Генеративная компьютерная графика — один из видов визуального цифрового искусства. Это дизайн, частично или полностью реализованный с использованием автономного устройства. В творческом процессе генеративные художники разрабатывают и используют концептуальные динамические системы, способные продуцировать изображения по заданному алгоритму бесконечное количество раз. Алгоритмическое повторение и искажение в различных вариациях позволило авторам исследовать новые изобразительные формы геометрических примитивов.
Сегодня, в век цифровизации, мы видим и даже используем генеративную графику ежедневно, начиная от интерактивных обоев на рабочем столе и заканчивая архитектурой излюбленного маркетплейса. Но с чего начался путь генеративной графики к ее современному воплощению? Революционная середина XX века — это время технологического прогресса, начало развития компьютерных систем. И именно в этот период стали активно исследовать возможности генеративного искусства. С данного момента стало возможным изображать форму как нечто, выходящее за рамки социальных условностей.
Вторая половина XX века открыла новую эру мира искусства дизайна, став для человечества стартовой точкой в поиске новой естественности. Свободой и стихийностью генеративная графика подражает природе. Вместе с тем, как продолжение человеческого творчества, она обладает авторской индивидуальностью. На пути к современности компьютеры становились не просто инструментами для хранения информации и выполнения простейших задач, а творческим партнером, способным придать работе по-своему живой машинный характер. В поиске новых креативных подходов авторы переосмысляли авангардное творчество прошлого, находя в нем отражение революционным взглядам компьютеризированного человека.
Разбор выбранной темы способен сформировать контекст современного визуального мира, сосредоточенного в области киберпространства. В исследовании рассматривается история возникновения и развития генеративной графики, а также творчество наиболее ярких художников-алгоритмистов второй половины XX века. Задача основной части моей работы — анализ используемых авторами репрезентативных приемов, инструментов и идейных подходов. Для этого я изучаю зарубежные источники, в написании которых часто принимали участие сами генеративные художники. Чтобы понять их творческий метод, я обращаюсь к информации о биографии во временном контексте, позволяющем понять степень развития и доступность технических инструментов, а также обращаю внимание на комментарии к работам, то есть на авторскую репрезентацию визуальной составляющей.
Принципы генеративной графики
Многих художников XX века привлекала идея создания искусства, свободного от ограничений традиционных медиа. Появление миникомпьютеров в 1960 году стало поворотным моментом для мира искусства и дизайна. Авторы смогли использовать автономные системы для реализации новаторских и неисполнимых идей.
Ранние компьютеры, IBM 7090 и IBM 1401, не имели мониторов для визуализации алгоритмического процесса, поэтому использовались художниками для создания самых простых геометрических форм и узоров. С развитием таких языков программирования, как Fortran и Basic, появилась возможность создавать более сложную, хаотичную графику. После создания генерирующего кода изображения распечатывались на плоттерном станке с навесным чертежным инструментом. Несовершенство механизма позволяло имитировать ручную графику: перо оставляло на бумаге тиснение, краска создавала новую фактуру над поверхностью листа, а сама печать производилась со случайными пропусками и искажениями.
Чертежная машина ZUSE Z64, 1961
Слева направо, оригинал и работа-переосмысление: Пауль Клее. «Шоссе и переулки», 1929; Фридер Наке. «Оммаж Паулю Клее», 1965
На одном из станков ZUSE Z64 была создана, к примеру, работа Фридера Наке — одна из наиболее часто цитируемых в книгах и статьях о самом раннем этапе развития компьютерного искусства. На создание визуального переосмысления, по словам Наке, его вдохновила масляная картина Пауля Клее «Шоссе и переулки». Часто художники того времени пытались именно смоделировать работу художника с помощью формулы — это же произведение не было попыткой симуляции. Для алгоритмической реализации такой структуры потребовалось множество псевдослучайных решений. Это ранний пример игры с макро- и микроструктурными элементами композиции:
изменение ширины полос (на левой границе);
изгиб горизонтальных полос, которые проходят слева направо, но никогда не пересекаются;
каждый четырехугольник, образующийся в составе одной горизонтальной полосы, либо остается пустым, либо заполняется вертикальными линиями или треугольниками.
