古生物藝術搖滾明星的秘密：尤利烏斯·科索托尼

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點

古生物學是最受兒童和成人歡迎的科學領域之一。這有一個非常好的理由。自從第一塊化石被認識和發現以來，它激發了人們的想象力，去設想這種動物活著的時候是什麼樣子的。從巨型獨眼巨人的神話到筋肉虯結的龍，化石塑造了我們大部分的集體寓言和想象。

在Symbiartic這裡，我倡導其他科學領域開始擁抱藝術許可，以便在各自學科的模糊領域蓬勃發展。科學可以從現代古生物學插畫世界中學到很多東西。想要吸引人們，激勵他們，讓孩子們迫不及待地提出問題嗎？是時候向現代古生物藝術搖滾明星學習了：尤利烏斯·科索托尼。

我與尤利烏斯和他的妻子，研究員亞歷山德拉·勒福特坐下來喝咖啡，當時他們正在多倫多參觀創新性的皇家安大略博物館展覽終極恐龍——岡瓦納巨獸的開幕式。我們交換了電子郵件，我很榮幸在尤利烏斯第二次贏得著名的2D古生物藝術蘭岑多夫獎後短短幾天，向我們的《大眾科學》讀者展示這次採訪！

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~格倫登·梅洛

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就在幾天前，您獲得了脊椎動物古生物學會頒發的蘭岑多夫二維古生物藝術獎。恭喜您！您是極少數多次獲得該獎項的人之一。感覺如何？

謝謝！獲得這個獎項是莫大的榮幸，我感到非常興奮！因為我的工作的中心目標是實現對史前環境和生物的科學準確重建，所以來自如此嚴謹的古生物學學會成員的這種認可是我希望收到的最大讚美。獲得該獎項的影像描繪了早二疊紀潮溼的森林高地場景，重點是一組杯龍，包括楔齒龍。這是我受岡瓦納工作室委託為二疊紀奇異生命形式巡迴展覽繪製的作品之一，展覽名為二疊紀怪物：恐龍之前的生命。在2010年因我在短冠龍木乃伊化石（休斯頓自然科學博物館）上的工作獲得該獎項後，今年的獲獎對我來說尤其是一個巨大而驚喜的意外。

這是當之無愧的，也突顯了您如何迅速將自己確立為博物館可靠的、首選的古生物藝術搖滾明星——對於一位研究過從被踐踏的苔蘚到熱液噴口的一切生物學家來說，這種轉變是怎樣的？

嗯，這絕對是我第一次被用如此色彩鮮豔的描述符來稱呼——謝謝您的讚美，但這對我來說肯定感覺太過分了！實際上，從生物學家到古生物藝術家的轉變是一個漸進的過程，我很幸運能夠在微生物學博士學位完成期間，從一個職業邁出嬰兒般的步伐走向另一個職業。儘管駕馭如此不同的學科導致了很多不眠之夜，但這讓我能夠在不必在財務安全方面冒險太多的情況下探索新的職業。

科學研究和壁畫插圖都需要努力工作，儘管在每種型別的工作中，人們所經歷的壓力型別截然不同（我甚至不敢概括不同領域科學家的壓力和責任的性質）。插圖委託讓我幾乎整夜都無法入睡，一次持續數月，經常每天工作超過15個小時，但我仍然覺得總體而言，科學研究至少同樣要求苛刻，而且肯定是一種更具戰略複雜性的工作。以我的經驗，一旦最初的設計元素和影像科學準確性的問題得到解決，影像的製作通常會相當順利地進行。

然而，最終說服我從科學研究轉向科學插圖領域的，不是工作的複雜程度，而是滿足感的時間分佈。說實話，沒有什麼能比得上在科學調查過程中取得重大發現的興奮——我經歷過幾次，那是純粹的狂喜。這可能最能被其他研究人員理解，但我永遠不會忘記，當我透過實驗確定我從高鹽度泉水中分離出的一種紫色非硫細菌是第一個已知能夠同時進行有氧和厭氧非產氧光合作用的生物時，我所經歷的腎上腺素飆升。然而，這種規模的事情相對罕見。完成一組具有挑戰性的實驗，然後發表結果是一個漫長的過程。雖然最終的回報很高，用“成就內啡肽”充滿大腦，但這是一種長期的回報型別，而發現之間的實驗室工作，對我來說常常感覺有點乏味。相比之下，我一直髮現繪畫本身的行為——不僅僅是壁畫專案的完成，而是實際上將顏料塗抹在表面上——是放鬆和治療性的。即使在截止日期前令人頭疼的最後一週，創作藝術品的活動也讓我充滿享受。對我來說，這是一個巨大的、明亮的訊號，表明我的職業道路應該在哪裡。我將永遠是一個發自內心的科學家，我透過撰寫關於我最近研究的科學論文以及維護一個科學部落格進化之路，繼續保持在這個陣營中的一席之地，但我發現古生物藝術目前提供了更持續的樂趣。

