學(xué)術(shù)期刊編輯踐行國(guó)際科學(xué)與工程可視化初探

倪愛香

科學(xué)可視化（Scientific Visualization，SV）是由美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家布魯斯·麥考梅克（Bruce H.McCormick），在1987年的美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)圖形學(xué)、圖像處理與工作站顧問委員會(huì)上提出并倡導(dǎo)。在首屆（1987年）“科學(xué)計(jì)算之中的可視化”研討會(huì)報(bào)告中所闡明的一點(diǎn)就是，可視化具有培育和促進(jìn)主要科學(xué)突破的潛力[1]。在科技高速發(fā)展和進(jìn)入微觀世界的信息時(shí)代，科研工作者不再滿足于使用黑白線條對(duì)數(shù)據(jù)、現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等的詮釋和表達(dá)，具有藝術(shù)性的、更加嚴(yán)謹(jǐn)簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確清晰、能夠吸引讀者目光的國(guó)際科學(xué)可視化應(yīng)運(yùn)而生。已有學(xué)者對(duì)國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊在封面設(shè)計(jì)方面做過(guò)比較深入的研究，例如：崔之進(jìn)博士對(duì)世界頂級(jí)科技期刊CNS（Cell、Nature、Science）封面設(shè)計(jì)進(jìn)行了藝術(shù)學(xué)方法研究，提出我國(guó)科技期刊封面設(shè)計(jì)需要提高“Cover Story”的應(yīng)用率，促進(jìn)期刊封面與中國(guó)元素這兩種異質(zhì)文化的融合，在世界范圍內(nèi)多維度、立體地傳播中國(guó)最新的科研成果[2]。王國(guó)燕博士團(tuán)隊(duì)在2016年4月應(yīng)邀參加第十四屆公眾科技傳播國(guó)際會(huì)議（Public Communication of Science and Technology Conference，PCSTC），并發(fā)布最新研究成果[3]。知易行難，筆者熟悉高端三維設(shè)計(jì)軟件PRO/E，曾從事精密產(chǎn)品設(shè)計(jì)多年，故結(jié)合從事期刊編輯工作的經(jīng)驗(yàn)，提出如何將“昔時(shí)王榭庭前燕，盡早飛入尋常百姓家”，作為引玉之磚，與同行分享。

一、傳統(tǒng)服務(wù)的編輯業(yè)務(wù)向國(guó)際接軌

在學(xué)術(shù)期刊中，稿件的內(nèi)容表達(dá)方式有文字、圖形、表格三種類型，圖形是論文內(nèi)容中不可或缺的三元素之一，它能突破語(yǔ)種的限制，是文字描述的有力補(bǔ)充。圖形表達(dá)一般根據(jù)作者所在的專業(yè)和研究方向而劃分，還取決于作者的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的功底、熟練程度和使用習(xí)慣。在TK（能源與動(dòng)力工程）、TN（電子技術(shù)、通信技術(shù)）、TP（自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)）、TM（電工技術(shù)）等研究領(lǐng)域的學(xué)術(shù)論文中，比較常見的論文插圖有工程數(shù)據(jù)圖、照片、示意圖等。包括總體方案圖、布局圖、協(xié)調(diào)圖、結(jié)構(gòu)圖、原理圖、電路圖、總裝配圖等；對(duì)于繪制這種類型的工程圖，必須遵照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，按照《畫法幾何與工程制圖》《機(jī)械制圖》等規(guī)范繪制而成。數(shù)據(jù)圖一般包括曲線圖、直方圖、餅圖、仿真圖等，是由專業(yè)數(shù)據(jù)分析軟件計(jì)算模擬出的圖形，這類圖形是通過(guò)若干數(shù)據(jù)模擬出的一個(gè)普遍規(guī)律，用于透過(guò)樣本分析事物的本質(zhì)，是在輸入實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)后由計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件自動(dòng)生成的圖形。照片是指拍攝的各種圖像，包括電鏡圖（SEM）、顯微拍攝圖、凝膠成像、熒光顯示等。這類圖像用于描述實(shí)驗(yàn)對(duì)象的形態(tài)、結(jié)構(gòu)來(lái)揭示原理或現(xiàn)象，是實(shí)景拍攝而成。對(duì)于示意圖，如框圖、模型圖、拓?fù)鋱D、流程圖等，使用比較常用的繪圖軟件如AutoCAD、Origin、Visio等來(lái)實(shí)現(xiàn)常規(guī)的圖形表達(dá)。