Некоторые генеративные художники начали использовать новые технологии, чтобы исследовать возможности во взаимодействии человеческого разума и компьютерной рациональности. Другие же стали стремиться к созданию произведений, которые способны коммуницировать со зрителем, вызывать у него спектр необузданных эмоций. Заявление, написанное концептуалистом Хансом Хааке в 1965 году, сегодня интерпретируется как манифест, объединяющий такого рода художников.
К генеративному искусству можно причислять то,
- что реагирует на окружающую среду, изменяется, ведет себя нестабильно;
- что всегда выглядит по-разному, форму чего нельзя точно предсказать;
- что не может работать без помощи извне;
- что реагирует на изменения света и температуры, подчиняется потокам воздуха или зависит от сил гравитации;
- с чем зритель играет и, таким образом, оживляет;
- что живет во времени и заставляет переживать время.
— Ханс Хааке [1]
Развитие генеративной графики
Бен Лапоски
Бен Лапоски. «Осциллоны», ок. 1960
Ключевой фигурой в области генеративной графики является американский математик Бен Лапоски. Он стал первым человеком, реализовавшим изображение с помощью аналогового компьютера. Автор наиболее известен своей серией «Осциллонов» — электронных абстракций, созданных с использованием осциллографа. Вдохновением для его работ послужило творчество Леже, Дюшана и Габо.
Бен Лапоски. «Осциллон 35», 1952
Бен Лапоски. Следы электрических колебаний, слева направо: гармоническая, пилообразная, квадратная волны и фигура Лиссажу
Мы наблюдаем, как световые рисунки Лапоски играют своего рода «визуальную музыку». Эти работы редко ассоциируются с реальными объектами, напротив — в чем-то даже перекликаются с трехмерной графикой.
Новаторский метод создания графических изображений — перемещение электронных лучей на флуоресцентной поверхности катодной трубки. Чтобы получать сложные симметричные узоры, напоминающие небесные явления, Лапоски манипулировал амплитудой и частотой электрических сигналов. Для этого художник обращался к формуле, схожей с той, что описывает движение математического маятника. По словам автора, формы электрических сигналов осциллографа также подобны кривым в компьютерных системах.
Бен Лапоски. Слева направо: «Осциллон 1058», 1958; «Осциллон 1001», 1959
Электрические колебания записывались на светосильную пленку, как, например, Kodak, методом высокоскоростной фотосъемки. Для раскрашивания полученных узоров Лапоски применял тонированные фильтры.
Вера Мольнар
Вера Мольнар. Слева направо: «Этюд в честь Моне (C81)», 1981; «Ошибка», 1986; «Сегменты и их пересечение», 1971
Вера Мольнар. «Прямоугольники», 1985
Следующей пионеркой генеративной графики, и, по совместительству, одной из основательниц кинетического искусства, стала Вера Мольнар, художница венгерского происхождения. Произведения Мольнар представляют собой параметрические абстракции, подчиненные строгому композиционному порядку. Цель ее генеративного творчества — дистанцироваться от своего культурного наследия, от влияний цивилизации, которые определяют человечество.
«Природа может позволить себе экстравагантность во всем, художник же должен быть полностью эффективным» — сказал Пауль Клее; и я бы согласилась с этим.
— Вера Мольнар [2]
Вера Мольнар. Слева направо: «(Бес)порядок (арт. 76.115.11.59.48)» и «(Бес)порядок (арт. 76.115.11.34.52)», 1976
Рецепт произведений Мольнар — набор из запрограммированных линий, а также щепотка непредсказуемости. С 1959 года Мольнар создавала комбинаторные изображения вручную, реализуя простые алгоритмические программы методом, получившим ее авторское название — «машинным воображением». Только в 1968 году в качестве инструментов художница начала использовать первые языки программирования, а также плоттерный станок. Она давала компьютеру задачу генерировать определенные геометрические формы, которые можно изменять фиксированно или случайно.
Ее генеративное творчество вдохновлено полотнами Малевича, Моне и Мондриана, а также Цюрихским бетонным искусством. Работы Мольнар связывают художественный мир и мир точных наук воедино. Центральными понятиями в ее графике являются порядок и хаос, структура и свобода.
Вера Мольнар. Серия «Прерывания», 1968-1969
Серия «Прерывания» включает в себя самые ранние плоттерные рисунки Мольнар. В создании этих работ прослеживается общий принцип: автор начинает с сетки прямых линий одинаковой длины, а затем — произвольно вращает их, создавая многослойный геометрический узор. Художница также внесла в свой алгоритм некоторую степень случайности, что привело к возникновению пробелов и пропусков элементов в композиции.
