小编

读天才与算法人脑与AI的数学思维笔记09分形

1. 分形1.1. 1904年,瑞典数学家科赫(Helge von Koch)首次揭橥了雪花图案的构造——科赫曲线(又称雪花曲线),它被认为是一种数学怪胎,一种奇怪的人工布局1.1.1. 但实际上并不是,自然界中到处都因此分形构造存在着的图形1.1.2. 既不能说科赫曲线是一维的,也不能说它是二维的1.1.2.1. 由于无论将它放大到什么程度,它都不会因此直线或光滑曲线所构成的,那么它就不包含任何一维的几何图形1.1.2.2. 它被称作曲线也就意味着它不占任何面积,以是它也不是二维的1.1.2.3. 科赫曲线约为1.26维1.2. “分维和分形的设想”最早由本华·曼德博(Benoit B.Mandelbrot)于1973年在法兰西学院讲课时提出,但人类在这个观点被提出之前早已创造了分形征象1.3. 分形具有以非整数维形式充填空间的形态特色1.3.1. 在经典的欧几里得几何学中,人们习气上认识的天下都是整数维的1.3.1.1. 点是零维、线是一维、面是二维1.3.1.2. 人们习气上认识的天下是由直线和光滑的曲线构成的1.3.2. 普通人对分形难明得的是“分维”1.3.2.1. 分形在数学上存在于一个奇怪的天下——介于一个整数维和另一个整数维之间1.4. 分形还有一个主要的特性便是自相似性1.4.1. 一个粗糙或零星的几何形状(分形图形),可分成数个部分,且每一部分都与整体完备同等或至少附近似1.4.1.1. 罗马花椰菜、谢尔宾斯基三角形1.4.2. 从某种程度上讲,在没有参照物的情形下,由于分形图像的自相似性,我们是无法判断我们所不雅观察的这一部分在图中的所在位置以及放大倍数的1.5. 分形已经被证明是仿照自然天下的一种非常有效的方法1.5.1. 波音公司工程师的洛伦·卡彭特(Loren Carpenter)在打算机上利用分形代码仿照自然天下,他在夜间利用波音公司的电脑制作了一段长约两分钟的电脑天生的分形鸟瞰风景动画Vol-Libre1.5.1.1. 这段时长两分钟的动画,终极使他成了皮克斯公司的创始人之一和首席科学家1.5.2. 这样的技能也非常适宜于构建游戏中的环境1.5.2.1. 小小的分形代码拥有着惊人的力量,人们利用它就可以创造出十分逼真的自然景不雅观图像1.5.2.2. 1984年,雅达利电子游戏公司发行了一款名为《异星接济》的游戏,游戏中的环境全部由分形代码来绘制1.6. 曼德博凑集1.6.1. Mandelbrot set1.6.2. 一种在复平面上组成分形的点的凑集,以数学家本华·曼德博的名字命名1.6.3. 用打算机天生的最经典的分形案例1.6.3.1. 这样的分形图像在没有打算机赞助的情形下是不可能天生的1.7. 分形艺术和内斯利用打算机天生的打算机艺术最根本的差异在于,分形艺术是完备确定的,是由算法决定的1.7.1. 虽然打算机分形图像让人感到如此的新奇和惊异,但也让人觉得毫无生气、贫乏1.7.2. 大概这是由于其无法在两个意识天下之间架设有效的桥梁1.8. 艺术不能仅仅依赖打算机来制作——艺术是设计程序,是算法的选择,而不是终极的实行1.8.1. 凯瑞·米切尔(Kerry Mitchell)在1999年揭橥的《分形艺术宣言》1.8.2. 就像摄影机没有取代肖像画画家一样,电脑只是成为动画师创造天下的一种新工具1.8.3. 只要打算机是人类独创性和自我表达的工具,它们就不会对艺术家构成真正的威胁2. 绘画傻瓜2.1. 艺术家哈罗德·科恩2.1.1. Harold Cohen2.1.2. 科恩是20世纪五六十年代全体艺术家创新运动中的一员,这些艺术家于那时开始探索新兴技能如何在视觉艺术中开释新的创意2.1.3. 生平都在为创作出可被人们真正认可的具有自主创造力的代码而努力2.1.4. 