請稍微描述一下您是如何創作影像的。

讓我用我為這次採訪創作的一幅作品來回答這個問題，作品的主角是中華龍鳥、它的中國鳥龍餐以及一對正在交配的孔子鳥。我首先查閱有關該主題的科學文獻。這幅影像的靈感來自於最近發表的關於中華龍鳥兩個儲存完好的骨骼的帶羽毛恐龍腸道內容物（中國鳥龍和孔子鳥）的發現（邢等人，2012；PLoS ONE 7(8): e44012）。這一發現闡明瞭史前生態系統的一些生態相互作用，這尤其令人興奮，因為它有助於科學家填補我們對久遠生物的外觀和行為的知識空白。在這種情況下，它有助於我們在滅絕的食物網的幾個成員之間繪製營養相互作用的線索。影像準備的初始階段，我們非常感謝開放獲取期刊文章！

然後我計劃圖像的構圖和預期氛圍。在我看來，科學準確性是古生物藝術最重要的品質，因為它是一種專門發展起來填補為科學研究領域提供視覺支援的利基市場的藝術流派。然而，我的個人目標是創作引人入勝的已滅絕生態系統的視窗，我們永遠無法直接拍攝它們，而這種型別的真正成功的插圖得益於將觀眾吸引到影像中的構圖，以及有助於觀眾暫停懷疑的引人入勝的氛圍。在這幅插圖中，我希望描繪所有三個物種，但我不想捕捉狩獵本身的瞬間。我有時遇到的關於古生物藝術的一個抱怨是，我們看到了太多捕食性攻擊前一刻的露齒瞬間。在這種情況下，我追求的是更寧靜的場景。

我還希望引起人們對中華龍鳥的絲狀皮內結構和其他兩個類群的羽狀羽毛的關注。為了實現這一點，我建立了一個被晨光背光照射的場景，讓金色的光線照亮合踝龍鳥身體周圍的“原始羽毛”邊緣，並穿過其他物種的飛羽。選擇湖岸環境是為了貢獻來自水面的有趣的反射光、散射霧，並指出儲存完好的義縣組生物與湖泊棲息地密切相關，正是湖泊棲息地造成了它們遺骸的特殊儲存條件。

根據化石照片，我然後以預期的姿勢繪製了中華龍鳥的骨骼——當一對孔子鳥起飛的聲音傳來時，它的頭部從獵物上抬起。下一階段是應用軟組織和表面紋理。該技術取決於我正在創作的影像型別，是逼真的——包含照片素材——還是有意實現特定媒介的外觀，例如油畫或水彩畫。我最初開始使用非數字媒體進行科學插圖，例如水彩、丙烯酸、粉彩、鋼筆和鉛筆，我仍然非常喜歡這些媒體。然而，為了可修改性和速度，我目前幾乎完全以數字方式工作，定製虛擬筆刷特性以近似一系列非數字媒體的外觀。結果當然是對真實事物的近似，但現代藝術軟體的複雜性允許可以說是非常接近目標效果的方法。而且由於顏色和線條的實際應用與真實油漆和鉛筆所需的技能完全相同，因此數字繪畫所付出的努力與使用非數字技術完成的作品所付出的努力基本相同。

在這種情況下，我引數化了一個筆刷以實現類似油畫的外觀，並以更傳統的風格完成了繪畫，沒有照片合成。我的這種數字繪畫技術的作品示例包括洛杉磯縣自然歷史博物館新恐龍大廳牆壁上的壁畫、皇家泰瑞爾博物館的阿爾伯塔出土展覽以及我為加拿大皇家鑄幣廠今年早些時候設計和繪製的厚鼻龍收藏家25分彩色夜光硬幣。由於動物骨骼覆蓋層的夜光特性，這枚硬幣引起了相當大的轟動。

