Evolutionær kunst er en form for procedurekunst , hvor billedkunst , musik og scenekunst skabes ved hjælp af evolutionære algoritmer - det vil sige metoder til løsning af optimeringsproblemer kombineret med principperne for naturlig evolution . Ved at se kunstneriske processer som optimering skaber kunstnere værker, der har en æstetisk indflydelse på mennesker. Af tidsmæssige årsager er implementeringen af denne klasse af algoritmer tildelt computeren , men i princippet kan beregningen også udføres manuelt. Derfor er evolutionær kunst en del af digital kunst .
Grundlaget for evolutionær kunst, som alle evolutionære algoritmer, er en population af individer, der hver repræsenterer en visuel struktur. Denne repræsentation kan enten være indirekte - da individer i genetisk programmering indeholder et program, der skaber en visuel struktur, så den biologiske skelnen mellem genotype og fænotype opretholdes . Repræsentationen kan dog også være direkte, som i evolutionær strategi , hvor kun fænotypen af individet, som evolutionære operationer anvendes på, tages i betragtning. I dette tilfælde er individet et billede, en tegning, et levende billede eller lignende i form af en billedfil eller videofil .
Næsten alle evolutionære kunstnere, der bruger indirekte repræsentationer, producerer ikke -repræsentative visuelle værker [1] . Uanset om repræsentationen er direkte eller indirekte, er der kun få tilgange til visuel evolutionær kunst.
I processen med evolutionær kunst bestemmes først en indledende befolkning af mennesker. I indirekte repræsentation, som sædvanligt i genetisk programmering, genereres tilfældige programmer og dermed tilfældige visuelle strukturer. I direkte repræsentation vælges ikke-tilfældige visuelle strukturer normalt af kunstneren, for eksempel kan de tages fra tidligere evolutionære kørsler.
Derefter følger reproduktionsfasen, inden for hvilken individer formerer sig i overensstemmelse med reproduktionsstrategien, operationerne med rekombination og mutation anvendes på dem. Arten af disse operationer afhænger af karakteren af programmer eller direkte visuelle strukturer, såsom evolutionære algoritmer; lineære og hierarkiske strukturer af individuelle individer kræver særlige operationer af rekombination og mutation.
En del af avlsstrategien er måden, individer udvælges til rekombination (avlsudvælgelse). Hvis reproduktionsstrategien er baseret på genetiske algoritmer , skal fitnessværdier være tilgængelige for hver enkelt på forhånd. Frekvensen af udvælgelse til reproduktion er en strengt monoton funktion af denne tilpasning, det vil sige, jo højere fitness, jo større er sandsynligheden for udvælgelse. Hvis reproduktionsstrategien er baseret på evolutionære strategier, er valget jævnt fordelt tilfældigt.
Efter avlsfasen vises en population af afkom, som hver især skal bestemme en fitnessscore, der på en eller anden måde afspejler de visuelle strukturers æstetik . Algoritmisk bestemmelse af disse værdier vil kræve en formel æstetisk model, der ikke er tilgængelig i tidligere evolutionære kunstmetoder, eller kun ved deres begyndelse. Derfor er algoritmiske metoder begrænset til at definere simple egenskaber ved billedanalyse og modeller baseret på dem, såsom for eksempel entropimodeller . Bestemmelsen af et individs eller en gruppe menneskers egnethed foretages normalt af kunstneren, som bedømmer efter hans subjektive æstetiske kriterier. En alternativ metode til at vurdere empirisk egnethed er den tid, seeren bruger på at se hver visuel struktur, der præsenteres for dem. Der er også ubevidste metoder, der forsøger at opnå en sammenhæng mellem en seers fysiologisk målbare egenskaber og deres æstetiske vurderinger (f.eks. vurdering af elevrespons ). Den mest innovative tilgang her er neuroæstetik , som identificerer områder af hjernen, der er involveret i æstetisk evaluering, og som forsøger at korrelere aktiviteterne i disse regioner med æstetiske evalueringer (lignende metoder bruges af neuromarketing ). Men fordi disse tilgange kræver sofistikeret og stadig meget dyrt medicinsk billedbehandlingsudstyr , har deres anvendelse i evolutionær kunst indtil videre været begrænset til et par små undersøgelser.
Hvis forældrene og deres afkom har kondition, bruges en selektionsstrategi til at afgøre, hvilket individ i næste generation der kan fortsætte med at eksistere og eventuelt formere sig. Denne udvælgelsesstrategi tager enten kun hensyn til afkom eller foreningen af forældre og afkom. Hvis et afbrydelseskriterium, såsom at nå et forudbestemt maksimalt antal generationer, ikke nås, begynder den næste iteration af den evolutionære kunstproces med en ny reproduktionsfase.
En anvendelse af evolutionær kunst er ikke-fotorealistisk gengivelse , et felt af computergrafik, hvor grafik er bevidst unøjagtig i deres fysiske repræsentation. Et eksempel her er skabelsen af et kunstigt maleri ud fra et fotografi . De britiske videnskabsmænd Collomoss og Hall udviklede i 2005 en algoritme, der skaber billeder baseret på fotografier [2] . Et maleri opfattes som en sekvens af streger og streger, som defineres som position, retning, farve osv. Den genetiske algoritme bruges altså til at finde rummet i alle mulige malerier. Fitnessfunktionen , som tildeler en kvalitet til hver løsningskandidat , sammenligner kandidatgrænsebilledet med det oprindeligt beregnede fremtrædende billede . Billeddetaljernes fremtræden viser, hvor mærkbar det er for en person. I Collomoss og Hall-algoritmen består billeddetaljespecificitet af tre faktorer: sjældenhedsniveau, synlighedsgrad og en tredje faktor, der primært tager hensyn til brugernes smag i underregioner for at skelne vigtige artefakter fra uvæsentlige.
Salientitet er baseret på ideen om, at kunstværker "ikke er et spejl" af virkeligheden (ifølge Ernst Gombrich [3] ), men derimod dens fortolkning af kunstneren.