人工智能根据周杰伦《青花瓷》歌词绘制的作品
周杰伦的盛行歌曲《青花瓷》相信很多朋友都听过，它是一首充满洒脱气息的中国风歌曲。婉转动听的旋律和意境深远的歌词，无疑会让听众脑补出一幅幽美的画卷。
但是你相信吗？人工智能（Artificial Intelligence，以下简称“AI”）听完这首歌也能“脑补”并描述出一幅画。上面这幅画便是AI根据以上几句歌词绘制的。朦胧的远山笼罩着轻纱，绵绵小雨伴着漫山云雾，山上草木郁郁葱葱，山峰在袅袅云烟中若隐若现，空灵秀气。整幅作品不但符合歌曲的意境，还极具中国传统水墨画的神韵，说它出自人类插画师之手也不为过。
AI画作：光影教堂
AI的发展几经沉浮，到本日，AI已经可以胜任很多曾经只有人类才能完成的任务，比如视（图像识别、笔墨识别等）、听（语音识别、机器翻译等）、说（语音合成、人机对话等）、思考（下棋打牌、科学研究、写作等）、运动（自动驾驶汽车等）。而且，AI在普遍认为最不可能被机器替代的艺术创作领域也闯出了一片新天地。
AI画作：田园风光
让AI进行艺术创作实在并不随意马虎，以绘画这种最常见的艺术形式为例，想让AI实现绘画，必须先让它学会识别物体、理解天下。这对人类而言轻而易举，比如当我们面前有一颗草莓，大脑会自觉提取草莓的特色——有点圆的锥形、赤色、表面带种子颗粒······把这些特色汇总起来，我们瞬间就能识别出它是草莓。
然而，打算机无法像人类这样轻而易举地捕捉到草莓的特色。由于打算机善于的是加、减、乘、除运算，这种纯打算能力并不能让它直接辨认出草莓。此时它须要先把草莓图像转化成数字，再用善于的加、减、乘、除来操作这些数字，终极判断出这是草莓。
人工神经网络识别数字
科学家模拟人脑的思考机制，创造了“人工神经网络”。人工神经网络便是仿照人脑神经元的活动。人工神经元吸收多个数值，进行多少打算之后输出数值结果。每个输入值都对应一个“权重”，权重越大，对应的输入值就越随意马虎传到后面的输出层。神经网络便是通过不断修正权重来改变人工神经元之间的连接强度，由此进行学习的。
人脑中的神经元构造
绝大多数人工神经网络并不仅有输入层和输出层这两层，中间还有很多隐蔽层，故而得名“深度神经网络”。演习深度神经网络进行学习，即所谓“深度学习”。
在打算机中，草莓图像首先被分解为像素，一个个像素点构成了输入层。在靠近输入层的隐蔽层上，分布着对构成图像轮廓的横、竖、斜等线段有反应的节点。信息传到下一层之后，这些线段无缝衔接，整合为更繁芜的图块。每经由一个隐蔽层，上一层中的信息就会再次组合，识别出的图案也越来越繁芜。反复进行“识别图像—核对—修正权重”的过程之后，“尖状”“颗粒”这些契合草莓的特色路径上的节点被点亮，终极输出草莓的结果。
人工神经网络识别草莓的过程
让我们回到AI根据《青花瓷》歌词绘制的山水题材水墨画。让AI学会绘制这样一幅画须要给它准备两个模块，分别是“学生模块”和“老师模块”。“学生模块”卖力创作，“老师模块”卖力对学生的作品进行核对。
我们可以让“学生模块”随机天生一些山的图片。同时，我们再准备一些真实的山水画作品，对“老师模块”进行演习。当“老师模块”看到随机图片的时候，就见告它这不是山；当“老师模块”看到真实的山水画之后，就见告它这是精确的山。我们让“老师模块”一直地看图学习之后，再来辅导“学生模块”。
AI画作
经由一轮演习之后，“学生模块”会创作出很多尖状物体的图片。我们再用这些尖状物体的图片去演习“老师模块”，让“老师模块”知道，仅仅有尖状物体的图片并不是山，山除了是尖状外，上面还可能有植被。我们让能力提升之后的“老师模块”再去演习“学生模块”，然后再用提升之后的“学生模块”演习“老师模块”。经由这样一轮轮的反复演习后，“学生模块”终于能够创作出靠谱的山水画作品。
AI根据周杰伦《七里喷鼻香》歌词绘制的作品
AI绘画并不是普通理解的抄袭和缝合，但可能存在规律、套路上的缝合。AI能先根据输入的关键词确定绘制的主题和物品，接下来的风格则源于人类画师的作品。比如开篇那幅根据《青花瓷》歌词天生的作品便是中国水墨画风格。如果把《七里喷鼻香》的歌词“雨下整夜，我的爱溢出就像雨水。院子落叶，跟我的思念厚厚一叠”给AI去发挥，依然可以天生类似的中国水墨画风格的作品。
AI画作：天国之门
如果要让AI画西方油画风格的作品，那绘制出的作品可能就有凡·高、莫奈、雷诺阿等印象派大师的影子。如果要让AI画科幻风格的作品，那可能就会画出像好莱坞科幻大片一样的场景。
AI画作：末日废土
没有任何绘画根本的人用AI程序天生这些高质量画作，只须要短短几分钟韶光，而人类画师则须要聚精会神地绘制数小时乃至数日才能完成这样一幅作品。因此，AI绘画问世之后引起了很多争议。有人认为，AI绘出的作品没有生命力；有人认为，AI绘画学习了很多艺术家的作品，艺术家的版权得不到保护；还有人认为，AI绘画会导致大量画师失落业。但无论如何，AI绘画已经开始投入商业利用。国外一些杂志社开始用AI创作的图片来做杂志配图，也有AI绘画作品在拍卖行拍出几十万美元的高价，乃至连近日爆火的新型谈天机器人ChatGPT也具有了绘画功能。AI艺术创作的未来究竟会如何？让我们拭目以待。
本文节选自《美少年》2023年第4期
《AI画家是如何炼成的：深度学习和神经网络的秘密》