數(shù)字科學藝術(shù)：Processing數(shù)字編程創(chuàng)新設計

沙良晟 王皓月 趙 璐

[1.2.魯迅美術(shù)學院中英數(shù)字媒體(數(shù)字媒體)藝術(shù)學院,遼寧沈陽 110816;3.魯迅美術(shù)學院,遼寧沈陽 110816]

一、數(shù)字藝術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展

斯圖亞特?霍爾（Stuart Hall）出生于英國，是一名文化，社會以及媒體理論家，他曾經(jīng)指出；“媒介是表意的工具，通過技術(shù)沒接過程建構(gòu)意義，呈現(xiàn)給閱讀者關(guān)于世界的圖景。”在當下二十一世紀，技術(shù)科技方面取得突破。科技的進步對于每一門專業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展不再受到局限。視覺表現(xiàn)以及藝術(shù)體驗也在不斷地打破我們所認知的維度，從原先的手繪二維藝術(shù)轉(zhuǎn)變到三維立體形式，在轉(zhuǎn)變到數(shù)字藝術(shù)從而達到數(shù)字維度的世界，在數(shù)字維度的發(fā)展使得我們藝術(shù)不再受到各種材質(zhì)，場地的限制，是一種全新的世界，也推進了元宇宙的形成。對于元宇宙是利用科技手段將數(shù)字社會與現(xiàn)實社會進行鏈接與創(chuàng)造的，能現(xiàn)實世界映射，也可以與交互的虛擬世界，具備新型社會體系的數(shù)字生活空間。

世界上第一臺電子計算機“電子數(shù)字積分計算機”（ENIAC Electronic Numerical Calculator）于1946年2月14日在美國賓夕法尼亞大學問世。計算機語言是一種人與計算機之間交流的方法，就此誕生，一種人與計算機之間傳遞的方式。如今我們可以通過編程語言兩種形式：匯編語言和高級語言與計算機進行交流，這是一種跨維度的溝通，對于虛擬信息世界的一種相互了解。

新的藝術(shù)形勢產(chǎn)生都伴隨著社會的變革，藝術(shù)家們總是在最每個時間段最早的時候?qū)τ谧约簳r代固有的文化與技術(shù)進行反思，最初的所有藝術(shù)科學的勞動成果在展覽，電子媒體等相關(guān)會議進行報道，也在各種領(lǐng)域不斷的成長。數(shù)字藝術(shù)自第一次出現(xiàn)起經(jīng)歷了幾個名字的變化：曾被稱為“計算機藝術(shù)”，然后是多媒體藝術(shù)和賽博藝術(shù)，現(xiàn)在是數(shù)字藝術(shù)與“新媒體藝術(shù)”交替使用，其中；在面對數(shù)字編程藝術(shù)設計的不斷崛起，藝術(shù)范疇不再單一化。問題從而也不斷地浮現(xiàn)，學科的煩瑣，技術(shù)層面困難，似的開始的編程藝術(shù)舉步維艱。當專門為視覺交互和媒體藝術(shù)創(chuàng)建的Processing出現(xiàn)，從而藝術(shù)和技術(shù)成為不可分割的新維度學科。本文就針對此，從數(shù)學領(lǐng)域所屬的編程學科，Processing編程為例與藝術(shù)設計結(jié)合，從圖形編程語言，互動裝置設計，公共藝術(shù)方面，為當代藝術(shù)設計的整合與變革帶來了巨大的改變。

二、Processing編程設計介紹與發(fā)展

Processing是科技技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，由學者卡西?瑞斯（Casey Reas）和本?弗萊（Ben Fry）創(chuàng)立，他們出生于美國，是麻省理工-媒體實驗室的美學與計算機研究小組成員。Processing是針對Java語言的基礎上簡化語法，通過數(shù)字語言將數(shù)字可視化，或基于數(shù)字編寫代碼從而形成與電子設備形成交互命令，是具備跨平臺的特性的編程軟件。起初我們所認識的計算機語言可能僅僅局限于工程師或者程序員的工作，現(xiàn)在對于藝術(shù)家，為了達到突破所屬領(lǐng)域，從而舍棄傳統(tǒng)方法，運用數(shù)字創(chuàng)作手法進行藝術(shù)創(chuàng)作。

