1105
0.3
2015-02-21
Искусство в искусственном интеллекте
Вопросы искусства тесно связаны с психологией и восприятием человеком тех или иных сигналов, будь то звуковые частоты или цветовые спектры. В связи с этим, вопрос создания системы искусственного интеллекта, занимающегося или синтезирующего произведения искусства крайне сложная задача, которая граничит с невыполнимостью, но это не совсем верно. Для создания подобной системы необходимо глубоко изучить физическое и эмоциональное восприятие человеком разных внешних факторов. Это может показаться довольно простой задачей, учитывая, что по-отдельности большинство вопросов восприятия детально изучены специалистами в соответствующих областях научного мира. Но не стоит забывать, что наш мир устроен так, что связывая два хорошо известных элемента, мы получаем третий, не похожий ни на один из предыдущих, уникальный образец, который поведет себя совсем не так, как предполагалось. Это подтверждает простой школьный пример из химии, когда мы к марганцовке добавляем каплю глицерина, после чего смесь загорается.
Живопись
Что происходит, когда человек смотрит на картину? Это главнейший вопрос, ответ на который позволит нам приблизиться к созданию системы искусственного интеллекта, которая сможет писать картины.
Первым фактором, влияющим на восприятие и настроение человека, является цветовая гамма, а точнее цветовые спектры. Для того чтобы определить понятие цвета, нам вполне достаточно волновой теории. Итак, свет есть излучение с определенной длиной волны. Спектр видимого света — это излучение с длинами волн в диапазоне примерно от 400 до 700 нанометров. Все излучения, лежащие за пределами этого диапазона, человеческим глазом уже не воспринимаются.
Вторым фактором являются простые образы, дополняющие гамму. Несомненно, если человек увидит нарисованное яблоко, он наверняка почувствует его запах и сможет почувствовать его вкус, если он пробовал такое яблоко ранее.
Третьим фактором я выделяю сложные образы или «шаблоны», которые человек накопил в течение жизни. Ведь нельзя отрицать то, что человек, который хорошо помнит картину «Девочка с персиками», обязательно представит себе эту картину, если увидит точно такой же персик, как на любой другой картине с похожими образами.
Хочется уточнить, что человек по-разному оценивает материальные вещи и изображения. Скорее всего, если он будет держать в руке такой персик, то о картине всё же не задумается.
Рассмотрим подробнее влияние на восприятие человека каждого из трех факторов.
Первый фактор
Как мы воспринимаем цвета
Цвет — это сенсорное впечатление, которое возникает, когда волновые световые раздражители определенной длины (электромагнитное излучение в диапазоне приблизительно от 180 до 780 нм, так называемый световой спектр) попадают на рецепторы зрачка. Оттуда по нейронным сетям этот импульс передается в мозг и начинает восприниматься как цвет. Восприятие цвета окружающих объектов всегда субъективно, так как оно возникает только в головном мозгу смотрящего. В физическом смысле объекты не имеют цвета, мы всего лишь воспринимаем их такими.
Физиологический аспект цветовосприятия заключается в том, что в процессе эволюции на задней части человеческого зрачка появились фоторецепторы. При воздействии электромагнитных волн длиной от 380 до 780 нм они способны генерировать физиологический (нервный) сигнал. Существует два вида фоторецепторов: палочки и колбочки. Палочки распознают только контраст черного и белого, очень светочувствительны и делают возможным зрение в сумерках и в темноте. Колбочки ответственны за восприятие цвета. Существует три типа колбочек, которые воспринимают короткие (синий цвет), средние (зеленый) и длинные волны (красный цвет) цветового излучения. Каждое сочетание световых лучей, падающих на сетчатку, определенным образом возбуждает эти три вида колбочек и дает соответствующее впечатление о цвете. Нервные импульсы, которые возникают на фоторецепторах, передаются по нервным сетям в головной мозг (трансдукция), где в конечном итоге цвета начинают восприниматься сознательно.
