Что вы видите, когда смотрите на эти изображения? Микроскопические клетки, поперечные срезы костей, кровеносные сосуды - все эти биологические структуры приходят на ум. Все эти догадки были бы неправильными.
Связанный контент
- Колонии растущих бактерий делают психоделическое искусство
На первый взгляд работа австралийского генеративного художника Джонатана МакКейба может выглядеть как биологический образец, окрашенный некоторыми психоделическими химическими веществами для эффекта, но это не биология. Он создал все эти изображения, используя компьютерные алгоритмы, основанные на малоизвестной биологической теории о том, как клетки случайным образом превращаются в паттерны и формируют порядок в условиях хаоса.
Но прежде чем мы углубимся в теоретическую биологию, что именно является генеративным искусством?
Генеративное произведение искусства создается с помощью какой-то внешней системы (обычно это компьютерная программа или алгоритм, но химические реакции тоже подойдут), которая обрабатывает и преобразует исходные данные. Эти входные данные могут быть визуальными, статистическими или даже музыкальными - они могут быть пищей, оставленной гнить, создавать деликатные кольца плесени или даже искусственным кодом ДНК, используемым для построения трехмерных моделей городов. И одна система может производить много разных конечных продуктов.
Выход из творчества из-под полного контроля художника вносит элемент неожиданности. «Генеративное искусство может вызывать привыкание с обещанием, что произойдет что-то хорошее, учитывая достаточное вмешательство в процесс», - говорит Маккейб. Художники фокусируются на результатах и используют алгоритмы, чтобы получить конечный продукт, который их удовлетворяет - эстетически, умственно, художественно и т. Д.
С 2009 года Маккейб работает над алгоритмами, основанными на биологической теории, предложенной специалистом по компьютерам и математиком Аланом Тьюрингом. Несмотря на то, что Тьюринг более известен своими работами по искусственному интеллекту и взломом немецкой машины кодирования Enigma, он также интересовался моделями, которые управляют миром природы. В 1952 году он опубликовал статью под названием «Химическая основа морфогенеза», в которой он утверждал, что химические вещества (так называемые «морфогены») реагируют друг с другом и распространяются через ткани, создавая естественные структуры в организмах, состоящих из тысяч, возможно, миллиарды клеток.
Тьюринг придумал базовую модель работы таких естественных паттернов. Клетка производит химические вещества, и эти химические вещества реагируют и диффундируют в окружающую среду соседних клеток. Есть соединение, которое активирует реакцию, и то, которое отключает ее, «ингибитор». В зависимости от концентрации химического вещества-активатора в каждой клетке, вы можете получить пятно или полосу, когда реакция распространяется по ткани - Чем больше площадь, тем сложнее рисунок. Тьюринг разработал математические формулы, чтобы предсказать, как шесть паттернов могут образовываться в небольшой сфере клеток.
Легко видеть, как такой базовый процесс может поддерживать пигментные узоры на коже и чешуе животных, создавая какофонию пятен и полос. Исследователи смоделировали образцы Тьюринга в ракушках, глазах рыб и слизистой плесени, и даже показали, что теория Тьюринга объясняет эволюцию пятен леопарда с возрастом.
Некоторые распространяют уравнения Тьюринга и на трехмерные модели, например, те, которые встречаются в промежутке между зубами и развитии конечностей. В 2011 году команда предоставила экспериментальные доказательства того, что гребни мыши во рту сформировались в соответствии с теорией Тьюринга. (В марте химики из Университета Брандейс также опубликовали исследование, в котором использовались формулы Тьюринга для создания трехмерных структур в пробирках.)
Поскольку Маккейб проводит свои собственные дни, разрабатывая алгоритмы для создания искусства, он знал о работе Тьюринга. Когда он начал видеть характерные пятна и полосы паттернов Тьюринга, появляющиеся в его генеративной работе, он решил поиграть со своим кодом. «Я догадался, что паттерны Тьюринга появились случайно», - говорит МакКейб. Поэтому, естественно, он попытался сделать их нарочно.
Работа Тьюринга - это естественный инструмент для генеративного искусства. Чтобы имитировать химическую систему, МакКейб разработал программы, основанные на тех же принципах для получения изображений - с использованием пикселей вместо клеток. Программа случайным образом присваивает номер каждому пикселю, который выдает цвет. Так же, как химическая реакция в одной ячейке влияет на ее соседей, число для каждого пикселя изменяется в зависимости от окружающих пикселей. «Я видел изображения животных, особенно ящериц и рыб, у которых были довольно красивые узоры на их телах, так что это было вдохновением», - объясняет он.
Первые эксперименты МакКейба с изображениями были довольно простыми: черно-белые точки и лабиринтные узоры. В конце концов, наложив два, три или более процессов Тьюринга друг на друга, он мог создать более сложные узоры - большие полосы, состоящие из маленьких точек или вихрей, и радуга цветов образуют большую картину. Они называются многомасштабными моделями Тьюринга, и МакКейб перешел к их крупномасштабному созданию. Увеличение одного из этих больших изображений похоже на вглядывание в сеть живых клеток.
Прелесть генеративного искусства в том, что вы никогда точно не знаете, что получите. В зависимости от того, что ему нравится или не нравится в конечном продукте, он будет настраивать алгоритм или комбинировать части различных алгоритмов. «Иногда я использую генетические алгоритмы, где у меня есть программа, которая случайным образом комбинирует части« рецептов », которые привели к хорошим результатам, делая своего рода выборочное разведение», - говорит МакКейб.
Многие изображения выглядят как радужные чешуйки рыб или ящериц, шкуры животных, кровеносные сосуды или даже окрашенные образцы тканей. МакКейб даже объединил их с алгоритмами, которые имитируют физику текучей жидкости, создавая похожие на океан пейзажи.
Но он никогда не создает образ с конкретной природной формой и не называет свою работу. Это оставляет их открытыми для интерпретации. Вы видите растительную клетку или панцирь черепахи? В конечном счете, МакКейб считает, что то, что вы видите, зависит от вас.