圖1 一門開源編程語言和與之配套的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）的名稱

綜上所屬，從數(shù)學編程學科與藝術(shù)結(jié)合是當下藝術(shù)發(fā)展的必然趨勢。在面對當下社會形勢，設計師不單要具備一定的藝術(shù)素養(yǎng)，同時還應該具備抓住時代科技的手段，通過多學科的交融，將藝術(shù)領(lǐng)域不斷地開拓。一方面，新的數(shù)字編程藝術(shù)需要構(gòu)建以人本設計為基礎的融合設計體系，對現(xiàn)存的科技手段進行整合，借助于網(wǎng)絡平臺，實現(xiàn)數(shù)字信息的跨平臺共享。另一方面，數(shù)字設計藝術(shù)遠超藝術(shù)本身或者數(shù)字領(lǐng)域。因此，改革，優(yōu)化，融合是當下各個領(lǐng)域所要具備的。

三、Processing設計的發(fā)展以及創(chuàng)新實踐

設計關(guān)注于人們的日常生活，當設計帶給我們生活極大便利的時候，物質(zhì)生活得到滿足，從而人們不斷的追求精神層面的突破。數(shù)字藝術(shù)本身已經(jīng)成為一個無法準確定義描述的一種藝術(shù)美學設計和藝術(shù)實踐范疇領(lǐng)域的綜合體。

1.圖形編程語言

編程就是編寫有界面的程序，編程語言是一種標準化的交流技巧，用來發(fā)出指令，可以在指定的空間進行點，線，面的語言進行創(chuàng)作。如橢圓的代碼“ellipse（x,y,width,height）；”優(yōu)點在于更加精準的定位元素尺寸，位置，以及色彩的取值。

圖2 坐標圖

2.數(shù)據(jù)信息可視化

對于數(shù)字時代下的信息社會，信息大爆炸人們對于信息數(shù)據(jù)的掌握程度決定當下數(shù)字時代下經(jīng)濟，資源以及各種領(lǐng)域方面發(fā)展的程度。數(shù)據(jù)可視化正滿足于人們當下所需求，對于煩瑣數(shù)據(jù)的整理以及直觀藝術(shù)性的表現(xiàn)讓人們在快速發(fā)展的當下能夠更好地跟上社會的步伐。

更好地提供數(shù)據(jù)可視化的環(huán)境是Processing的一大特色，數(shù)據(jù)可視化的形成提供了大量的素材，圖形以及信息繪制。通過內(nèi)在的函數(shù)以及編程語言生成各種簡單明了的圖表，動畫達到清晰準確的傳達想要表現(xiàn)的信息數(shù)據(jù)。讓數(shù)據(jù)自身賦予生命，從而雙向的形成數(shù)字生命藝術(shù)，改變以往人們與數(shù)據(jù)交互和分析的方式方法。

圖3 Processing將圖片藝術(shù)幾何化快速處理47+

3.交互裝置設計

人們在電子設備不斷的出現(xiàn)同時，也在不斷地思考更新的手段與同機器交互的辦法，或者在當下新媒體的交互方式。互動裝置設計課程是對互動裝置藝術(shù)創(chuàng)作中科技運用的一次探索，互動媒體技術(shù)的運用不僅深刻地改變了審美實踐和作品展示的性質(zhì)，而且具有獨特的轉(zhuǎn)換性、滲透性和參與性以及敢于創(chuàng)新的有機整合的思維與展示方式。

聲音可視化是將聲音轉(zhuǎn)化為有形的圖像，人們可以看到圖像化的聲音。于1680年羅伯特?胡可（Robert Hooke）對于聲音形態(tài)有所研究。1787年恩斯特?克拉德尼（Ernst Chladin）的《關(guān)于音樂理論發(fā)現(xiàn)》成為聲音可視化的開創(chuàng)性作品。在人們的認識中，聲音是無形的，Processing平臺分析音頻，將音頻數(shù)字化轉(zhuǎn)化成圖像從而展現(xiàn)在我們的眼前。

《Robotic Voice Activated Word Kicking Machine》是Neil Mendoza創(chuàng)作的一件將語言自動轉(zhuǎn)化為文字的機器。當人們開始說話軟件會自動識別語音，當說話完畢后，瀏覽器會通過WebSocket鏈接講單詞彈射出去，在Box2D物理模擬中形成彈簧感覺，再投影墻面空間進行電子器械，聲音的交互展現(xiàn)。有趣的是當單詞靠近底角的管子，聲音會從實體空間一個揚聲器進行輸出。從而達到人與機械交流，機械與人回應。

圖4 《Robotic Voice Activated Word Kicking Machine》

Thibaut sld工作室設計的《HEXI responsive wall》，是一面墻，可以與人互動的裝置。由60個可以單獨活動的單元模塊構(gòu)成此裝置并且所有模塊可以反映人的形態(tài)產(chǎn)生波動或者與人的動作發(fā)生聯(lián)動反映是它奇妙之處。