Психология цветовосприятия
Многочисленные психологические и социологические исследования на эту тему дают в целом единообразную картину. С одной стороны, эмоциональное воздействие цветов обусловлено свойствами универсальных объектов (голубое небо, красная кровь, желтое солнце, зеленая трава и др.), с другой стороны — влиянием культуры, и неважно, осознаем мы ее влияние или нет. В повседневной жизни с символикой цветов имеют дело не только живописцы, дизайнеры, графики и другие представители художественных профессий. Эмоциональное воздействие цветов отражается, например, в языке — всем знакомы выражения «словно красная тряпка для быка», «люди в белых халатах», «почернеть от злости» и многие другие.
Во втором эксперименте участникам было показано 30 фотографий с изображением целующихся влюбленных пар. Среди этих фотографий были как монохромные (окрашенные в разные цвета — красный, желтый, синий, зеленый, черный), так и цветные. Каждый снимок появлялся в шести цветовых вариантах (в случайном порядке, на одну секунду). Испытуемые получили инструкцию: «Вам будут показаны фотографии целующихся пар. Часть фотографий — портреты обычных людей, часть — кадры из фильмов. Пожалуйста, оцените, насколько, по вашему мнению, сильны чувства людей на фотографии (по шкале от 1 до 5)».
При проведении эксперимента мы специально просили «оценить чувства» людей на фотографиях, чтобы внимание участников эксперимента не было направлено ни на цвет, ни на их субъективное отношение к нему. Исследовалось, насколько различные оттенки цветов влияют на эмоциональную оценку той или иной фотографии.
Второй фактор
Вторым важным фактор, как было описан ранее, являются простые зрительные образы. Так, например, образ сладостей, соответствующего цвета может вызывать не только чувство аппетита, но также влиять на настроение человека.
Ученые редко придают значение непосредственно образам, но доказано, что если повесить натюрморт на кухне, то у человека быстрее появляется чувство аппетита, а если в комнате висит картина с изображением цветов, то появляется ощущение, что едва слышится запах этих цветов.
Эти простые образы закладываются у человека с самого детства и дополняются в течении жизни.
Этот фактор, наряду с первым фактором, всегда учитывается при создании систем искусственного интеллекта, синтезирующих изображения, но не учитывают не менее важный третий фактор.
Музыка
Первый фактор
Для того чтобы объяснить механизм воздействия музыки на человеческий организм, необходимо рассмотреть, как человек воспринимает звук. Звуковые колебания воспринимаются либо через органы слуха, передающие полученную информацию в особые участки мозга, либо колебания определённой частоты напрямую воздействуют на функционирование отдельных органов и организм в целом. В первом случае мозг, в зависимости от полученной информации, направляет органам сигналы, возникающие под её влиянием. Во втором случае механизм воздействия звуковых колебаний следующий. Каждый орган работает в своём особом режиме, биоритмы работы любого здорового органа лежат в определённом диапазоне частот, общем для подавляющего большинства людей. Например, частота работы сердца и гладкой мускулатуры внутренних органов близка к 7 Гц. Альфа-режим работы мозга – 4 – 6 Гц. Бета-режим – 20 – 30 Гц. При совпадении или приближении частоты звукового колебания к частоте биоритмов того или иного органа возникает хорошо известное всем явление резонанса (усиление колебаний) или антирезонанса (подавление колебаний). Возможны также случаи так называемого неполного резонанса (частичного совпадения колебаний).
Но, как бы там ни было, орган начинает работать в непривычном и дисгармоничном для него ритме, что может привести к развитию патологии как этого органа, так и всего организма в целом. Человек слышит звуковые колебания в среднем с частотой от 20 Гц до 20 КГц. Выше этого диапазона начинается область ультразвуковых колебаний, но прямое воздействие на организм оказывают в основном колебания от 2 до 10 Гц.
Итак, музыка оказывает воздействие одновременно по нескольким направлениям. От анализа психоэмоционального ряда мы позволим себе воздержаться, поскольку такая работа требует значительного времени и отдельного большого исследования с привлечением специалистов-психологов и психотерапевтов. Предметом дальнейшего нашего обсуждения будут исключительно низкочастотные ритмические колебания.
Они проявляются в ритме (или темпе) музыки, то есть в количестве ударов (тактов) в минуту. Так, ритм вальса составляет около 50-80 ударов в минуту, иными словами около 1 Гц.