當(dāng)今世界的競(jìng)爭(zhēng)，說(shuō)到底就是人才的競(jìng)爭(zhēng)，要將本土化的科研成果傳播平臺(tái)走向國(guó)際舞臺(tái)，急需培養(yǎng)和造就善于利用新技術(shù)，或者更出色地運(yùn)用傳統(tǒng)技術(shù)來(lái)提高期刊的競(jìng)爭(zhēng)力，具有卓越的內(nèi)容創(chuàng)意設(shè)計(jì)能力、優(yōu)秀的平臺(tái)運(yùn)營(yíng)管理能力以及出眾的協(xié)同能力和戰(zhàn)略思維，視野開闊、知識(shí)廣博，勇于創(chuàng)新的綜合型人才。

要想將自己經(jīng)營(yíng)的學(xué)術(shù)期刊打造成“思想精深、藝術(shù)精湛、制作精良”的精品，將學(xué)術(shù)期刊做到真正的“秀外慧中”，對(duì)學(xué)術(shù)期刊編輯的業(yè)務(wù)能力提出了更高的要求。

目前，我國(guó)的英文期刊，在“國(guó)際影響力提升計(jì)劃”的支持下，與Springer、Elsevier、Wiley-VCH、Taylor & Francis、Nature、Oxford Univ.Press等國(guó)外出版社合作，取得了驕人的成績(jī)[4]。同時(shí)，我們也要認(rèn)識(shí)到，作者、審者、編委會(huì)等的國(guó)際化都是形式上的，科技期刊內(nèi)容國(guó)際化才是核心要素和最終目的[5]。培養(yǎng)編輯科學(xué)繪圖和可視化設(shè)計(jì)能力，既能增加編輯的成就感，又能彰顯編輯對(duì)期刊的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)。

二、國(guó)際出版社對(duì)作者提出封面科學(xué)可視化邀請(qǐng)

誠(chéng)然，一個(gè)沒有經(jīng)過(guò)任何設(shè)計(jì)的封面構(gòu)圖，對(duì)科技期刊內(nèi)容所承載的科技信息本身可能不會(huì)發(fā)生直接的危害，但確實(shí)有礙這些信息的傳達(dá)[6]。

學(xué)術(shù)期刊封面是科研成果視覺傳播的重要窗口，封面故事既突出了科技期刊的嚴(yán)謹(jǐn)，也不乏藝術(shù)創(chuàng)作的靈動(dòng)，封面故事充分彰顯了學(xué)術(shù)期刊的感染力、特色、學(xué)術(shù)內(nèi)涵，體現(xiàn)了期刊總體風(fēng)格與學(xué)術(shù)定位[7]，國(guó)際頂級(jí)期刊CNS封面故事文章被引用次數(shù)要遠(yuǎn)高于其他非封面故事文章[8]。筆者近期初審的三篇博士的綜述論文，文中各引用了8個(gè)原文獻(xiàn)里制作精美的插圖，盡管這樣多的插圖引用一方面占用版面，另一方面作者不一定征得了原文出版商的許可，但反映了這些作者對(duì)科學(xué)可視化配圖的關(guān)注，也說(shuō)明科學(xué)可視化配圖對(duì)年輕高學(xué)歷作者有較大的吸引力。然而，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)只有約5%的學(xué)術(shù)期刊封面是和期刊文章有關(guān)的圖片[9]，圖片的表達(dá)也不盡如人意。目前，我國(guó)中文科技期刊尚處于科學(xué)可視化的初級(jí)階段，與國(guó)際頂級(jí)科技期刊相比還存在較大的發(fā)展空間。

