《Fractal Art——Closer to Heaven》读书笔记

这是一篇很有趣的文章,讲的是分形(fractal)、混沌(chaos theory)和艺术之间的关系。

先说说艺术中常常用到的数学特性,这些包括:

分形结构F有如下四个特征:

  1. F在任意小的尺度下都具备精细结构(Fine structure)
  2. 很难使用传统的几何公式进行描述,不论是全局或局部。
  3. F具备某种程度上的自相似性。
  4. F更适合使用分形维度(fractal dimension),而不是拓扑维度(topological dimension)来描述。

分形结构可以分为三类:

  1. 逃逸时间分形(Escape-time fractals)
  2. 迭代函数系统(Iterated Function System,IFS)
  3. 随机分形(Random fractals)

作者提到了分形制作软件Ultra Fractal,在艺术和设计中的应用则可以看看如下列表:

序号 用途 用法
1 火焰设计 使用IFS
2 地形设计 使用随机算法(随机分形)
3 分形音乐 分形音乐讲数值映射到一个音符集合中,从而形成曲子。一般作曲者会用分形做出一段自相似的音节,然后再在上面添加乐曲、采样和其他音效

作者谈到的和分形艺术相关联的艺术家和艺术作品则如下:

序号 艺术家 作品 说明
1 杰克逊·波洛克Jackson Pollock 1940年代末的作品 + 其中一幅使用身体动作构造不同的绘画尺度,另一幅引入了颜料滴,可以看成是一种混沌系统。
+ 波洛克油画的每一层拆解都存在分形
2 埃舍尔Escher 契合元图
tessellation
呈现了分形的无限重复、多尺度的自相似性,从而呈现出一种光学错觉
3 萨尔瓦多·达利Salvador Dali La Visage de la Guerre
战争的面孔
面具中的面具呈现出分形的连续性
4 巴赫 卡农(canon)
赋格曲(fugus)
呈现出自相似性和尺度变化性
5 贝多芬 自相似性和尺度变化性(scaling)
6 莫扎特 自相似性和尺度变化性

作者的想法

首先,自然界的真相是存在着各种不规则、混沌、突变、不连续、自相似、尺度缩放。这些真相和规则,才构成了自然界的内在和外在的美丽与和谐。

自然界的树木、枝条、叶子、树根、花椰菜、钻石、海岸线、山脉、云彩、星星、天空、星系——都可以用分形因子来描述。

而天气、太阳系、大陆板块运动、流体、人口增长、经济学——都可以用混沌动态系统来描述。

混沌理论建立起了一种全局和局部的新关系,和艺术出现的感觉类似,从而建立起一种科学与艺术之间的新关系。

根据作者的研究,混沌理论建立的音乐,要比基于马尔科夫链的算法更加好听,更加真实。

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