执剑而舞:用代码创作艺术
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虚拟生物

26.Brent Watanabe的作品《圣安地斯的野鹿漫游》(San Andreas Streaming Deer Cam)(2015~2016)。这是艺术家在电脑游戏《侠盗猎车手5》(Grand Theft Auto V)中制作的一段视频。艺术家在游戏中先创作了一头野鹿,然后让这头鹿在虚拟的城市里漫游,并和周边环境、游戏角色发生各种类型的互动。在视频录制的过程中,这头野鹿沿着洒满月光的海滩漫步,造成了主干道的交通拥堵。鹿还参与了黑帮枪战,被警察追捕。

虚拟生物

创建人造生命

概述

你就是弗兰肯斯坦(Frankenstein)博士(译者注:弗兰肯斯坦是欧美文化中著名的科学怪人形象,有着不死之身),你的任务就是创造新的生命——有情感的高级生物、移动的羊群或蜂群、人工智能生物、新的植物甚至是新的生态圈。你需要用算法生成自己想象中的生物,并设计它的行为方式——这种生物如何睡觉、如何繁殖、如何死亡,如何自相残杀?想象一下你所设计的生物种群,种群中的个体会是怎样的关系?个体之间是相互排斥还是相互吸引?你所创造的生物如何适应周边的生态环境,又受到哪些环境的限制?

仔细想一想,如何让你所创造的生物和某种隐喻、评论或者人类的真实需求相联系,让它成为某种文化符号。

学习目标

● 研究、讨论和编写各类函数,用来模拟不同的生物动作。

● 使用面向对象的编程方法设计和开发虚拟生物程序。

● 编程实现生物间的交互。

引申

● 构造一个生态系统,至少包含一对相爱相杀的生物,如猎物/掠食者、共生生物等。

● 编程设计你的生物,让生物的外表和其行为相互关联。比如,想象一下阿米巴虫的伪足,它既决定了阿米巴虫的身体形态,也决定了阿米巴虫的运动方向。尝试利用可能的粒子运动、布娃娃物理系统(译者注:三维动画里面所使用的物理引擎动画方式)或者增强学习系统(译者注:人工智能中一种重要的信息处理方式),来设计你想象中的生物的身体形态。

● 编写面向对象的代码,把你设计的生物进行封装。如果你的同学遵守了相同的设计协议(吃、睡觉、觅食等),那就能互相交换各自的代码,实现至少包含两种动物的生态系统。引申代码可以使用GitHub之类的版本控制工具进行协作,从而尝试软件开发的线上协作,并学会正确注释代码。

● 把你设计的数字生态系统做成增强现实,投影到某个特定的投影表面。能让你设计的生物和你选择的真实物理环境产生互动吗?

按语

正如皮格马利翁、魔像、弗兰肯斯坦等故事中所描述的一样,人类从骨子里就有神的欲望——创造生命。这种人类的本能冲动,已经在各种机器人的历史中得到了验证。日本有“机关人偶”,欧洲则有Turriano的“祈祷僧侣”(约公元1560年)、Vaucanson的“嚼食的鸭子”(公元1738年)等自动机器。现在有了计算机,可以用计算机程序模拟生命系统及其行为和交互活动,构造出多智能体系统。很多模拟生命的系统运用了简单的规则,设计出大量的生命体,结果会出现涌现现象,比如出现自规范、表观智能和群体协作等特征(译者注:涌现是系统科学中的概念,主要强调某个复杂系统表现出了其组成各体完全不曾出现的新特性)。

不论你所使用的媒介是硬件还是软件,人造生命的目标就是要让人感到鲜活,这是个系统工程。创造虚拟生物不是“设计角色”,设计角色更多关注的是视觉呈现效果,而创造生物则要求你关注虚拟生物在环境中的反应,以及它的各种动态行为。在教学过程中,教师需要反复强调,生命的外在形态可以极度简化,甚至可以用几个矩形表示,但其生命活动依然鲜活动人。学生需要把重点放在生命的生活方式上。

