시각과 예술

모나리자 미소의 비밀은 무엇인가?
클로드 모네가 그린 꽃밭은 왜 바람에 물결치는 것처럼 보일까?
척 클로스의 퍼즐 같은 자화상을 우리는 어떻게 알아볼 수 있는가?

노벨상 수상자인 데이비드 허블은 이 책의 서문에서 “지난 수세기 동안 인체해부학에 대한 지식이 예술가들의 인체 묘사 능력을 발전시켰던 것처럼 앞으로는 시각 신경생리학이 예술에 큰 기여를 할 것이다.”라고 전망하였다. 이제 지대한 영향을 가져올 이 책과 함께 그러한 미래는 시작된다.

이 책은 우리가 어떻게 우리의 눈과 뇌를 통해 예술을 보는지 검증한다. 하버드 의과대학의 신경생물학자 마거릿 리빙스턴은 시각에 대한 생물학적 설명을 필두로 해서 과학사의 이론들과 그 스스로 실험하고 발견한 최근의 결과들까지 이해하기 쉽게 기술한다. 어떻게 눈과 뇌가 빛의 각기 다른 파장들을 색채로 해석하며 우리 주변의 세계를 형성하는지 설득력 있게 설명한다. 그런 뒤 <모나리자>의 신비한 매력부터 인상주의 화가들의 놀라운 대기 효과에 이르기까지 많은 사례들을 통해 회화 기법들의 과학적 요소들을 파헤친다. 이러한 방식으로 비슷한 효과들이 광고 효과의 증진에도 사용될 수 있는지 실험하고 그림, TV 그리고 컴퓨터 화면에서 이미지들이 어떻게 각기 다른 방식으로 보이는지 탐구한다.

리빙스턴은 생생하고 명료한 문체로 이해하기 쉽게 설명하고 여러 자료와 그림을 제시함으로써 그의 논점을 명확히 한다. 어떤 그림은 인간의 시각체계가 어떻게 빛을 색으로 해석하는지 간단하면서도 매우 훌륭하게 보여준다. 어떤 자료는 망막 세포들이 정보를 약호화하고 약호화된 정보를 뇌로 전송하는 방식을 논증한다. 또 어떻게 위대한 화가들이 깊이감과 운동감을 포착하는 눈의 작용을 교란시키는 기법들을 개발하였는지 조명한다.

예술과 과학이라는 두 영역을 탁월한 솜씨로 연계시킴으로써 『시각과 예술』은 예술가들과 디자이너들에게 각자의 영역에서 사용할 수 있는 새로운 기법들에 대해 생각하게 해주고, 독자들에게는 인간의 시각에 대한 생물학적 접근에 관심을 갖고 이 책을 펼쳐 들게 한다.

■ 책 내용 소개

빛이 있으라

눈은 광수용기
인간의 눈은 파장으로 된 빛을 받아들이고 신호로 바꾸어 뇌에 전달한다. 우리 눈에는 370나노미터와 730나노미터 사이의 파장 영역에 선택적으로 반응하는 수용체가 있기 때문에 전자기 방사선의 거대한 연속 스펙트럼 중에 그 영역의 파장대를 볼 수 있으며, 가시광선이라고 부른다. 640나노미터의 빛은 적색으로, 540나노미터는 녹색으로 보인다. 세상의 모든 사물은 각기 다른 파장을 흡수, 반사하기 때문에 색이 있는 것으로 보인다.
그럼 우리는 나노미터 단위의 수많은 파장의 결합을 어떻게 색으로 분리해서 인식할 수 있을까? 인간은 간상체와 추상체라는 두 종류의 광수용기를 갖고 있다. 흔히 간상체는 휘도를, 추상체는 색채를 구별한다고 알려져 있으나 이분법으로 나뉠 수는 없다. 간상체는 휘도 정보를 전달하지만 매우 어두운 빛에서만 수행하고, 낮의 밝은 빛 아래서는 휘도는 통합된 추상체 신호에 의해 전달된다. 그러므로 우리는 휘도 정보를 낮과 밤 모두 볼 수 있다. 아주 어두운 불빛이나 달빛 아래에서 형태는 알아볼 수 있어도 색은 전혀 보지 못한 경험이 있을 것이다. 우리의 시각이 야간에는 색맹인 것은 인간은 한 종류의 간상체를 갖고 있기 때문이며, 간상체는 빛의 양이라는 한 종류의 정보만을 신호로 나타낸다. 즉 뇌가 간상체 신호에서 파장의 변화에 따른 여러 변화를 알 수는 없다. 이것이 색과 휘도의 인상을 혼동하는 결과를 초래할까? 그렇지는 않다.

