#c6c6c6 軟體藝術、衍生性藝術與細胞自動機 2007/05/22
本文是台灣美術館之「數位藝術知識與創作流通平台」的邀稿
http://www.digiarts.org.tw/


軟體藝術、衍生性藝術與細胞自動機
吳文成


  軟體藝術 (Software Art), 在 2001 年的柏林國際媒體藝術節正式登場,成為數位藝術受到矚目的一個範疇。軟體藝術使得數位藝術家,在這幾年對於「衍生性藝術」(Generative Art) 這名詞越來越重視。衍生性藝術的作品,有的是變化豐富的肌理紋路 [1] , 有的是具有無窮細膩度的數學圖案 [2],有的則像是有機生物一般 [3],能夠產生行為,甚至自行繁殖與突變,並且在電腦上呈現出不可思議的視覺效果。衍生性藝術,使得軟體藝術更加豐富,同時也為整個數位藝術,注入了旺盛的活力。

  簡單來說,「衍生性藝術」就是機器或電腦等等裝置,根據一定的規則自動產生的藝術作品。例如藉由發條提供動力的音樂盒,它的內部有一組原先被設定的,類似音叉的發音裝置與擊打裝置,只要一經啟動,音樂盒便按照既定的規則,產生優美的樂曲。它一開始就牽涉到內在的程序性原理的運作,運作的結果便是藝術作品的呈現。顯然,衍生性藝術的「歷史」比軟體藝術還要更早,但是衍生性藝術在當代變得如此火紅,這與它結合電腦程式設計、結合軟體藝術,有著密切的關係。

    Harold Cohen 用 Lisp 語言在七○年代寫成的 AARON,便是衍生性藝術結合電腦程式的早期著名例子。 AARON 是具有人工智慧的自動繪圖程式,它內建有人類的繪畫邏輯, 二十多年來,AARON 不停地作畫,已經累積了成千上萬的人物、風景與抽象作品。到八○年代,碎形藝術搖身一變,成為了衍生性藝術的代表, 透過碎形(Fractal)演算法,曼德布洛特集( Mandelbrot Set )[4] 呈現出一個星羅棋布、變化萬千的虛擬數學世界
,它具有不斷創生的細膩圖案,讓數學家與藝術家們永遠都探索不完。

  到九○年代,結合人工生命之後,更是深化了衍生性藝術的內涵,它以軟體程式直接創造出虛擬生物,該生物的行為、繁殖與突變,成為一個獨立自主的視覺表現系統, 例如 Karl Sims 在 1997 年的《Galapagos》裝置藝術作品,便是一個著名的例子。衍生性藝術結合人工生命 [5] , 說明了數位藝術領域受到生物學啟發的現象,在我看來,這啟發有兩個層次。

  首先,創作者必須先將心中的觀念藍圖,轉化成——類似人工生命的基因密碼般的——程式語言,這裡採用了程序性的規則,我們可以看成是語言層次的「基因」觀念。再者,衍生性藝術結合人工生命,還進一步啟發了藝術層次的「基因」觀念。衍生性藝術的內建規則,創造了基因型的藝術作品,但是它還不是最終的呈現,「基因」變成「形態」必須依賴它自主性的執行,而成為表現型的藝術作品。這當中,設計者可以控制——基因型的藝術的——進化要素,界定最後所可能表現的複雜程度。基因型藝術與表現型藝術,恰恰對應著設計者之藝術理念與其具象化的關係。從這個角度出發,衍生性藝術的意義似乎更加寬廣,更加深刻。

  衍生性藝術最重要的特色,是可以從簡單的、或是數量不多的規則之組合,產生出驚人豐富的表現型藝術。這與以下的道理是類似的,生物基因數量有限,但是基因組合而產生的個體卻可能是千變萬化的。細胞自動機(Cellular Automata,CA)[6] 最可以表現出衍生性藝術的這個特色 ,雖然很少人這樣提,但是我認為:細胞自動機是衍生性藝術最「標準」的範例,也是不能不提的範例,它可以說明衍生性藝術的許多內涵。

  細胞自動機早在五○年代被數學家提出,它與全世界第一台被量產的商業電腦同時出現,是人工生命的第一個雛形。細胞自動機是由一些特定規則的格子所組成,每個格子看作是一個細胞;每一個細胞可以具有一些狀態(生、死、鬼魂),但是在某一時刻只能處一種狀態之中。隨著時間的變化,以及不斷的循環計算,格子上的每個細胞根據周圍細胞的情形,按照相同的法則而改變狀態,這些規則像是:活細胞在過度孤單、或擁擠時會死亡,或是在某些情況下會誕生活細胞。這是簡單不過的規則。



  然而細胞自動機——各式各樣——的簡單規則,會讓你非常驚訝,因為它可以創作出豐富多變的圖案,如紡織品、如絹印圖案,甚至是大自然的蜿蜒河流、地形彩繪的樣貌。細胞自動機,讓許多領域的學者與玩家們樂此不疲,七○年代之後的二十年間,就有幾百個不同規則被提出,這些規則,再加上任意設定的初始狀態,展現了多樣的迷人魅力,有的呈現出碎形、混沌圖案,有的是類似微生物的遷移現象,有的則是宛如美麗圖像的製造機,就連設計磁磚與壁畫的美術工作者,都要從它來獲得靈感。

  細胞自動機,在——各式各樣——特定的規則與初始狀態之下,能夠自動、持續衍生出無限的變化,而且不重複的視覺圖像。以細胞自動機為例,衍生性藝術一開始所構思的是規則或演算法,但是根據規則而生成的結果是難以預料的,是不可思議的,好比是基因型藝術有著多樣的表現型藝術的變體一般。細胞自動機同時實現了藝術創作的生物隱喻,以及藝術表現的衍生性、非線性與隨機性,如果觀賞者參與了初始狀態的設置,它還可以是互動性的。細胞自動機,是衍生性藝術不能不提的範例。

  軟體藝術裡的衍生性藝術,又被稱為「自動藝術」( Automatic Art )
、「演算法藝術」( Algorithmic Art ), 它也可以加入互動性的機制,實現更豐富的作品。衍生性藝術,有可能成為第一個具有全面性影響力的科技藝術概念,並且喚起數位科技的表層之下更深層的那一面。正如同我在前面提到的,衍生性藝術所啟發的兩個層次:在語言層次的「基因」觀念
,與藝術層次的「基因」觀念——它要讓數位藝術家們,更去深思藝術型態的另一個新階段,這也是美學內涵在不同層次的重新認識。


[1] 例如用細胞自動機模擬流體運動


或是 Chris Langton 虛擬螞蟻的藝術創作


[2] 例如碎形藝術的 Mandelbrot Set


[3] 例如人工魚或人工植物的生物行為

[4] 〈談碎形與藝術:絕美 Mandelbrot Set〉,吳文成
  http://blog.xuite.net/sinner66/blog/10158128
[5] 〈「軟體藝術」與人工生命的相遇〉,吳文成
  http://blog.xuite.net/sinner66/blog/10994341
[6] 〈細胞自動機〉系列,吳文成
  http://www.atlas-zone.com/complex/alife/ca/index.html
2007/05/22