照片處理技術比數字繪畫稍微複雜一些，通常會產生更多的圖形層，因為我從數十張照片中組裝影像。這種照片處理技術的結果示例包括休斯頓自然科學博物館最近開放的古生物學大廳（2012年5月）的壁畫、2008年HMNS展覽的短冠龍木乃伊化石的修復，該展覽獲得了2010年蘭岑多夫二維藝術獎和皇家安大略博物館名為終極恐龍：來自岡瓦納的巨獸的展覽（2012年6月）。

作為我的數字技術的一個例外，我最近參加了在阿爾伯塔省大草原城舉行的Pipestone Creek恐龍倡議“2012年恐龍鄉村舞會”上的現場插畫活動。我使用了乾粉彩在晚餐課程的兩個小時內畫了一隻剛孵化的霸王龍。這幅影像被捐贈給即將到來的菲利普·J·柯里恐龍博物館的籌款拍賣會。活動的現場性和高度時間限制性給第一次畫對影像帶來了很大的壓力，所以我練習畫了一系列初步草圖中的動物形態，然後再繼續在粉彩紙上繪製最終稿。

尤利烏斯，您的技術的多功能性令人驚歎。您不斷嘗試而不是依賴一種方法，真是太棒了。

我的目標是描繪史前場景，最大限度地消除觀眾的不信任感。我感覺我透過照片合成影像最成功地實現了這個目標，所以我認為影像不可能“太照片寫實”。話雖如此，僅僅在場景中加入一些照片背景素材並不會自動使其更逼真。一幅成功的影像與其說歸功於它包含的照片素材的比例，不如說歸功於元素融合和匹配的細緻程度。

我確實擔心僅僅透過照片合成來創作影像會削弱我作為使用非數字媒體的傳統藝術家的技能。使用照片圖層需要一套與用畫筆或粉彩棒塗抹顏料非常不同的技能。因此，我特別注意在需要更真實的攝影質量的專案之間，練習使用畫筆（數字的或傳統的，只要筆觸應用技術相似）。我也認為非照片繪畫實現了照片作品永遠無法達到的視覺吸引力，無論它看起來多麼完美逼真。每位藝術家都有獨特的繪畫風格，就像簽名一樣，許多人被藝術中那種個人的風格所吸引。成功的照片合成需要大量的工作，但我認為人們更容易理解和欣賞傳統繪畫作品所付出的努力。即使在這個計算機輔助渲染二維和三維表現形式的時代，我懷疑傳統繪畫永遠不會失去它們的吸引力。

當然會……在某些條件下。我喜歡使用鮮豔的色彩，但我在生態學方面的學術訓練教會了我用動物使用色彩進行交流的方式來緩和這種藝術衝動。史前生態系統可能擁有與許多現代生物截然不同的動植物，但沒有理由懷疑生態學原理的應用方式與現代生態系統有實質性的不同。在史前動物群的色彩處理能力的限制範圍內，這種推理應該同樣適用於色彩在種間和種內交流中的作用。

物種的顏色模式和調色盤受到選擇壓力的驅動，以避免捕食者或有效地潛伏靠近獵物。這通常會導致隱蔽的顏色。例如，垂直條紋可以分解長動物在森林或草原背景下的輪廓，最好是顏色近似於背景植被和底層物質的顏色。反廕庇有助於將水生動物隱藏在上方和下方的捕食者（或獵物）面前；反廕庇還可以透過消除陰影來最大限度地減少陸地動物的可見性。同樣重要的是要認識到，自然選擇是為了收緊能量預算而工作的。動物傾向於不消耗不必要的能量。由於色素在生物化學上是昂貴的，因此在營養匱乏的環境中，它們的產生受到嚴格的調節。（看看大多數穴居動物有多蒼白就知道了。）因此，如果一種動物擁有防禦捕食的防禦能力（例如體型大或武器強大），從而排除了使用隱蔽色彩的需要，那麼它的顏色通常相當單調。以一些最大的非洲哺乳動物為例。