Вера Мольнар. «Дань Барбо», 1974
Другая серия работ Мольнар представляет собой матрицу из семи концентрических квадратов. Сначала количество фигур в каждом наборе трансформируется случайным образом, нарушая оптическую вибрацию сетки. После квадраты возвращаются на свою позицию, но теперь их центральный квадрат смещается в произвольном направлении. Остальные квадраты следуют этому шаблону, пока полностью не вытесняются из своей сетки. Далее матрица сбрасывается, и стороны квадрата заменяются другими геометрическими формами — неровными изогнутыми линиями. В финальном преобразовании мы наблюдаем мозаику из сплетающихся контуров, в которой уже не так просто разглядеть изначально заданную структуру.
Майкл Нолл
Другой заметной личностью в мире генеративной графики был американский информатик Майкл Нолл. Будущий художник впервые наткнулся на компьютерное искусство, когда плоттер его коллеги допустил ошибку. В результате получился линейный «узор», который Нолл нашел эстетически интригующим. Он продолжал исследовать подобные системные шаблоны, смешивая случайность и порядок в математически заданных пропорциях.
Компьютер — это не только инструмент, но и активный интеллектуальный и творческий партнер, который может использоваться для создания совершенно новых форм искусства и, возможно, нестандартного эстетического опыта.
— Майкл Нолл [3]
Майкл Нолл. Слева направо: «Девяносто параллельных синусоид с линейно растущим периодом», ок. 1960; «Квадрат Гаусса», 1962
Творческий метод Нолла заключается в достижении математической гармонии между уравнениями и случайными числами. Машинный контроль, постепенно стирающий почерк живого автора — именно этого добивался художник при создании своих работ.
На левом изображении положение верхней и нижней кривых было выражено математически. При продвижении эти значения изменялись и наслаивались, образуя собой разлетающееся полотно волн.
Может показаться неочевидным, что «Квадрат Гаусса» также имеет четкую систему: он состоит из девяноста девяти прямых и соединяет точки, горизонтальные координаты которых отклоняются на равный процент. Вертикальные координаты возрастают на значение из квадратного уравнения. Когда точка достигает вершины, она отражается вниз, а затем — вновь продолжает подъем.
Слева направо, оригинал и работа-переосмысление: Пит Мондриан. «Композиция с линиями», 1917; Майкл Нолл. «Компьютерная композиция с линиями», 1964
Его экспериментальное прочтение абстракционистских картин Мондриана стало настоящей классикой мира цифрового искусства. Когда репродукции «Композиции с линиями» и «Компьютерной композиции с линиями» были показаны 100 респондентам, более 50 из них сочло вторую версию работой Мондриана. Хотя Нолл составил свое изображение на основе псевдослучайных алгоритмов, в итоге оно больше походило на человеческое, «ручное» творчество, чем полотно нидерландского живописца.
Чарльз Цури
Американец Чарльз Цури для обозначения своего генеративного творчества, вдохновленного работами да Винчи, Сезанна и Дюрера, использовал термин «алгоритмическая живопись». Сначала автор создавал работы из сгущения и разряжения точечных тел, а позже стал программировать для рисованных образов искажения формы и объема. Как и большинство генеративных художников того времени, для мультипликации фигур Цури использовал генератор случайных чисел.
Чарльз Цури. «Человек из синусоидальной кривой», 1967
Шелкография «Человек из синусоидальной кривой» — знаковый автопортрет, известный как первый фигуративный цифровой рисунок, сделанный в США. На перфокартах компьютера IBM 7094 хранилась информация для управления барабанным плоттером Cal Comp 565. Цури запрограммировал устройство так, чтобы оно понимало, когда класть, перемещать и опускать перо. В результате получилась человеческая фигура, словно сотканная из изогнутых линий, похожих на график синусоиды. Слегка наклоненная и удлиненная форма бюста создает ощущение движения и текучести.
Чарльз Цури. «Случайная война», 1967
Для создания изображения под названием «Случайная война» Цури «нарисовал» на компьютере игрушечных солдатиков, а также написал алгоритм, по которому они случайно меняли свои размеры и разбрасывались по листу. У каждого солдатика есть статус — жив, ранен, пропал без вести, награжден или убит. Упоминание имен позволило автору персонализировать хаос всех войн.
