高維藝術(shù)的生成與發(fā)展

張輝 孫洋 羅兆麟 石卉

摘要：通過高維藝術(shù)生成與發(fā)展的流程圖介紹了高維藝術(shù)的理論建構(gòu)過程和在學(xué)科建設(shè)、科學(xué)研究、人才培養(yǎng)等方面的應(yīng)用，在繪景映射技術(shù)下，對高維樂譜中的二維譜做了較為全面的理論探討。運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)使視場源信息改寫技術(shù)在高維藝術(shù)領(lǐng)域得到了進(jìn)一步的應(yīng)用，修改和糾偏作用效果明顯。

關(guān)鍵詞：高維藝術(shù) 高維樂譜 繪景映射 大數(shù)據(jù)技術(shù)

中圖分類號：J605 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-3359（2018）04-0001-03

談新概念下的高維藝術(shù)首先要回顧一下藝術(shù)的發(fā)展歷程。關(guān)于藝術(shù)的源起問題一直被學(xué)術(shù)界稱為斯芬克斯之謎，這主要是因為人們對人類早期的歷史和藝術(shù)方面的資料所知甚少。盡管如此，歷史上的許多學(xué)者還是在這一領(lǐng)域進(jìn)行了不懈的探索，從不同的角度提出了各種關(guān)于藝術(shù)起源的學(xué)說，比如勞動說、巫術(shù)說、表現(xiàn)說、游戲說、模仿說等。這些學(xué)說從不同的視角揭示了人類藝術(shù)發(fā)生的某些條件和根據(jù)，對學(xué)習(xí)藝術(shù)和進(jìn)行藝術(shù)教育有著重要的價值?，F(xiàn)代科學(xué)家們研究得出結(jié)論，認(rèn)定藝術(shù)欣賞是人類優(yōu)于其他生命的高級感知。追蹤藝術(shù)的源起，明確藝術(shù)欣賞是人類所獨有的且優(yōu)于其他生命的高級感知，搞清楚藝術(shù)的原始形態(tài)，從最初的通過人類自己的視覺和聽覺接受外界信息從而體味藝術(shù)美感，到自己釋放信息給他人（包括自己）以刺激他人（包括自己）的視覺和聽覺以使他人（包括自己）從而體味藝術(shù)美感，進(jìn)而通過借用物來釋放信息以使他人（包括自己）體味藝術(shù)美感。這三步既是人類進(jìn)化的漫長過程，也是人類藝術(shù)美感逐級提升的進(jìn)步過程。比如樂器的原始形態(tài)即是物，物（樂器）也經(jīng)歷了一個從低級到高級的發(fā)展過程，形成它自己的分類，和原始藝術(shù)交織在一起逐漸演進(jìn)為現(xiàn)代藝術(shù)的樂器群。藝術(shù)在科學(xué)的觸動下形成了自己的時空概念和時空界限，藝術(shù)通過人體自身的器官接收信息再通過思維加工而產(chǎn)生審美標(biāo)準(zhǔn)，因此，藝術(shù)一定帶有極強(qiáng)的審美主觀性。另一方面，藝術(shù)又可以對人的感官產(chǎn)生刺激，讓人陶醉、震撼、喜悅等，因此藝術(shù)長時間作用于人的同時又能滋養(yǎng)人的心靈。而現(xiàn)代藝術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)多元化的局面，是現(xiàn)代社會的產(chǎn)物，體現(xiàn)著這個社會的特點，具有一些明顯的發(fā)展趨勢，主要體現(xiàn)在兩個方面。其一，現(xiàn)代藝術(shù)更看重藝術(shù)創(chuàng)作過程中自己得到的感受和體驗，而把結(jié)果視為其次的東西，這實際上就是所謂的藝術(shù)走向過程；其二，藝術(shù)的價值在于不斷發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造。現(xiàn)代社會發(fā)展迅猛且多姿多彩，人們的觀念發(fā)生了改變，認(rèn)為讓精神享受和物質(zhì)勞動相結(jié)合，鮮活生動的生活也就成了藝術(shù)。那么，隨著文化科技發(fā)展進(jìn)步到今天，藝術(shù)還將給我們帶來什么新東西呢？