Музыка, предназначенная для релаксации и медитации, имеет гораздо более медленный ритм. Рок-н-ролл и родственные ему музыкальные формы имеют около 120 ударов в мин, то есть около 2 Гц. Впрочем, в последнее время всё большее распространение получают музыкальные направления, где частота ударов в мин достигает 240, то есть приближается к 4 Гц. Образно говоря, она – прямой удар непосредственно по мозгу.
Второй фактор
Для простых звуковых ассоциаций существует термин «восприятие сложных звуков.
Восприятие сложных звуков — процесс построения слухового образа — на основе звуков, имеющих сложный спектральный и ритмический состав. Сложные звуки имеют различные источники, в соответствии с чем на первый план выходят те или иные их признаки.
Прежде всего особенности структуры акустического спектра квалифицируются как звуки разного качества (глухие и звонкие, мягкие и резкие, низкие или высокие). Многие звуки природы (например, шелест листвы, плеск воды, треск сучьев, грохот обвала, биение сердца) представляют собой одиночные повторяющиеся импульсы, когда частота и регулярность этого повторения являются значимыми признаками ориентировки и построения адекватного образа восприятия. Звуки речи анализируются не только по их значению, но и — на основе интонационных характеристик, громкости, задержек, изменениях темпа — по экспрессивному наполнению. При восприятии музыкальных звуков ведущими становятся признаки, образующие ее музыкально-звуковую ткань, такие как ладогармонические высотные соотношения, ритмическая канва.
Третий фактор
Ни одна система искусственного интеллекта не учитывает третий не менее важный, а может и более важный фактор – шаблонные значения человеческой памяти. Ведь, несомненно, во всем, что касается искусства, для глубокого осознания изображения, каждый человек использует свои собственные шаблонные визуально-спектральные образы. Так получается, что все мы мыслим образами и шаблонами? Да, именно так и выходит.
Для каждого человека набор шаблонных визуально-спектральных образов свой собственный, но есть те, которые характерны для многих людей. Те, которые специально обучались, имеют намного больше шаблонных визуально-спектральных образов, чем те, кто специально не обучался. По сути своей, школы, делают глубокий обзор изображений (картинок и картин) с детальными пояснения, всего лишь преподносят шаблоны своим слушателям.
Что же касается музыки, то музыкальная школа – это не что иное, как фабрика шаблонов. И чем дальше человек обучается, тем больше шаблонов он впитывает. В музыкальной школе к звуковым образам добавляют еще и визуальные. Это объясняет тот факт, что дети сидящие на «музыкальной литературе» не понимают, что они должны видеть, но усердно учась, они, не понимая этого сами, впитывают шаблон. Спустя всего несколько лет эти же дети не только смогут рассказать, что должен человек «увидеть» при прослушивании того или иного классического произведения, но и сами действительно это чувствуют.
Все это означает то, что третий фактор – это некая комбинация второго фактора с тематическим смысловым подтекстом, который закладывается в произведение искусства автором. Этот подтекст, как известно, далеко не всегда правильно распознается, и у каждого человека свой набор психоэмоциональных и смысловых ассоциаций одного того же образа.
Источник: geektimes.ru/post/246180/
Живопись
Что происходит, когда человек смотрит на картину? Это главнейший вопрос, ответ на который позволит нам приблизиться к созданию системы искусственного интеллекта, которая сможет писать картины.
Первым фактором, влияющим на восприятие и настроение человека, является цветовая гамма, а точнее цветовые спектры. Для того чтобы определить понятие цвета, нам вполне достаточно волновой теории. Итак, свет есть излучение с определенной длиной волны. Спектр видимого света — это излучение с длинами волн в диапазоне примерно от 400 до 700 нанометров. Все излучения, лежащие за пределами этого диапазона, человеческим глазом уже не воспринимаются.
Вторым фактором являются простые образы, дополняющие гамму. Несомненно, если человек увидит нарисованное яблоко, он наверняка почувствует его запах и сможет почувствовать его вкус, если он пробовал такое яблоко ранее.