然而，我們必須記住，這些概括存在例外。求偶炫耀可能涉及最豔麗的色彩使用。性選擇使得許多鳥類和小型爬行動物在躲避敵人的背景下顯得反直覺地過於鮮豔。這一切都歸結為在生殖成功層面制定的成本/收益分析：如果使用鮮豔色彩的成本（即被發現和吃掉的風險）被色彩鮮豔的個體可以獲得的配偶數量或質量（這轉化為它可以成功繁殖到性成熟的後代的數量）所抵消，那麼自然選擇將有利於更鮮豔的色彩。這裡的教訓是，描繪色彩鮮豔的恐龍是可以的，只要人們可以在科學調查揭示的相關環境設定的範圍內，為所選顏色提出一個合理的角色即可。動物王國中存在一些非常古怪的顏色示例。我記得困惑地盯著水族箱玻璃，看著一條嘴唇是粉紅色圓點藍色的大魚，心想這種活生生的生物看起來如此荒謬，以至於我從此以後在判斷古生物藝術家為恐龍做出的顏色選擇時，真的應該非常小心。

無論如何，關於恐龍一生中所展示的顏色的爭論正慢慢被 relegated 到過去。至少在羽毛恐龍的案例中，儲存得足夠完好，以至於科學家可以研究其羽毛的微觀結構，幾個古生物學家團隊已經證明，一些羽毛顏色（由色素黑色素控制的成分）可以從含色素的黑素體的形狀和分佈中推斷出來。由於這項巧妙的研究，現在很明顯，小盜龍是彩虹黑色的（李等人，2012；Science 335:1215），中華龍鳥的尾巴是肉桂色和白色條紋的（張等人，2010；Nature 463:1075），近鳥龍是灰色的，翅膀上有黑色和白色條紋，頭頂是紅褐色，臉頰上有紅褐色斑點（李等人，2010；Science 327:1369）（促使我重新著色我最初的紅色羽毛插圖），而孔子鳥的身體是深色的，翅膀較淺（Wogelius 等人，2011；Science 333:1622）（我需要在我為這次採訪完成的中華龍鳥插圖中考慮到這一點）。那些討厭的古生物學家正在慢慢地剝奪我們在為恐龍分配顏色方面的藝術許可。

您最近為多倫多皇家安大略博物館的一個名為終極恐龍的大型展覽完成了一些工作。請告訴我們這件事。

終極恐龍：來自岡瓦納的巨獸（2012年6月-2013年3月）是關於南半球一些奇異恐龍進化的一個非常雄心勃勃的展覽。我受委託為資訊面板創作17幅恐龍小插圖，並創作五幅巨型壁畫，展示恐龍在它們的生態系統中，所有這些都是在傑出的皇家安大略博物館古生物學家和策展人的密切監督下創作的。

該展覽是我人生的里程碑，因為我為它創作的壁畫的展示尺寸是我迄今為止完成的任何壁畫中最大的。最大的壁畫高5米（15英尺），長50米（150英尺）。這些壁畫中的恐龍最終會達到真人大小（或有時略大於真人大小）。這種展示尺寸確實有助於傳達其中一些生物的巨大性。當您穿過大廳的一個區域時，您的左側是一隻真人大小的南方巨獸龍，它位於半乾旱的岡瓦納白堊紀環境中，右側是一隻同樣氣勢磅礴的霸王龍，它位於潮溼的地獄溪環境中。這是展覽中最受歡迎的部分，因為您感覺自己完全沉浸在史前過去的重建中。兩側之間的不連續性是故意的，目的是並列環境：壁畫、骨骼和互動式運動感應動畫觀看器被安排成允許人們逐點比較兩個生態系統在植物群落和佔據某些生態位的動物方面如何相似和不同。互動式觀看器是一個很好的補充；動畫圖形採用了壁畫內容，並在弗拉德·康斯坦丁諾夫、安德烈·阿圖欽和梅爾德媒體的才華橫溢的工作下，將其轉化為3D渲染，其元素表達了對站在離展示不同距離的觀看者的各種行為反應。

終極恐龍的製作是我迄今為止最大的專案，不僅因為影像的尺寸巨大，還因為展覽團隊人員特別多，需要廣告、展覽設計、科學策展和行政部門成員相互協調時間表，以便在時間非常緊迫的情況下使展覽得以完成。每個人都在巨大的壓力下出色地完成了工作，與他們合作是一種樂趣。參觀完完全安裝好的展覽後，我對它的外觀感到非常滿意。