一、藝術(shù)與數(shù)學(xué)相輔相成的關(guān)系

藝術(shù)和科技是相似并且密切相關(guān)的，它們從根本上受到人類探知并解釋世界以及了解如何運(yùn)作等不可回避的需求的驅(qū)使。藝術(shù)和科技分別以不同的方式回答這類問題。藝術(shù)與科技聯(lián)動緊密，當(dāng)新技術(shù)在既有的藝術(shù)王國里攻城略地的時候，新的變化也就如期而至。其一，不斷地拓展藝術(shù)的邊界，使其向跨學(xué)科方向發(fā)展；其二，在改變既有的藝術(shù)觀念的同時也在改變?nèi)藗兊恼J(rèn)知和審美習(xí)慣；其三，借助信息技術(shù)和媒體技術(shù)，構(gòu)建一種新型的藝術(shù)交往方式和交往理性。理性科學(xué)強(qiáng)調(diào)藝術(shù)與數(shù)學(xué)的融合，迫切希望藝術(shù)與數(shù)學(xué)建立某種量化關(guān)系，因此，驅(qū)使一些研究者刻意的在藝術(shù)現(xiàn)象中提取理性成分。目前，數(shù)學(xué)在藝術(shù)中已經(jīng)有了一些淺層次的應(yīng)用，比如像低維樂譜的描述，即討論了像零維文字譜、一維數(shù)字簡譜、準(zhǔn)二維五線譜和其他低維樂譜等，希望能通過數(shù)學(xué)來助推藝術(shù)與現(xiàn)代科技的銜接。如此這般的表現(xiàn)數(shù)學(xué)美與藝術(shù)美，努力創(chuàng)造美美與共的局面，同時，也期望藝術(shù)為數(shù)學(xué)應(yīng)用拓展更大的空間。

為了藝術(shù)與數(shù)學(xué)能建立某種量化關(guān)系的設(shè)想實現(xiàn)，提出創(chuàng)設(shè)高維藝術(shù)，希望能通過高維藝術(shù)來打開藝術(shù)的新視野。而高維藝術(shù)的建立需要一個載體，這個載體要足夠大，以至于能夠承載諸如音樂、美術(shù)、舞蹈、戲劇、影視等諸多藝術(shù)，即能承載包括視覺藝術(shù)和聽覺藝術(shù)在內(nèi)的感官藝術(shù)。顯然這個載體是多維化的或叫高維化的，如果我們在大科學(xué)構(gòu)建的N維空間中（N可以趨于無限大）劃出一塊有限維度的子空間，讓這個子空間能夠承載包括視覺藝術(shù)和聽覺藝術(shù)在內(nèi)的感官藝術(shù)，那么這個子空間我們叫做高維空間（或叫高維藝術(shù)空間），由此高維藝術(shù)空間所承載的大藝術(shù)我們稱之為高維藝術(shù)。顯然高維藝術(shù)空間的建構(gòu)是關(guān)鍵，因為這是數(shù)學(xué)化的基礎(chǔ)。由于高維藝術(shù)包括視覺藝術(shù)和聽覺藝術(shù)在內(nèi)，那么與之對應(yīng)的就有視覺空間和聽覺空間，與視覺空間對應(yīng)的就有位矢子空間和色彩子空間，與聽覺空間對應(yīng)的就有樂音子空間等。如此這般，高維藝術(shù)就與至少8D以上空間建立起一一對應(yīng)的關(guān)系，即樂音子空間[（t，h）or（t，h，s）]、位矢子空間（x，y，z）、色彩子空間（r，g，b）等。

二、高維樂譜實例分析

高維藝術(shù)強(qiáng)調(diào)的是以高維空間為載體進(jìn)行描述的大藝術(shù)集合，當(dāng)屬原創(chuàng)性新興交叉學(xué)科領(lǐng)域。例如高維藝術(shù)中的高維樂譜是運(yùn)用智能化信息處理技術(shù)創(chuàng)設(shè)并建立在高維空間載體上的新一代樂譜，涵蓋二維譜、三維譜、七色譜等；低維藝術(shù)是以低維空間為載體對感官藝術(shù)的基本行為進(jìn)行描述的，這一點與高維藝術(shù)以高維空間為載體描述大藝術(shù)的基本行為相似。例如傳統(tǒng)的文字譜是零維的，數(shù)字簡譜是一維的，五線譜是高于一維、低于二維的，這些傳統(tǒng)樂譜可稱之為低維樂譜；高維空間是指位置、造型、色彩、時序、樂音等各種子空間的集合，是高維藝術(shù)的載體。高維藝術(shù)將大量科學(xué)元素植入藝術(shù)本體，可實現(xiàn)不同維度間的切換，由此促進(jìn)傳統(tǒng)藝術(shù)理論與實踐的躍變和升華。

在樂音子空間中，二維譜是由具有頻率概念的音高和具有時間概念的音節(jié)構(gòu)成的直角坐標(biāo)系統(tǒng)，由于軸向都是分立的、顆粒式（量子化）的排列，這決定整個譜面也是分立的、局域量子化的。通過譜面分析，可以清楚的看到二維譜創(chuàng)設(shè)的意義和價值就在于其所具有的直觀性、簡約性、兼容性、易學(xué)性、精準(zhǔn)性、科學(xué)性和人機(jī)共識性等優(yōu)點。二維譜涵蓋的參量極為豐富，包括西方音樂的裝飾音和京劇的抖弓等功能性提示都可在二維譜譜面上顯示出來。當(dāng)不同維度的樂譜系列相互轉(zhuǎn)換時，音樂語言的時空對換所呈現(xiàn)的表達(dá)形式也各不相同，在二維譜中音高組織思維方式的配置則更加顯現(xiàn)化。對二維譜的具體應(yīng)用而言，從簡單的二維譜單聲音樂繪景到復(fù)雜的二維譜多聲部音樂繪景，從民族的二維譜對中國傳統(tǒng)音樂的解析及二維譜中的戲曲藝術(shù)世界到國外的二維譜對西方音樂的解析，二維譜的功能在不斷的拓延。大量實例證明，高維樂譜的后續(xù)研究空間非常廣闊，從二維譜到三維普、到七色譜……，隨著科技進(jìn)步不斷推動人類社會的快速發(fā)展，人們對樂譜的需求也會愈來愈呈現(xiàn)高維化，智能表演機(jī)器人也會更鐘情于高維樂譜。