Третьим фактором я выделяю сложные образы или «шаблоны», которые человек накопил в течение жизни. Ведь нельзя отрицать то, что человек, который хорошо помнит картину «Девочка с персиками», обязательно представит себе эту картину, если увидит точно такой же персик, как на любой другой картине с похожими образами.
Хочется уточнить, что человек по-разному оценивает материальные вещи и изображения. Скорее всего, если он будет держать в руке такой персик, то о картине всё же не задумается.
Рассмотрим подробнее влияние на восприятие человека каждого из трех факторов.
Первый фактор
Как мы воспринимаем цвета
Цвет — это сенсорное впечатление, которое возникает, когда волновые световые раздражители определенной длины (электромагнитное излучение в диапазоне приблизительно от 180 до 780 нм, так называемый световой спектр) попадают на рецепторы зрачка. Оттуда по нейронным сетям этот импульс передается в мозг и начинает восприниматься как цвет. Восприятие цвета окружающих объектов всегда субъективно, так как оно возникает только в головном мозгу смотрящего. В физическом смысле объекты не имеют цвета, мы всего лишь воспринимаем их такими.
Физиологический аспект цветовосприятия заключается в том, что в процессе эволюции на задней части человеческого зрачка появились фоторецепторы. При воздействии электромагнитных волн длиной от 380 до 780 нм они способны генерировать физиологический (нервный) сигнал. Существует два вида фоторецепторов: палочки и колбочки. Палочки распознают только контраст черного и белого, очень светочувствительны и делают возможным зрение в сумерках и в темноте. Колбочки ответственны за восприятие цвета. Существует три типа колбочек, которые воспринимают короткие (синий цвет), средние (зеленый) и длинные волны (красный цвет) цветового излучения. Каждое сочетание световых лучей, падающих на сетчатку, определенным образом возбуждает эти три вида колбочек и дает соответствующее впечатление о цвете. Нервные импульсы, которые возникают на фоторецепторах, передаются по нервным сетям в головной мозг (трансдукция), где в конечном итоге цвета начинают восприниматься сознательно.
Психология цветовосприятия
Многочисленные психологические и социологические исследования на эту тему дают в целом единообразную картину. С одной стороны, эмоциональное воздействие цветов обусловлено свойствами универсальных объектов (голубое небо, красная кровь, желтое солнце, зеленая трава и др.), с другой стороны — влиянием культуры, и неважно, осознаем мы ее влияние или нет. В повседневной жизни с символикой цветов имеют дело не только живописцы, дизайнеры, графики и другие представители художественных профессий. Эмоциональное воздействие цветов отражается, например, в языке — всем знакомы выражения «словно красная тряпка для быка», «люди в белых халатах», «почернеть от злости» и многие другие.
Описание исследования
При исследовании цветовосприятия одной группой ученых было проведено два эксперимента. В первом из них испытуемым (10 мужчинам и 10 женщинам) показывали по-разному окрашенные слайды и фиксировали нейронную активность при восприятии того или иного цвета.Во втором эксперименте участникам было показано 30 фотографий с изображением целующихся влюбленных пар. Среди этих фотографий были как монохромные (окрашенные в разные цвета — красный, желтый, синий, зеленый, черный), так и цветные. Каждый снимок появлялся в шести цветовых вариантах (в случайном порядке, на одну секунду). Испытуемые получили инструкцию: «Вам будут показаны фотографии целующихся пар. Часть фотографий — портреты обычных людей, часть — кадры из фильмов. Пожалуйста, оцените, насколько, по вашему мнению, сильны чувства людей на фотографии (по шкале от 1 до 5)».
При проведении эксперимента мы специально просили «оценить чувства» людей на фотографиях, чтобы внимание участников эксперимента не было направлено ни на цвет, ни на их субъективное отношение к нему. Исследовалось, насколько различные оттенки цветов влияют на эмоциональную оценку той или иной фотографии.
Результаты исследования
- Цвет и трансдукция. Процесс трансдукции («перевод» цветового раздражителя на язык мозга) при восприятии разных цветов занимает неодинаковое количество времени и вызывает различную по интенсивности нейронную активность в соответствующих областях мозга в зависимости от того, какой цвет обрабатывается.