没有故事的生命是苍白的——自身没有价值,对他人也没有价值。生命在与其他生命和环境的互动中有了故事,有了个性,生命才有了价值。如果生物能够对外界刺激或主体做出反应,比如能够与观众产生交互,那么就能抚慰人类孤独的心灵,成为Tamagotchi(电子宠物鸡)之类的电子宠物,柔弱乖巧,人见人爱。这种反馈机制还有可能以出乎意料的方式,形成一个新的生态系统。

27.Design IO工作室(Theo Watson和Emily Gobeille)的作品《连接的世界》(Connected Worlds)(2015)。这个作品是放置在纽约科学大讲堂的互动装置。作品营造了6种生态环境,把这些环境投射到大讲堂的墙壁和地面上,形成了沉浸式的体验环境。观众可以在体验环境中与水流交互,了解水循环在不同生态系统中的作用。艺术家设计了几十种生物,用各种生物的反馈来描绘不同的生态系统。

28.神经科医生William Grey Walter创作的《陆龟》(tortoises)(1948~1949)。这个机器人具有趋光性和障碍规避的能力。

29.Karl Sims的项目《进化的虚拟生命》(Evolved Virtual Creatures)(1994)。这种虚拟生命采用基因算法加以设计,不断进化,有一种迷人而独特的运动形态。

相关项目

Ian Cheng, Bob (Bag of Beliefs), 2018-2019, animations of evolving artificial lifeforms.

James Conway, Game of Life, 1970, cellular automaton.

Sofia Crespo, Neural Zoo, 2018, creatures generated with neural nets.

Wim Delvoye, Cloaca, 2000-2007, large-scale digestion machine.

Ulrike Gabriel, Terrain 01, 1993, photoresponsive robotic installation.

Alexandra Daisy Ginsberg. The Substitute, 2019, video installation and animation.

Edward Ihnatowicz, Senster, 1970, interactive robotic sculpture.

William Latham, Mutator C, 1993, generated 3D renderings.

Golan Levin et al., Single Cell and Double Cell, 2001-2002, online bestiary.

Jon McCormack, Morphogenesis Series, 2002, computer model and prints on photo media.

Brandon Morse, A Confidence of Vertices, 2008, generated animation.

Adrià Navarro, Generative Play, 2013, generated characters and card game.

Jane Prophet and Gordon Selley, TechnoSphere, 1995-2002, online environment and generative design tool.

Matt Pyke (Universal Everything), NokiaFriends, 2008, generative squishy characters.

Susana Soares, Upflanze, 2014, hypothetical plant archetypes.

Christa Sommerer and Laurent Mignonneau, A-Volve, 1994-1995, interactive installation.

Christa Sommerer and Laurent Mignonneau, Lifewriter, 2006, interactive installation.

Francis Tseng and Fei Liu, Humans ofSimulated New York, 2016, participatory economic simulation.

Juanelo Turriano, Automaton of a Friar, c. 1560, Smithsonian Institution, National Museum of American History.

Jacques de Vaucanson, Canard Digérateur, 1739, automaton in the form of a duck.

Lukas Vojir, Processing Monsters, 2008-2010, online bestiary.

Will Wright and Chaim Gingold et al., Spore Creature Creator, 2002-2008, creature construction software.

参考文献

Jean Baudrillard, Simulacra and Simulation (Ann Arbor: University of Michigan Press, 1994).

Valentino Braitenberg, Vehicles: Experiments in Synthetic Psychology (Cambridge, MA: MIT Press, 1984).

Bert Wang-Chak Chan,“Lenia: Biology of Artificial Life,”Complex Systems 28, no. 3 (2019), 251-286.

Ian Cheng et al., Emissaries Guide to Worlding (London: Koenig Books, 2018).

Craig W. Reynolds,“Steering Behaviors For Autonomous Characters,”Proceedings ofthe Game Developers Conference (1999), 763-782.

Daniel Shiffman, The Nature of Code: Simulating Natural Systems with Processing (self-pub., 2012).

Mitchell Whitelaw, Metacreation: Art and Artificial Life (Cambridge, MA: MIT Press, 2006).