Чарльз Цури. Серия «Эволюционирующие образы», ок. 1980
В серии «Эволюционирующие образы» Цури применил генетические алгоритмы. Гены, то есть координаты точек, в заданном промежутке времени трансформировались или, точнее сказать, «мутировали» в новую позицию. Динамика изображаемого основана на распаде линий, «перетекающих» на новое положение, чтобы собраться в очередную фигуру.
Манфред Мор
Манфред Мор. «P-300б Делимость I», 1980
Манфред Мор. Слева направо: «P-197 Кубический предел II», 1977; «P-197 Кубический предел II (из портфолио Художник и компьютер)», 1979
Манфред Мор — немецкий «крестный отец» цифрового искусства, следующий пионер в области генеративной графики. Карьера Мора начиналась с профессии джазового музыканта. Линии и тембры музыки сопровождали его даже после того, как он открыл для себя новый креативный инструмент — компьютер. Манфред искал математическую систему, на которой мог бы играть, как на саксофоне. Основным источником его эстетических процессов стал 11-мерный гиперкуб. Для создания экспрессионистских абстракций из этой фигуры автор использовал язык программирования Fortran.
Манфред Мор. Серия «Тембры», 1985
Творчество Мора — это рациональное взаимодействие с формами возрастающей сложности. В его работах используются пересекающиеся черно-белые линии, которые создают ощущение движения и глубины. Это прослеживается в серии работ под названием «Тембры». Она состоит из нескольких красочных гравюр и исследует взаимосвязь между звуком и цветом. С помощью компьютерных алгоритмов автор воплотил в жизнь незримый мир мелодий, преобразовав музыкальные композиции в визуальные образы.
Пол Браун
Пол Браун. Слева направо: «Деталь потолка из Дома знаков», 1996; «Гимнасты», 1997
Английский генеративный художник Пол Браун описывал свою методологию как «искусство, которое создает себя». Она гласит, что творческий процесс заложен в программах ненамеренно. Сначала автор с помощью плоттера создавал комплексы из статичных геометрических узоров. В дальнейшем он начал добавлять в них цвет, кривые, имитацию глубины и, наконец, движение.
Пол Браун. Без названия, 1968
Безымянная гуашевая работа знаменует собой переходный момент в жизни Пола Брауна. Она была написана им после прочтения книги Антона Эренцвейга «Скрытый порядок искусства», в которой подчеркивалось влияние интуиции на процесс формирования визуального творчества. Под влиянием этих идей художник стремился создать процесс, свободный от интерпретаций и внешнего контекста.
Здесь автор построил матрицу из восьмиугольной трехсегментной плитки. Подобрать угол поворота плитки ему помогла все та же книга Эренцвейга — а именно номер случайной страницы, на которую перелистнул Браун.
Пол Браун. Без названия, 1975
Этот рисунок также состоит из матрицы, заполненной тремя плитками, размещенными и повернутыми в случайном порядке. Программа, написанная на языке Fortran, сгенерировала формы, которые были запущены на сервер ввода и вывода информации ICL 1903A. Бумажная лента воплощалась в осязаемый паттерн на автономном барабанном плоттере Calcomp.
Слева направо, оригинал и работа-переосмысление: Дэвид Хокни. «Портрет художника (Бассейн с двумя фигурами)», 1972; Пол Браун. «Бассейн», 1996
В девяностые Пол Браун заинтересовался тем, как зритель интерпретирует изображение исходя из цветовых решений. «Бассейн» стал одной из первых экспериментальных работ в этой области. Сплетающиеся фиолетовые формы — часть матрицы, состоящей из вариаций трех плиток. Эти формы напоминали художнику безмятежные переливы воды на полотнах Дэвида Хокни.
Гарольд Коэн
Британский ученый и деятель искусств Гарольд Коэн наиболее известен благодаря созданию программы искусственного интеллекта под названием AARON. Она предназначалась для выявления функциональных различий, используемых при построении мысленных образов. Программа могла различать содержимое объектов, передний и задний план, а также ориентировалась в создании сходств, разделений и повторений. AARON представлял собой ограниченную модель человеческого сознания, однако в совокупности воплощаемые им примитивы оказались способными создавать знакомые фигуры.