시각 체계 중 얼굴을 인식하는 ‘무엇 체계’는 좀 더 진화된 세포에서 담당한다
인간 시각체계에는 두 가지 경로가 있다. 시각 경로의 분리는 망막에서 시작되며, 두 가지 경로로 분리되어 입력된 정보는 계속해서 뇌에서도 분리되어 처리된다.
인간은 다른 포유류처럼 진화론적으로 좀 더 오래되고 큰 세포를 갖고 있는데 이 세포는 운동, 공간, 위치, 깊이, 배경?형상 구분 그리고 시각적으로 인지한 장면의 전체적인 구성을 담당한다. 이를 ‘어디 체계’라고 부른다. 작은 세포의 영역은 영장류에서만 잘 발달되었고, 이는 얼굴을 포함해서 사물을 알아보고 색채와 복잡한 세부 사항을 구별하는 능력을 담당하는데 이가 ‘무엇 체계’이다.
어디 체계는 색맹인 반면, 무엇 체계는 색에 대한 정보를 전송하고 활용하며, 어디 체계는 조그만 밝기의 차이에도 매우 높은 민감도를 갖는 반면, 무엇 체계는 밝기에서 큰 차이를 필요로 한다. 어디 체계는 무엇 체계에 비해 빠르고 순간적이며 반응이 지속되는 시간이 더 짧아 움직임을 인지하는 데 중요한 역할을 한다. 무엇 체계는 그 자체로 형태체계로 세분화되며, 형태체계는 사물의 형태를 규정하기 위해 색채와 휘도를 모두 사용한다.

시각은 이미지를 전송하는 것이 아니라 정보를 처리하는 과정이다
인간의 시각체계는 전체적인 이미지를 약호화하기보다는 변화나 불연속성을 띠는 이미지의 영역만 약호화한다. 그것이 시각정보를 처리하고 약호화하는 데 효율적이기 때문이다. 시각 정보 처리과정의 첫 단계가 중심.주변 구성이다. 중심.주변 구성은 세포들이 빛의 절대적인 수준에 따라 반응하기보다는 망막에 떨어진 빛 패턴의 불연속성에 반응하게 한다. 시각체계는 이런 방식으로 연결되어 있어서, 보통 생물학적으로 중요하지 않은 휘도의 전체적인 수준과 빛의 점진적인 변화는 무시할 수 있게 된 것이다. 휘도나 색채, 운동, 깊이감 같은 많은 시각적 인지는 점진적인 변화보다는 급작스런 변화에 더 많은 반응을 보이는데, 각각의 양상에서 선택은 그 기저를 이루는 중심.주변 구성에 의해 이루어진다.
예술가들이 불연속적인 것에 대한 인간의 선택적인 반응을 이용한 방식의 하나가 바로 선으로 그림을 그리는 것이다. 실제 현실에 선은 거의 없지만 선으로 그려진 그림은 현실을 훌륭하게 재현해낼 수 있다.

알 듯 모를 듯한 모나리자의 미소는 중심 시각과 주변 시각의 착시 현상?
우리의 시각은 시선의 중심에서 최고의 정확성을 갖기 때문에 중심시는 정교한 세부를, 주변시는 좀더 거친 정보를 처리하는 데 활용된다. 주변시는 중심시보다 거친 정보에 맞춰지기 때문에 중심 시야가 실제로 볼 수 없는 부분을 볼 수 있다. 모나리자의 미소가 바로 그 예다. <모나리자>를 마치 전에는 한 번도 본 적이 없었던 것처럼 바라보라. 먼저 입을 보고 배경을 보라. 그리고 다시 한번 입을 보고 눈을 본 뒤, 그녀의 입과 그림의 다른 부분 사이를 왔다갔다하면서 보면, 멀리서 볼 때 그녀의 미소가 더 명확하게 보이고, 가까이서 직접 볼 때는 덜 명확해 보인다는 점을 발견할 것이다. 바라보는 시선의 중심에서 얼마나 멀어지는가에 따라 모나리자의 표정은 체계적으로 변하며 그녀의 입 때문에 그렇다. 이는 응시의 중심이 배경이나 그녀의 손, 입 부분에 떨어진 다음에 저해상도의 주변시를 통해 보게 되면, 그림을 직접 볼 때보다 좀더 생동감 있게 보게 된다는 뜻이다. 왜냐하면 정교한 세부를 보는 시각 영역은 너무 작아서 그것만으로는 그림의 전체 면을 볼 수 없기 때문이다. 이러한 설명은 레오나르도 다 빈치가 모나리자의 표정을 모호하게 만들기 위해서 스푸마토를 이용해 입가를 흐릿하게 만들었다는, 대중적으로 알려진 생각을 넘어선다. 그녀의 미소가 거친 시각적 정보로 구성된 이미지에서 더 명확하게 보이므로, 중심 시야보다는 주변시에서 더욱 뚜렷하게 보인다는 것이다. 여러분이 직접 그녀의 입을 바라보는 매 순간마다 중심 시야는 거친 이미지 정보를 잘 인지하지 못하기 때문에 모나리자의 미소는 사라지게 된다. 모나리자는 여러분이 그녀의 입을 볼 때까지 미소 짓고, 잠시 후 미소를 직접 보는 순간 희미하게 반짝이는 별처럼 미소는 사라진다.

