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/

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軟體藝術、衍生性藝術與細胞自動機

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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