Гарольд Коэн. Без названия, 1990
Процесс рисования робота-«черепахи» Гарольда Коэна, 1979
В начале творческого процесса художник определял набор правил и форм, которые компьютер превращал в картины. Перфокарты загружались в машину, которая затем возвращала результат либо в распечатанном виде, либо серией новых перфокарт. Затем изображения переносились на бумагу с помощью рисовальной «черепахи» — маленького робота, оснащенного маркером.
Гарольд Коэн. Без названия, 1993
Гарольд Коэн. «Лот 323», ок. 1970
Труды Коэна воплощались в органическом сплочении биоморфных силуэтов. Движение полузамкнутых линий синхронно крупным цветовым пятнам на фоне. Вибрирующее напряжение возникает в местах сплетения текстур, там, где размашистый мазок кисти пересекает стройная линия маркера.
Программа AARON окрашивает работы Гарольда Коэна
В девяностые годы художник запрограммировал AARON наносить цвет самостоятельно, поэтому автору больше не приходилось раскрашивать изображения вручную, с помощью чернил и красителей для ткани.
«Если программа не думает, то что именно она делает?» — размышлял художник. Тем не менее можно утверждать, что AARON просто следовал процедурным инструкциям. Настоящим автором, творческая идея которого стояла за каждым произведением, являлся создатель программы.
Роль генеративной графики
Бенуа Мандельброт. «Множество Мандельброта», 1980
Фрагмент множества Мандельброта в цветном варианте
Развитие генеративной графики позволило людям создавать произведения, которые могут быть сгенерированы неограниченное количество раз в новом виде. Пример такой реализации — фрактальные узоры, то есть многоуровневые геометрические паттерны, повторяющиеся в разных масштабах. Фрактал создается не просто повторением форм, а повторением процесса, формулы, которая применяется к заданной фигуре. Создавать такие узоры позволили именно вычислительные устройства, ускорявшие итерацию, то есть процесс многократно повторяющихся вычислений. Итерацию визуализировал французский математик Бенуа Мандельброт, создав первое изображение, геометрия которого отразила теорию фракталов. Подобные геометрические узоры нередко встречаются в природе: в ветвлении деревьев или формировании снежинок.
Кен Перлин. «Шум Перлина», 1983
Пример применения шума Перлина в трехмерной графике
Еще один пример «бесконечной» графики был предложен американским профессором компьютерных наук Кеном Перлиным. Так называемый шум Перлина — процедурная текстура, сгенерированная псевдослучайным методом. Она состоит из набора направленных градиентов одинакового размера, которые перемещаются или наклоняются в зависимости от математической функции. Так же, как и фрактал Мандельброта, шум Перлина способен многократно масштабироваться и динамически изменять свой рисунок с течением времени. Эта текстура используется в двухмерной и трехмерной графике для генерации эффектов дыма, облаков и тумана.
Генеративная графика XX века проложила путь к возникновению современного цифрового творчества, бросив вызов традиционным представлениям об искусстве. Разработанные методы с годами требовали изменений, что привело к созданию новых инструментов и программного обеспечения — в настоящее время они широко используются в области дизайна, анимации и визуальных эффектов.
Заключение
На протяжении второй половины XX века мир был свидетелем стремительного развития генеративной графики. Это стало возможным благодаря возникновению цифровых технологий, компьютеров, языков программирования. В процессе освоения этой новой среды авторы смогли создавать произведения, которые были как эстетически, так и механически изощренными — это раздвинуло границы того, что ранее считалось возможным в мире искусства.
Сегодня наследие генеративной графики продолжает вдохновлять художников и дизайнеров по всему миру. Заглядывая в будущее, мы можем только предполагать, каким новым формам творчества предстоит трансформировать наш визуальный мир.
Коттер С., Дуглас К. / Силовые поля: фазы кинетики. — Музей современного искусства Барселоны. — Барселона. — 2000.
Франко Ф. Интервью с Верой Мольнар. / Алгоритмическое измерение. Серия Springer о культурных вычислениях. — 2022. — [Электронный ресурс] https://doi.org/10.1007/978-3-319-61167-9_4 (Дата обращения: 15.04.2023)
Нолл М. Компьютеры и изобразительное искусство. / Дизайн и планирование 2: Компьютеры в дизайне и коммуникации (под редакцией Мартина Крампена и Питера Сейтца). / Hastings House — Нью-Йорк. — 1967. — стр. 65-79.