인상주의에서 입체파로 가는 다리: 주변 시야의 모호함
우리 주변 시야의 공간적 모호함이 인상주의 작품을 보는 데 재미있는 사실을 알려준다. 클로드 모네의 <파리 몽토르고이 거리, 1878년 6월 30일의 축체>는 세부가 공간적으로 마구 뒤섞여 있다. 이러한 공간적 불명확함은 이전의 사실적인 스타일의 고도로 정교한 작품들과는 다르게 의미 있는 출발을 했다.
우리의 시각체계는 한 대상의 색채를 인접한 대상의 형태에 배치할 수도 있는데 이러한 현상을 ‘착시 결합’이라고 한다. 몽토르고이 거리를 따라 걸려 있는 깃발들은 처음에 언뜻 봤을 때는 명확하게 보였을 것이다. 여러분이 그 깃발을 직접 보지 않았거나 그 부분만을 집중적으로 보고 난 후에도 말이다. 인간에게 공간적 불명확함은 착시 결합을 허용하여 대상을 완전하게 만들기 때문이다. 이 사실은 그림에 등장하는 많은 깃발들이 단지 붓으로 물감을 한 번 칠한 것임에도, 우리가 왜 모네의 그림에서 완벽한 깃발을 보게 되는지를 설명해준다. 이렇게 낮은 공간적 명확성은 오히려 그림에 생생함을 줄 수도 있는데, 이는 우리가 그림을 볼 때마다 시각체계가 매번 다르게 그림을 완전하게 만들기 때문이다. 게다가 공간적 불명확함이 그림에 순간적인 느낌까지 부여한다.
회화에서 이런 기법은 어디 체계에 의존하기보다는 좀더 최근에 발전된 무엇 체계에 상당 부분을 의존하는 것으로, 우리의 기억을 모방하기도 한다. 이처럼 인상주의자들의 공간적 불명확성은 아주 짧은 순간에 한 번 흘깃 보는 시선을 반영하는 동시에, 그 사건을 기억하는 것이다.
인상파 화가들의 그림은 공간적 불명확함의 극단을 보여주었던 입체파가 발전하는 데 자극을 주었다.

3D에서 2D로

색을 제거해도 입체감은 살아 있다: 깊이감은 어디 체계가 담당하기 때문
우리는 3차원의 세계를 ‘본다’고 할 수 있는가? 뇌가 눈을 통해 얻을 수 있는 모든 것은 양쪽 눈으로부터 얻은 두 개의 평편한 이미지이다. 뇌는 어떻게 해서든지 두 개의 평편한 이미지를 3차원 공간으로 해석해야 한다. 예술가들은 2차원적인 망막으로 3차원적인 장면을 바라봐야 하고, 2차원의 망막을 지닌 관람자에게 3차원적으로 보이도록 2차원의 평면 그림을 그려야 했다.
시각체계는 기본적으로 빛은 위에서 온다고 가정하며, 깊이감은 색을 구별하지 못하는 어디 체계에 의해 진행되기 때문에 휘도 대비만으로 3차원적 지각 인식을 만들어낸다. 색의 기울기는 깊이에 대한 감각을 불러일으키지 않기 때문에 명암 보는 법을 배우는 것은 정말 까다로운 일이다.

모든 색에 명암을 사용한 천재 레오나르도 다 빈치
예술가들은 명암을 효과적으로 사용하기 위해 두 가지 도전 과제를 극복해야 한다. 먼저, 색과는 별도로 휘도를 평가하는 법을 배워야 한다. 어떤 장면이나 그림에서 의식적으로 휘도만 보는 것은 불가능하다. 설사 예술가가 휘도의 변화를 관찰할 때 자기 마음을 속일 수 있고 색과는 무관하게 휘도를 평가하는 법을 배울 수 있다고 하더라도, 더 큰 도전 과제는 최상의 물감에서조차 반사율의 범위가 제한되었기 때문에 휘도 영역을 배가시켜 표현하는 것이 불가능에 가깝다는 점이다.
이 문제는 수세기 동안 예술가들을 괴롭혔다. 르네상스 이전의 예술가들은 일반적으로 색조의 순도 여부에 변화를 줌으로써, 대상의 밝은 부분에 하얀색을 첨가하고 그늘진 부분은 색의 채도를 높여서 그림자를 표현했다. 전통적으로 성모 마리아는 붉은색 선이 들어간 어두운 파란색 외투를 입은 모습으로 묘사되었는데, 예술가들은 이 어두운 색의 외투에서 명암이 있는 부분을 보여주기 위해 충분한 휘도 범위를 확보하는 데 어려움을 겪어왔다. 13세기에 이르러 치마부에는 <성모자>를 그리면서 어두운 색으로 휘도 대비를 이용해 윤곽선을 그리기가 쉽지 않자, 금빛 하이라이트를 이용해 직물의 주름을 보여주는 메커니즘으로 사용했다.
레오나르도 다 빈치는 모든 색을 아울러 일관되게 명암을 사용했던 최초의 예술가였다. 다 빈치는 실제 3차원적 장면이 반사된 빛에서 변형을 일으킬 때, 보이는 색의 채도를 변화시키지 않으면서 색채 사용에 있어 휘도를 다양하게 하려고 노력했다. 이처럼 3차원적인 형태를 구성하고자 빛과 어둠을 능숙하게 사용하는 솜씨는 이른바, 키아로스쿠로라고 알려져 있다.