圖5 《HEXI responsive wall》

4.公共藝術(shù)展覽

公共領(lǐng)域是近年來英國國家常用的概念之一。開放，公開的特質(zhì)的、由公眾自由參與和認同的公共性空間成為公共空間是他的特性。空間是一個相對哲學化的術(shù)語，與時間內(nèi)相對。安切雷斯?施耐德等人曾定義過公共空間劃分為：物理，社會，象征性的公共空間。關(guān)注于材料，空間內(nèi)部規(guī)范和社會的關(guān)系以及材質(zhì)性質(zhì)和地方的“氣氛”三點是關(guān)注的重點。伴隨著社會不斷進步，更高級的階級以及科技的發(fā)展讓公共藝術(shù)展覽不斷地產(chǎn)生性質(zhì)的變化。

從一個非常普遍的角度出發(fā)，無論是數(shù)字的還是模擬的，都在討論相同的問題，對于藝術(shù)的表現(xiàn)以及受眾者感知的美學問題；社會文化與政治的轉(zhuǎn)變問題；人們情感領(lǐng)域以及精神領(lǐng)域問題；個人以及社會群體問題。在公共藝術(shù)中，大多數(shù)作品目的都是為了觀眾與作品有一定的交互從而產(chǎn)生對于問題的思考或者對于自身的審閱。

OCtopada的作品八個觸須，每一個都激活了獨特的顏色和燈光，使章魚的音樂思維活躍起來。靈感來自蒸汽朋克的主題。當所有的8個鼓一起演奏的時候，機械動作和有節(jié)奏的燈光會讓觀眾眼花繚亂。

圖6 Octppada

設計演變成為三種形式：傳統(tǒng)設計，設計思維，計算設計是前田約翰的Design In Tech Report中所表示的。每一種形式是根據(jù)時代的演變所演繹出的設計走向。無論是設計為了有更好的用戶體驗，更吸引眼球的交互藝術(shù)、圖像，還是更好地占據(jù)市場的商業(yè)模塊，都是需要不同學科的相互融合，相互輔助從而達到想要的效果。張磊老師同濟大學設計系說過“設計思維的本質(zhì)是解決不確定性問題的創(chuàng)新思維；技術(shù)思維是解決確定性問題的創(chuàng)新思維。所以創(chuàng)新分為技術(shù)創(chuàng)新和設計創(chuàng)新兩種。”

結(jié)語

在數(shù)學科技領(lǐng)域，人們通過突破設計思維，科技思維，一次次突破幻想的局限，實現(xiàn)一件件超現(xiàn)代的作品。科技發(fā)展始終是藝術(shù)的發(fā)展基石，對于軟件技術(shù)，例如Processing已經(jīng)超越了對于他本身的定義，超越了科技范疇，同時也超越了藝術(shù)范疇。其千變?nèi)f化將虛擬數(shù)字形成可視化的創(chuàng)意變現(xiàn)出來，是一把當下藝術(shù)的靈感路徑。編程語言其實也是推動當下元宇宙形成的關(guān)鍵，維度世界的突破，讓計算機語言不單單是人們一味地賦予他們，命令他們，在藝術(shù)的手段下，數(shù)字編程藝術(shù)在吸取一定的命令后形成自我數(shù)字生命藝術(shù)，對于人們打破現(xiàn)實世界與虛擬世界的隔膜有很大的幫助。

作為當下設計師，我們對于設計不單單重在形勢，對于形勢表現(xiàn)的豐富手法不斷創(chuàng)新，同時也同樣考慮到人文，科技，歷史，時代發(fā)展等種種因素。在多方面條件下，數(shù)字藝術(shù)設計才能不斷地進步，新的知識，新的技術(shù)才能更好地得到推廣，從而不斷地向著未來，甚至展現(xiàn)出超前的思維與設計作品誕生。

注釋：

①學術(shù)季|博士論壇征稿啟事之數(shù)字藝術(shù)與智能傳播篇.

②北京大學學者發(fā)布元宇宙特征與屬性START圖譜.

③元宇宙(Metaverse)整合多種技術(shù)而產(chǎn)生的新型虛實相融的互聯(lián)網(wǎng)應用和社會形態(tài).

④Daniel Shiffman.Processing編程學習指南[M].北京:機械工業(yè)出版社,2017.

⑤《互動裝置設計》是2014年中國輕工業(yè)出版社出版的圖書-陳玨.

⑥基于Processing平臺的聲音可視化運用-石鑫.