До начала сознательного восприятия (примерно 200-300 мс) зеленый и голубой вызывают более сильное нейронное возбуждение в лобной доле головного мозга, чем красный. Красный, в свою очередь, за тот же временной период активирует нейронную деятельность в затылочной и височной зонах, что говорит о сильном эмоциональном воздействии этого цвета. Научно доказано, что импульсы визуальных раздражителей, пройдя через затылочную и височную зоны, сразу попадают в лимбическую систему (месторасположение эмоций). Верность поговорки «Синий — цвет разума, красный — цвет страсти» теперь доказана с точки зрения нейрофизиологии. - Цвета и эмоции. Влияние цветов на эмоциональное восприятие окружающего мира объясняется еще и тем, что пик нейронной активности при цветовосприятии приходится на 50-150 мс с момента начала воздействия раздражителя (период подсознательного восприятия). Таким образом, цвета оказывают огромное влияние на когнитивные (сознательно проживаемые) процессы, так как в период их подсознательной обработки они вызывают пик нейронной активности.
- Воздействие цветов на сознательное восприятие. При сознательном восприятии (которое начинается по прошествии 300 мс) цвета воздействуют на нейронную деятельность совершенно по-разному. Иными словами, опыт, полученный в процессе социологизации субъекта, а также его индивидуальные цветовые предпочтения, личностные качества и структура мотивации оказывают очень большое влияние на восприятие цветов.
Воздействие некоторых цветов вызывает сходные реакции у представителей различных культур. Так, красный цвет влияет интенсивнее, чем синий и зеленый, яркое контрастное сочетание цветов — сильнее, чем неяркое. Если, например, мимика (биологическая реакция на раздражитель) глобальна, говорить о существовании единых реакций на различные цвета неверно: слишком сильно влияние культурных и социальных ассоциаций. - Цвет и пол. Интересным представляется детальное изучение и сравнение нейрофизиологических реакций во временной период до 200 мс (подсознательное восприятие) у мужчин и женщин. Выяснилось, что нейронная активность при цветовосприятии у женщин выше, чем у мужчин. Так как этот феномен наблюдался в период подсознательного восприятия, можно предположить, что женщины эмоциональнее реагируют на цвета вообще. На мужчин же, наоборот, более сильное воздействие оказывают черно-белые изображения.
Второй фактор
Вторым важным фактор, как было описан ранее, являются простые зрительные образы. Так, например, образ сладостей, соответствующего цвета может вызывать не только чувство аппетита, но также влиять на настроение человека.
Ученые редко придают значение непосредственно образам, но доказано, что если повесить натюрморт на кухне, то у человека быстрее появляется чувство аппетита, а если в комнате висит картина с изображением цветов, то появляется ощущение, что едва слышится запах этих цветов.
Эти простые образы закладываются у человека с самого детства и дополняются в течении жизни.
Этот фактор, наряду с первым фактором, всегда учитывается при создании систем искусственного интеллекта, синтезирующих изображения, но не учитывают не менее важный третий фактор.
Музыка
Первый фактор
Для того чтобы объяснить механизм воздействия музыки на человеческий организм, необходимо рассмотреть, как человек воспринимает звук. Звуковые колебания воспринимаются либо через органы слуха, передающие полученную информацию в особые участки мозга, либо колебания определённой частоты напрямую воздействуют на функционирование отдельных органов и организм в целом. В первом случае мозг, в зависимости от полученной информации, направляет органам сигналы, возникающие под её влиянием. Во втором случае механизм воздействия звуковых колебаний следующий. Каждый орган работает в своём особом режиме, биоритмы работы любого здорового органа лежат в определённом диапазоне частот, общем для подавляющего большинства людей. Например, частота работы сердца и гладкой мускулатуры внутренних органов близка к 7 Гц. Альфа-режим работы мозга – 4 – 6 Гц. Бета-режим – 20 – 30 Гц. При совпадении или приближении частоты звукового колебания к частоте биоритмов того или иного органа возникает хорошо известное всем явление резонанса (усиление колебаний) или антирезонанса (подавление колебаний). Возможны также случаи так называемого неполного резонанса (частичного совпадения колебаний).