發(fā)達(dá)國(guó)家教育體制和人才培養(yǎng)機(jī)制為科學(xué)可視化發(fā)展創(chuàng)造了條件，國(guó)際出版社在科學(xué)可視化方面起步早，當(dāng)今美國(guó)科學(xué)可視化已科普到所有科研人員，成為科研人員展示科研成果的基本技能，如美國(guó)帕森斯設(shè)計(jì)學(xué)院的Viktor Koen，美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)的Chris Bickel；醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可視化專業(yè)機(jī)構(gòu)Threestory Studio等[10]。國(guó)內(nèi)也有部分學(xué)者，如北京大學(xué)新材料學(xué)院的潘鋒教授，收到Advanced Energy Materials（2016，Vol.6，No.18）的封面可視化設(shè)計(jì)的邀請(qǐng)，將論文配圖提供給國(guó)際知名期刊，成為納米前沿的封面故事[11]。由此可見，越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)科研團(tuán)隊(duì)和設(shè)計(jì)公司的科學(xué)可視化設(shè)計(jì)作品已經(jīng)被國(guó)際出版社認(rèn)可并采用。

三、讀者對(duì)論文高質(zhì)量配圖的需求

視覺是人類獲取信息的主要通道，80%以上的感知信息和至少50%大腦皮層接受的信息是與視覺有關(guān)的[10]。

通過(guò)一次對(duì)讀者的采訪可見，國(guó)際科研人員和研究生對(duì)論文配圖相當(dāng)關(guān)注：衛(wèi)斯理大學(xué)天文學(xué)研究生Jesse Shanahan說(shuō)：“我會(huì)翻翻文章中的圖表，試著鎖定最重要的一兩張圖，并確保自己弄明白這到底表達(dá)了什么”；德國(guó)馬普研究所太陽(yáng)系研究員Cecilia Tubiana認(rèn)為：“我通常會(huì)看下圖表，這會(huì)讓我對(duì)文章有個(gè)初步印象”；密歇根大學(xué)環(huán)境健康學(xué)博士生Kevin Boehnke表示：“我會(huì)跳到圖片和表格上去，從而抓住對(duì)數(shù)據(jù)的感覺”；塔夫茨大學(xué)發(fā)展生物學(xué)博士生Gary McDowell說(shuō)：“我發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充圖表常常會(huì)提供出最為奇特有趣的結(jié)果”[12]。以上事例說(shuō)明，論文的配圖能喚醒讀者的閱讀興趣，無(wú)論是展示了肉眼不可見物體的照片，還是以簡(jiǎn)約優(yōu)雅的方式表現(xiàn)復(fù)雜信息的插圖，都能向讀者展示那些通常用言語(yǔ)無(wú)法表達(dá)出來(lái)的信息。國(guó)際讀者對(duì)論文配圖高標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量的要求，也催生了學(xué)術(shù)期刊國(guó)際科學(xué)可視化的發(fā)展。

四、編輯業(yè)務(wù)向高附加值的服務(wù)聚集

高附加值不是一個(gè)概念的炒作，更不是一個(gè)時(shí)髦的口號(hào)。高附加值是一種細(xì)節(jié)上的無(wú)微不至，技術(shù)上的精益求精，服務(wù)過(guò)程中的盡心盡力[13]。

學(xué)術(shù)期刊編輯的高附加值服務(wù)，體現(xiàn)在解決部分作者“科研能力強(qiáng)，配圖能力弱”的短板，將作者的研究成果信息轉(zhuǎn)譯成精美絕倫、有版權(quán)的作品。將前沿的科研成果設(shè)計(jì)、制作成觸及讀者心智的表達(dá)，為作者提供更深層次的服務(wù)，為讀者提供更高的有鑒賞價(jià)值、靈感撞擊的觸動(dòng)。