색과 형태의 분리
색채 대비를 거의 이용하지 않고 매우 낮은 휘도 대비만을 이용했던 모네의 몇몇 실험적인 그림에서 매우 낮은 휘도 대비만이 어디 체계를 자극했다. 하지만 무엇 체계는 자극하지 않았다. <안개 낀 베퇴유 풍경>과 <유빙 풍경>은 휘도에서 아주 조금씩 차이를 보이는 물감으로 그려져 있어, 이 그림들은 어디 체계는 자극하지만 무엇 체계는 자극하지 않는다. 그래서 대부분의 관람자들은 이미지에서 대상을 명확하게 즉각적으로 알아낼 수는 없어도(무엇 체계의 기능), 전체적인 형태와 그림의 공간적 구성(어디 체계의 기능)에 대해서는 알게 된다.
색이 아닌 휘도 대비는 깊이를 인지하는 데 필수적이다. 이러한 사실은 원하는 어떤 단서도 사용할 수 있고 명암에서 3차원 형태를 묘사할 수 있다는 결론을 이끌어내었으며, 야수파들의 작품에서 명백하게 드러난다.
마티스는 자신이 어떠한 색도 사용할 수 있고, 빛의 밝기가 적합하기만 하면 원하는 3차원적 형태를 여전히 묘사할 수 있다는 놀라운 발견을 했던 것이다. 앙드레 드랭의 마티스의 초상에도 이기법은 현저하게 드러난다. 깊이감은 색을 구분하지 못하는 색맹체계에서 수행된다는 사실은 그림자로부터 색과 형태를 분리해낼 수 있게 만들었다.

나는 공기를 그리고 싶다
클로드 모네는 “나는 불가능한 것을 추구한다. 나는 공기를 그리고 싶다.”고 말했다. <봄날의 나뭇가지 사이로>(1878)에서 나뭇잎의 반복되는 패턴은 3차원적인 부피감에서 착시 감각을 준다.
인상주의와 후기 인상주의의 몇몇 그림은 ‘공기’나 ‘대기’에 대한 감각을 불러일으키는 것으로 유명하다. 이는 반복적인 패턴이 깊이에서 착시를 일으키기 때문이다. 모네의 작품이나 클림트의 <공원> 같은 작품에서 우리 눈에 비친 이미지와 물감의 붓질이 일치하지 않도록 칠해졌기 때문에 먼지나 꽃가루, 나뭇잎과 같은 조그만 요소로 이루어진 3차원의 부피감이 공기에 대한 인상을 만들어내는 게 아닐까.
브리짓 라일리의 <폭포> 같은 몇몇 현대 작품들은 정교하게 반복되면서 강렬하게 대비되는 선을 통해, 같은 이유로 강력한 착시를 일으켜 입체적 공간감을 느끼게 한다.

그림이 움진인다고?
우리는 움직이면서 보기도 하고 눈 또한 쉴 새 없이 움직이지만 우리가 보는 세상은 움직이지 않는데, 이는 뇌가 눈이 움직이면서 포착한 망막의 이미지를 재조정하고 보완하기 때문이다. 이는 어디 체계의 또 다른 기능인데, 이 때문에 단순히 동일한 밝기의 색이 칠해진 그림 표면 위로 눈을 그저 움직이기만 해도 운동감에 대한 착시현상을 유발할 수 있다. 우리가 눈을 움직여 휘도 변화가 없는 장면을 훑어보면, 연속해서 눈을 고정할 때 얻어지는 정보는 잘못 기록된다. 즉 이전에 고정된 정보와 어긋나서 흡사 각기 다른 카메라 위치에서 찍힌 영화 장면들을 하나로 연결하는 것과 같다. 모네의 작품 <아르장퇴유 교외의 양귀비 밭>을 보면 응시한 눈을 움직일 때마다 그림 속의 꽃이 움직이는 듯 보이는 이유다.