Но, как бы там ни было, орган начинает работать в непривычном и дисгармоничном для него ритме, что может привести к развитию патологии как этого органа, так и всего организма в целом. Человек слышит звуковые колебания в среднем с частотой от 20 Гц до 20 КГц. Выше этого диапазона начинается область ультразвуковых колебаний, но прямое воздействие на организм оказывают в основном колебания от 2 до 10 Гц.
Итак, музыка оказывает воздействие одновременно по нескольким направлениям. От анализа психоэмоционального ряда мы позволим себе воздержаться, поскольку такая работа требует значительного времени и отдельного большого исследования с привлечением специалистов-психологов и психотерапевтов. Предметом дальнейшего нашего обсуждения будут исключительно низкочастотные ритмические колебания.
Они проявляются в ритме (или темпе) музыки, то есть в количестве ударов (тактов) в минуту. Так, ритм вальса составляет около 50-80 ударов в минуту, иными словами около 1 Гц.
Музыка, предназначенная для релаксации и медитации, имеет гораздо более медленный ритм. Рок-н-ролл и родственные ему музыкальные формы имеют около 120 ударов в мин, то есть около 2 Гц. Впрочем, в последнее время всё большее распространение получают музыкальные направления, где частота ударов в мин достигает 240, то есть приближается к 4 Гц. Образно говоря, она – прямой удар непосредственно по мозгу.
Второй фактор
Для простых звуковых ассоциаций существует термин «восприятие сложных звуков.
Восприятие сложных звуков — процесс построения слухового образа — на основе звуков, имеющих сложный спектральный и ритмический состав. Сложные звуки имеют различные источники, в соответствии с чем на первый план выходят те или иные их признаки.
Прежде всего особенности структуры акустического спектра квалифицируются как звуки разного качества (глухие и звонкие, мягкие и резкие, низкие или высокие). Многие звуки природы (например, шелест листвы, плеск воды, треск сучьев, грохот обвала, биение сердца) представляют собой одиночные повторяющиеся импульсы, когда частота и регулярность этого повторения являются значимыми признаками ориентировки и построения адекватного образа восприятия. Звуки речи анализируются не только по их значению, но и — на основе интонационных характеристик, громкости, задержек, изменениях темпа — по экспрессивному наполнению. При восприятии музыкальных звуков ведущими становятся признаки, образующие ее музыкально-звуковую ткань, такие как ладогармонические высотные соотношения, ритмическая канва.
Третий фактор
Ни одна система искусственного интеллекта не учитывает третий не менее важный, а может и более важный фактор – шаблонные значения человеческой памяти. Ведь, несомненно, во всем, что касается искусства, для глубокого осознания изображения, каждый человек использует свои собственные шаблонные визуально-спектральные образы. Так получается, что все мы мыслим образами и шаблонами? Да, именно так и выходит.
Для каждого человека набор шаблонных визуально-спектральных образов свой собственный, но есть те, которые характерны для многих людей. Те, которые специально обучались, имеют намного больше шаблонных визуально-спектральных образов, чем те, кто специально не обучался. По сути своей, школы, делают глубокий обзор изображений (картинок и картин) с детальными пояснения, всего лишь преподносят шаблоны своим слушателям.
Что же касается музыки, то музыкальная школа – это не что иное, как фабрика шаблонов. И чем дальше человек обучается, тем больше шаблонов он впитывает. В музыкальной школе к звуковым образам добавляют еще и визуальные. Это объясняет тот факт, что дети сидящие на «музыкальной литературе» не понимают, что они должны видеть, но усердно учась, они, не понимая этого сами, впитывают шаблон. Спустя всего несколько лет эти же дети не только смогут рассказать, что должен человек «увидеть» при прослушивании того или иного классического произведения, но и сами действительно это чувствуют.
Все это означает то, что третий фактор – это некая комбинация второго фактора с тематическим смысловым подтекстом, который закладывается в произведение искусства автором. Этот подтекст, как известно, далеко не всегда правильно распознается, и у каждого человека свой набор психоэмоциональных и смысловых ассоциаций одного того же образа.
Источник: geektimes.ru/post/246180/