專業(yè)學(xué)術(shù)期刊編輯大部分都是從科研隊(duì)伍轉(zhuǎn)換編制而來(lái)，具有一定的科研背景，能夠有效實(shí)現(xiàn)“刊、學(xué)、研”的有機(jī)互動(dòng)，能夠深入主辦單位的科研團(tuán)隊(duì)，走訪重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的首席科學(xué)家，切實(shí)發(fā)揮科研成果傳承的橋梁和紐帶作用。本刊編輯部計(jì)劃將本研究所的具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的科研成果，精準(zhǔn)、藝術(shù)地進(jìn)行科學(xué)可視化論證，設(shè)計(jì)成高附加值服務(wù)的作品：學(xué)術(shù)期刊的封面圖片，向科學(xué)共同體展示，向社會(huì)大眾傳播。

（一）工程圖插圖的二維轉(zhuǎn)三維表達(dá)

在本刊第4卷第1期的第52頁(yè)，作者投稿時(shí)提供的原始模型圖如圖（a），若將該圖作為草圖，用于內(nèi)部交流，是清楚明了的，但作為學(xué)術(shù)期刊的插圖，有多處不足。經(jīng)過(guò)本刊副編審初審后，提出下列修改建議：（1）高度方向的尺寸數(shù)字字頭向左；（2）將平面二維圖改為三維圖進(jìn)行標(biāo)示。作者按照修改意見重新繪制后提供的插圖見圖（b）。由此例可見，修改后的論文插圖體現(xiàn)了表達(dá)的專業(yè)性和規(guī)范之美。

（二）論文配圖的偽彩色處理

圖片的表達(dá)不僅是列舉實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而更重要的是激發(fā)讀者對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和審視。偽彩色處理是指將黑白圖像轉(zhuǎn)化為彩色圖像，或者是將單色圖像變換成給定彩色分布的圖像。由于人眼對(duì)彩色的分辨率遠(yuǎn)高于對(duì)灰度差的分辨率，所以這種技術(shù)可用來(lái)識(shí)別灰度差較小的像素[14]。

分布在期刊論文中的黑底色插圖，無(wú)論是選用黑白印刷還是選用彩色印刷，通過(guò)學(xué)術(shù)期刊編輯偽彩色處理后，都能夠提高讀者對(duì)圖像的細(xì)節(jié)的分辨能力，同時(shí)提高論文配圖的視覺吸引與期刊整體美感。

（三）封面圖片的可視化設(shè)計(jì)主題素材的選擇

國(guó)際頂級(jí)期刊的封面文章，通常是由編輯部或編委會(huì)從當(dāng)期發(fā)表的論文中評(píng)選出的創(chuàng)新性較強(qiáng)、學(xué)術(shù)價(jià)值較高的比較有代表性的文章。從評(píng)選通過(guò)的文章里挑選出制作精美的插圖，然后邀請(qǐng)文章作者制作期刊封面圖片。按照視覺效果優(yōu)于科學(xué)原理的原則設(shè)計(jì)這些封面圖片，也有直接采用實(shí)景現(xiàn)場(chǎng)拍攝的圖片。本刊封面圖片可視化設(shè)計(jì)的構(gòu)想，基于本研究所在生物質(zhì)能源高值化轉(zhuǎn)化與規(guī)模化利用；在天然氣水合物成藏理論與開發(fā)；在海洋能、深層地?zé)嵋?guī)模化發(fā)電；在分布式可再生能源獨(dú)立系統(tǒng)；在太陽(yáng)能直接利用功能材料等方向取得的卓越科研成果作為主題素材，設(shè)計(jì)成本刊的封面故事，睿思奪魂、絢彩奪目，形成科研成果價(jià)值的溢出，促進(jìn)增值效應(yīng)的延伸，對(duì)擴(kuò)大本研究所的知名度和社會(huì)影響力具有重大意義。

（四）Cover Story設(shè)計(jì)實(shí)施途徑

封面設(shè)計(jì)的實(shí)施一般有三種途徑，其一：作者在接受編輯部邀請(qǐng)后，委托專業(yè)設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)，例如松迪科技具有豐富的論文配圖和封面設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，其設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)邀創(chuàng)作了包括CNS在內(nèi)的期刊封面幾百幅，論文配圖作品約千幅[11]。其二：編輯部邀請(qǐng)專業(yè)的藝術(shù)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)，例如世界化學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊Angewandte Chemie編輯部邀請(qǐng)崔之進(jìn)博士設(shè)計(jì)主題封面[15]。其三：作者與編輯互動(dòng)設(shè)計(jì)，例如《化學(xué)學(xué)報(bào)》采用的方法是首先邀請(qǐng)作者設(shè)計(jì)，再在作者設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改、調(diào)整和再設(shè)計(jì)，直至達(dá)到預(yù)期效果。