科恩创造了“亚伦”(AARON)2.1.4.1. 为创作艺术作品而专门编写的代码2.1.4.2. 他以为自己和“亚伦”之间的关系就像文艺复兴期间的画家和他们的助手之间的关系2.2. 近代抽象画家杰克逊·波洛克2.2.1. Jackson Pollock2.2.2. 将颜料桶悬挂起来,借由颜料桶的摆动和流出的颜料来完成他的作品2.3. 尼古拉斯·舍费尔2.3.1. Nicolas Schöffer2.3.2. 制动艺术和视像艺术之父2.3.3. 作品《CYSP1》2.3.3.1. Spatiodynamique Cybernétique2.3.3.2. 该作品通过麦克风、光电管、风速计等仪器装置感测环境状况和条件,然后让这些数据经由“电子大脑”的调控,产生光芒强弱、方向变革的视觉效果2.3.3.3. 这是一种空间构造的表达,它的运作由飞利浦公司发明的“电子大脑”掌握2.4. 西蒙·科尔顿2.4.1. Simon Colton2.4.2. 伦敦帝国理工学院的打算机创造力研究员2.4.3. 科尔顿早期的一个项目是创建了一种算法,该算法可以天生参不雅观画廊的人的肖像画2.4.3.1. 天生的肖像画会被投射在画廊的墙上,他为它取名“你不知道我的想法”2.4.3.2. 这些肖像画不是用数码相机拍摄的访客照片,而是一幅画,它能捕捉到艺术家和被画者的内心天下2.4.3.3. 纵然算法可能无法感想熏染什么,但它须要表达一些感情状态、心境或氛围2.4.4. 基于“亚伦”带来的灵感,他制作了一个名为“绘画傻瓜”(The Painting Fool)的程序2.4.4.1. 希望将它演习成一个非人类智能的艺术家2.4.4.2. “绘画傻瓜”所拥有的是一种能够不断发展和进化的算法,至今为止,它编写的java代码已经超过了20万行2.4.5. 科尔顿并不打算让算法作为人类创造力的工具,而是希望将创造力转移到机器身上2.4.5.1. 这不是算法本身的欲望,而是它的创造者科尔顿的欲望2.4.5.2. 很难说作品到底是算法的产出,还是只是我们自己的一个扩展2.4.6. “可阐明的不可预测”2.4.6.1. 绘画风格不仅仅是一个随机的选择,这个选择可以被阐明,但是不可预测的2.4.7. 清晰表达决定的能力是艺术家和受众之间的对话的主要组成部分2.5. 打算机科学和创造性艺术领悟在一起存在这样一个问题:打算机科学的发达发展建立在办理问题的目的性之上2.5.1. 艺术创作不是办理问题的活动2.5.2. 办理问题并不是我们的目标,相反,我们始终以全局的眼力看问题,虽然我们在办理问题的过程中肯定会碰着问题2.5.3. 在其他领域,试验的重点是编写算法,让其代替我们去思考2.5.4. 在打算机创造力的研究中,试验的重点是编写让人们思考得更多的算法2.5.5. 事实上,未来人工智能的增强版可能会迫使我们思考得更多,而不是更少2.6. 作曲家们创造,有时性有时会帮助他们在音乐创作中朝着一个新的、意想不到的方向提高2.7. 随机性也有局限2.7.1. 我们无法对随机性进行掌握2.7.2. 随机性给程序带来的可能性当然是至关主要的,但这还不敷以让程序或算法做出决定2.7.2.1. “是”的按钮仍在我们人类手中2.7.2.2. 我们的指纹会一贯深深烙印于其上,在某种程度上讲,就像我们从父母那里继续DNA一样2.7.2.3. 父母须要对子女的所作所为负有一定的任务,即便他们没有通过我们做任何事2.8. 随着技能发展得越来越繁芜、成熟,艺术的创作也越来越多地利用这些技能2.9. “亚伦”和“绘画傻瓜”在用机器创作艺术作品上都是老派的2.9.1. 它们的算法由数千行代码组成,这些代码是基于经典的自上而下的编程思维构建的2.9.2. 自下而上的编程新思维会开释出新的艺术创作力吗?2.9.3. 算法能从过往的艺术作品中学习并将创造力推向新的境界吗?