jué)重心后，需要確定主體層次的次要內(nèi)容，即“北極地區(qū)、南極地區(qū)的平均海水表面溫度與海冰面積”。次要內(nèi)容是對(duì)主要內(nèi)容的補(bǔ)充，位于圖面F 型的右側(cè)，形狀分布也和主體區(qū)別較大，便于讀者對(duì)專(zhuān)題圖表進(jìn)行特征識(shí)別。

3）選擇次要層次。將“海面鹽度”主題置于右下對(duì)角線(xiàn)，以均勻圖面的配置，將“一月、七月海表面氣溫異?！敝糜谧笙陆荈 型的分支，以減少圖面的負(fù)載量。

通過(guò)視覺(jué)重心理論能清晰合理地劃分地圖內(nèi)容表達(dá)的層次與重點(diǎn)，均勻圖面的負(fù)載量，引導(dǎo)讀圖者對(duì)不同內(nèi)容進(jìn)行區(qū)分，使圖面整體一致、層次分明。

3.2 視覺(jué)層次表達(dá)技巧的設(shè)計(jì)

在視覺(jué)層次上，運(yùn)用了格式塔心理學(xué)的視覺(jué)表達(dá)技巧［15］。格式塔心理學(xué)在視覺(jué)表達(dá)中的重點(diǎn)是視知覺(jué)的感受與認(rèn)知，主張研究具有特殊內(nèi)在規(guī)律的整體結(jié)構(gòu)原則。在海洋專(zhuān)題地圖中視覺(jué)層次表達(dá)分為“圖”與“底”的區(qū)分及輪廓的“有形”與“無(wú)形”兩部分。

1）“圖”與“底”的區(qū)分?；诟袷剿瓌t中目標(biāo)與背景的關(guān)系，通過(guò)顏色與形狀的強(qiáng)烈對(duì)照，凸顯出來(lái)的視覺(jué)對(duì)象形成目標(biāo)，其他要素被視為背景。在圖3 的色彩配置中，地圖的背景與目標(biāo)的顏色對(duì)比強(qiáng)烈，色卡中的深藍(lán)色為背景色，設(shè)色深沉；而專(zhuān)題圖底圖為灰白色，設(shè)色淺淡，海冰面積專(zhuān)題圖的顏色為深藍(lán)及淺紫色系，這樣就能快速將“圖”與“底”區(qū)分開(kāi)來(lái)，對(duì)比分明。

圖3 “圖”與“底”的區(qū)分示例Fig.3 Example of the Distinction Between“Figure”and“Background”

2）輪廓的“有形”與“無(wú)形”。地圖的輪廓通常表現(xiàn)為用線(xiàn)條、色彩區(qū)分的輪廓以及讀者心理上的輪廓。在圖3 中，南極的輪廓通過(guò)圓形的線(xiàn)條進(jìn)行勾勒，利用對(duì)比度和亮度較大的白色和飽和度低的紫色劃分；而圖4 的圖形輪廓是通過(guò)相同的淺色系進(jìn)行組合，將其在心理上組成一個(gè)整體范圍。

圖4 輪廓的“有形”與“無(wú)形”示例Fig.4 Example of“Tangible”and“Intangible”of Contours

3.3 知覺(jué)層次完形法則的應(yīng)用

在知覺(jué)層次上，海洋專(zhuān)題地圖的表達(dá)策略運(yùn)用了格式塔原則的完形法則，即相似性、連續(xù)性、相近性、閉合性法則。

1）相似性原則，即相同特征的圖形能被看作一個(gè)群組。在圖5 的設(shè)計(jì)中，相似的顏色斑塊能組成一個(gè)群組，不同的顏色代表不同的產(chǎn)業(yè)類(lèi)別。相似性原則在符號(hào)設(shè)計(jì)中有廣泛的應(yīng)用，相同或相似的顏色或符號(hào)能將地圖專(zhuān)題信息進(jìn)行區(qū)分表達(dá)。

圖5 相似性原則的示例Fig.5 Example of the Similarity Principle

2）連續(xù)性原則。在格式塔原則中用線(xiàn)條連接的元素易被視為一個(gè)整體。在圖6 中用不同顏色的線(xiàn)條與色塊表示不同大洋的變化，在視覺(jué)上形成了延伸。同時(shí)加強(qiáng)了讀圖者對(duì)分組信息的感知，引導(dǎo)讀者進(jìn)行不同分組內(nèi)容的劃分。

圖6 連續(xù)性原則的示例Fig.6 Example of the Continuity Principle

3）相近性原則。在空間中比較接近的部分容易被視為一個(gè)整體。如圖7 所示，相近區(qū)域的地圖上表征的顏色相近，在視覺(jué)上更容易將該地理元素周?chē)嘟脑貧w結(jié)為同層級(jí)的海水表面溫度，作為同組地理目標(biāo)。

圖7 相近性原則的示例Fig.7 Example of the Proximity Principle

4）閉合性原則。人們對(duì)不完滿(mǎn)、沒(méi)有閉合的圖像有一種將其閉合的傾向，因此，在海洋專(zhuān)題地圖中，封閉、小面積、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的圖形更容易被識(shí)別出來(lái)。圖8 中不同類(lèi)型水環(huán)境物質(zhì)的專(zhuān)題符號(hào)為橙色、綠色、紫色的圓形，隨著季節(jié)的更替，圓形的尺寸也隨之變化，專(zhuān)題符號(hào)的制作符合格式塔完形法則，因此，在讀圖時(shí)更容易被讀者識(shí)別出來(lái)，給其留下深刻印象。

圖8 閉合性原則的示例Fig.8 Example of the Closure Principle

4 結(jié)束語(yǔ)

目前少有學(xué)者從格式塔心理學(xué)的角度系統(tǒng)研究其在海洋專(zhuān)題地圖中的表達(dá)，因此，本文將格式塔心理學(xué)與海洋專(zhuān)題地圖的設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建“表象-抽象-意象”的理論層次，基于格式塔原則分析了地圖視知覺(jué)的認(rèn)知過(guò)程，根據(jù)認(rèn)知理論對(duì)海洋專(zhuān)題地圖構(gòu)建不同視知覺(jué)層次，并對(duì)格式塔原則在海洋專(zhuān)題地圖中的表達(dá)手法進(jìn)行了案例分析。將格式塔心理學(xué)的完形法則運(yùn)用于海洋專(zhuān)題地圖中，利用格式塔心理學(xué)的多種表現(xiàn)技巧與表達(dá)手段，能有效識(shí)別地圖主題、構(gòu)建多層次可視化結(jié)構(gòu)。本文方法具有一定的通用性，可應(yīng)用于其他海洋專(zhuān)題地圖的設(shè)計(jì)，為地圖設(shè)計(jì)的心理學(xué)研究提供參考依據(jù)。

目前仍存在以下不足：①在研究格式塔原則的具體應(yīng)用時(shí)，案例僅限于海洋專(zhuān)題地圖，對(duì)其他類(lèi)型的專(zhuān)題地圖還有待繼續(xù)探究。②未分析格式塔心理學(xué)在地圖設(shè)計(jì)過(guò)程中不同個(gè)體的差異性和局限性。因此，筆者將在以后通過(guò)實(shí)驗(yàn)、問(wèn)卷調(diào)查等手段進(jìn)一步研究其局限性。