（五）學(xué)術(shù)期刊編輯繼續(xù)教育內(nèi)容的升級(jí)

2008年以來(lái)，出版專業(yè)技術(shù)人員72學(xué)時(shí)的繼續(xù)教育培訓(xùn)持續(xù)了9年，對(duì)于新入職的編輯，參加每年的繼續(xù)教育，學(xué)習(xí)新的標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)注行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，學(xué)習(xí)辦刊的先進(jìn)案例，對(duì)更快地適應(yīng)編輯工作，完成出版任務(wù)，是值得稱道的途徑。但是對(duì)于較為資深的編輯，每年參加這樣例行的培訓(xùn)，總是覺得收獲甚微，期望在培訓(xùn)中能使自己的業(yè)務(wù)技能得到提升。若將科技繪圖軟件Adobe Photoshop、Adobe Illustrator、Autodesk Maya等，從基本命令開始，由淺入深，循序漸進(jìn)地加入培訓(xùn)課程，為有意在科學(xué)可視化方面進(jìn)一步提高的編輯提供學(xué)習(xí)交流的機(jī)會(huì)，這一舉措，對(duì)提高專職編輯的業(yè)務(wù)技能和對(duì)藝術(shù)的鑒賞和表達(dá)能力，對(duì)在學(xué)術(shù)期刊的科學(xué)可視化設(shè)計(jì)中儲(chǔ)備技術(shù)和執(zhí)行力是一種有效的、可操作的嘗試。

（六）構(gòu)建學(xué)術(shù)期刊科學(xué)可視化設(shè)計(jì)聯(lián)盟

學(xué)術(shù)期刊科學(xué)可視化設(shè)計(jì)聯(lián)盟，旨在促進(jìn)學(xué)術(shù)期刊科學(xué)可視化設(shè)計(jì)工作者的交流與合作，提高學(xué)術(shù)期刊的學(xué)術(shù)質(zhì)量和整體水平，擴(kuò)大和提高學(xué)術(shù)期刊的服務(wù)范圍和服務(wù)能力。學(xué)術(shù)期刊科學(xué)可視化設(shè)計(jì)聯(lián)盟，是為了實(shí)現(xiàn)資源共享、學(xué)術(shù)交流的目的而組織起來(lái)的聯(lián)合體，是促進(jìn)學(xué)術(shù)期刊發(fā)展的一種新的模式，是提升學(xué)術(shù)期刊國(guó)際影響力的一個(gè)積極探索。學(xué)術(shù)期刊科學(xué)可視化設(shè)計(jì)聯(lián)盟，標(biāo)志著我國(guó)學(xué)術(shù)期刊科學(xué)可視化形成了政府、學(xué)術(shù)、科研、社會(huì)的合力，為中國(guó)學(xué)術(shù)期刊在科學(xué)可視化方面實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新和跨越式發(fā)展提供了凝聚力。

五、結(jié)語(yǔ)

科學(xué)可視化絕不只是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)表達(dá)，旨在剖析科學(xué)研究美的真諦，實(shí)現(xiàn)科學(xué)研究的成果與藝術(shù)美的有機(jī)融合，將更多的科研成果美輪美奐地展示和傳承；學(xué)術(shù)期刊編輯踐行科學(xué)可視化，旨在全方位增強(qiáng)期刊的核心競(jìng)爭(zhēng)力，吸引我國(guó)的科研人員把論文寫在祖國(guó)大地上，讓卓越的中文學(xué)術(shù)期刊沖破語(yǔ)種的限制，更具震撼力地推向廣闊的世界舞臺(tái)。

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