我認為人們將永遠欣賞作為背景的繪畫，而且並非所有博物館都能負擔得起數字技術的程度，例如曼尼託巴博物館及其美麗的奧陶紀展覽古代海洋。然而，我正在裝備和培訓自己，以精通3D渲染和動畫技術，以便跟上展覽技術的激動人心的發展。

隨著展示技術的成本下降到更多博物館可以承受的程度，我認為我們很快就會遇到一些在質量上截然不同且令人歎為觀止的博物館參觀體驗。我期待著有一天，三維渲染甚至全息恐龍將從全息森林中跳出來，在我們互動式的侏羅紀森林教育漫步中與我們相遇，或者我們可以走進寒武紀的虛擬寵物動物園，並使用力反饋手套來處理我們想要的任何放大倍率下的全息布林吉斯頁岩動物群。

我不介意人們看到我的真實面目，而且我不認為我在此過程中燒燬了任何合理的橋樑。首先也是最重要的是，我是一個發自內心的科學家。我對宗教信仰的不可知論無神論立場是偶然的，僅僅是因為我打算在多大程度上信任某種觀點，這與支援該觀點呈現的證據的數量和質量成正比。我的世界觀基於可以透過客觀和可重複的方式調查我們的宇宙來證明的東西。我沒有看到造物主的積極證據，沒有辦法測試造物主的存在（因此將其置於科學範圍之外，除非在某些情況下，對超自然的具體主張被對自然世界的觀察所明確駁斥），除非經過仔細調查表明需要將這樣的代理人納入科學模型，否則我無法接受造物主的存在。

然而，我對那些可以將他們的有神論信仰體系與科學調查揭示的關於我們宇宙的資訊分開的人們沒有任何惡意。我與有神論者保持著良好的關係，我甚至非常享受與他們就他們的信仰進行愉快而文明的討論。對我來說重要的是誠實的科學，不受有神論信仰的不可檢驗的原則的偏見。我遇到過一些傑出的科學家，他們出於個人原因相信神靈，但在物理科學或進化生物學方面進行了頂尖的調查，我欽佩他們在工作中表現出的客觀性。

我強烈反對的一件事是神創論運動，特別是年輕地球神創論，無論推廣它的宗教信仰體系是什麼。我強烈反對它不僅僅是因為沒有可靠的證據證明地球年輕或反對進化論，也不僅僅是因為有大量證據反對神創論的主張。相反，這是因為這場運動從宗教信仰的正確性的預設開始，並允許這種有神論的偏見強烈地支配對我們宇宙的觀察的呈現，同時聲稱是客觀的。因此，它在核心上是反科學的，這與我對當代和下一代地球同胞的責任感不符，即儘可能客觀準確地傳達對自然世界的理解。這適用於我的研究、我的科學寫作和我的科學插圖，包括古生物藝術。

因此，自然而然地，我必然會燒燬一座用於插圖工作的橋樑：為促進神創論的專案製作影像。我不後悔由此可能造成的少量工作損失，因為我認為這種合作在科學誠信層面存在強烈的利益衝突。

第二個會激發我對古生物藝術和科學興趣的專案是準備一本編年地球生命演化的書（和/或博物館展覽）——不僅是恐龍，而是生命的整個領域。我不僅繪製了恐龍，還繪製了史前和現存的哺乳動物、無脊椎動物、水生脊椎動物、人族等等，但很少為同一個專案繪製所有這些。可能我最接近這個目標的是休斯頓HMNS古生物學大廳，但這些壁畫只觸及了自然史的幾個薄片。

這個夢想專案不僅將包括一份相對詳盡的、逼真的地球史前居民指南，還將對塑造地球生命的進化、生物地球化學、生態和地質過程進行概念性的解釋，從生命的出現到今天。這樣一個令人興奮的專案方向是製作一本內容豐富且準確的關於進化的兒童繪本，因為普通大眾對這個科學領域的理解非常不足。 讓我們面對現實吧，如果孩子們在六歲時就能毫不費力地完美髮音“小頭龍”，那麼我認為他們已經準備好接受比他們在這個年齡段通常接觸到的更多的、圖文並茂的科學入門知識了。

感謝 Julius 在 Symbiartic 上分享！

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