Галантер Ф. Основы систем генеративного искусства — гибридный опрос и студийный урок для аспирантов. / Генеративное искусство 2001: Материалы 4-й международной конференции. / Лаборатория генеративного дизайна, Миланский политехнический институт. — Милан. — 2001.
Галантер Ф. Что такое генеративное искусство? Теория сложности как контекст теории искусства. / Международная конференция по генеративному искусству. — 2003.
Кревье Д. Искусственный интеллект: бурные поиски искусственного интеллекта. / Нью-Йорк: Базовые книги. — Нью-Йорк. — 1993. — стр. 109.
Шеридан С. Л. Генеративные системы в сравнении с искусством копирования: разъяснение терминов и идей. — Леонардо. — № 16(2) — 1983.
Метелик Т. С. Генеративный метод проектирования и способы его реализации в графическом дизайне / Бизнес и дизайн Ревю. — 2017. — Т. 1. № 2(6). — стр 11.
Нолл М. Компьютеры и автоматизация. — 1965. — Т. 14, № 11. — стр. 20–23.
Нолл М. Цифровой компьютер как средство творчества. / IEEE Spectrum. — том 4, № 10. — 1967. — стр. 89-95.
Стивенс П. С. Справочник по закономерным узорам: введение в симметрию в двух измерениях. / Издательство Массачусетского технологического института. –
Лапоски Б. Осциллоны: электронные абстракции. — [Электронный ресурс] http://www.atariarchives.org/artist/sec6.php (Дата обращения: 15.04.2023)
http://dada.compart-bremen.de/item/agent/16 (Просмотрено: 15.04.2023)
http://www.cpnas.org/exhibitions/archive/paulbrownecatalog.pdf (Просмотрено: 15.04.2023)
https://arthive.com/pietmondrian/works/262892~Composition_in_color_And (Просмотрено: 15.04.2023)
https://bitforms.art/exhibition/mohr-klangfarben/ (Просмотрено: 15.04.2023)
https://computerhistory.org/blog/harold-cohen-and-aaron-a-40-year-collaboration/ (Просмотрено: 15.04.2023)
https://creacionhibrida.net/harold-cohen-un-pionero-del-arte-generado-por-computadora-y-creador-del-sistema-aaron/ (Просмотрено: 15.04.2023)
https://dam.org/dox/2658.kL95E.H.1.De.php (Просмотрено: 15.04.2023)
https://devforum.roblox.com/t/perlin-noise-caves/230018/5 (Просмотрено: 15.04.2023)
https://hmn.wiki/ru/Georg_Nees (Просмотрено: 15.04.2023)
https://instantloveland.com/wp/2020/07/17/james-faure-walker-speed-and-limits/ (Просмотрено: 15.04.2023)
https://mavink.com/explore/Paul-Klee-Highways-and-Byways (Просмотрено: 15.04.2023)
https://ru.wikipedia.org/wiki/Множество_Мандельброта#/media/Файл: Mandel_zoom_11_satellite_double_spiral.jpg (Просмотрено: 15.04.2023)
https://spalterdigital.com/artists/ben-laposky/ (Просмотрено: 15.04.2023)
https://spalterdigital.com/form-artworks-by-artist/ (Просмотрено: 15.04.2023)
https://tcm.computerhistory.org/CHMfiles/Harold%20Cohen,%20%20Robotic%20Artist,%201995.pdf (Просмотрено: 15.04.2023)
https://en.wikipedia.org/wiki/Highway_and_Byways (Просмотрено: 15.04.2023)
https://vasulka.org/archive/Artists3/Laposky,BenF/ElectronicAbstractions.pdf (Просмотрено: 15.04.2023)
https://www.artland.com/artists/vera-molnar (Просмотрено: 15.04.2023)
https://www.artsy.net/artist/manfred-mohr (Просмотрено: 15.04.2023)
https://www.charlescsuri.com/historic/sine-curve-man (Просмотрено: 15.04.2023)
https://www.holo.mg/dossiers/vera-molnar-weaving-variations/ (Просмотрено: 15.04.2023)