三、高維藝術(shù)生成與發(fā)展的流程解析

前面的文字性表述可能還不夠直觀，在下面的高維藝術(shù)生成與發(fā)展的流程圖中，其中的每一個演變步驟都在圖中有所表現(xiàn)。

圖中高維藝術(shù)的生成源于兩個學(xué)科支系的交叉融合，即數(shù)學(xué)與本體藝術(shù)的交融。其中本體藝術(shù)講最基本的視覺藝術(shù)和聽覺藝術(shù)，它們是由繪畫、雕塑等大美術(shù)類集群和聲樂、器樂等大音樂類集群構(gòu)成的，這里簡單稱之為感官藝術(shù)；數(shù)學(xué)所描繪的高維空間可以看成由樂音子空間、色彩子空間、位矢子空間等三個子空間構(gòu)成。它們的數(shù)學(xué)描述是用所在子空間的獨立變量[（t，h）or（t，h，s）]、（r，g，b）、（x，y，z）等的函數(shù)形式來表達(dá)的，由此構(gòu)建出高維空間。如前所述，感官藝術(shù)是與高維空間一一對應(yīng)的，以高維空間為載體的感官藝術(shù)稱之為高維藝術(shù)，這就是高維藝術(shù)的由來和生成流程?？梢?，高維藝術(shù)不同于低維藝術(shù)（傳統(tǒng)意義上的感官藝術(shù)），它的維度被加大，它的表達(dá)被數(shù)學(xué)化（廣義空間坐標(biāo)），它的物理含義由于維度的增加而被增加，它的作用效果也隨之發(fā)生了變化。

映射技術(shù)是基本的數(shù)學(xué)手段，空間變換的方式是多種多樣的，高維空間向各子空間之間的正反映射以及各子空間之間的正反映射等，這在數(shù)學(xué)的專業(yè)書籍中都可找到映射技術(shù)的理論描述。同一事件在不同的空間其繪景表達(dá)是不一樣的，特別是對感官藝術(shù)現(xiàn)象的描述，結(jié)果更是多姿多彩。比如低維樂譜向高維樂譜躍變的空間映射，由于維度的擴(kuò)展其變換規(guī)則平添了許多復(fù)雜因素，正反映射的路徑也不盡相同，可見維度變化對各空間繪景的影響是深刻的。比如三維譜在樂音子空間中的3D架構(gòu)，通過對三維譜的空間幾何參數(shù)組進(jìn)行分析，給出三維普的音樂繪景風(fēng)格。三維譜的手工繪制是有難度的，但借助于現(xiàn)代信息處理技術(shù)，實現(xiàn)能表現(xiàn)三維譜精細(xì)結(jié)構(gòu)的高維樂譜還是很輕松的事情?？梢姼呔S藝術(shù)的實現(xiàn)離不開現(xiàn)代科技，高維藝術(shù)與現(xiàn)代科技同體而生。運(yùn)用繪景映射技術(shù)可以打開各個不同維度子空間的繪景視窗，并可看到各子空間的繪景呈現(xiàn)，令人驚訝的是：視窗內(nèi)或許一切都可能發(fā)生了變化！這些變化是我們所需要的，是最能反應(yīng)高維藝術(shù)最富有生機(jī)的那部分。這些改觀推動高維藝術(shù)新理論的確立，促成高維藝術(shù)學(xué)新學(xué)科的創(chuàng)設(shè)，使藝術(shù)與科學(xué)真正走向融合，是藝術(shù)史上具有劃時代意義的偉大變革！

高維藝術(shù)新理論確立后，在大數(shù)據(jù)技術(shù)助推下，其后創(chuàng)設(shè)的新學(xué)科也就接踵而至，如高維藝術(shù)學(xué)、高維樂譜學(xué)、新概念樂器學(xué)等。在包括科學(xué)研究、學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)等實踐環(huán)節(jié)上，其中的科學(xué)研究就有高維樂譜研究、新概念樂器研究、高維空間視覺傳遞研究、6D彩打研究、視場源信息改寫研究等太多的研究方向。學(xué)科建設(shè)可以包含學(xué)科方向、學(xué)科結(jié)構(gòu)、學(xué)科規(guī)范、學(xué)科團(tuán)隊、學(xué)科平臺、學(xué)科資源等方面。人才培養(yǎng)的注重點可以落在課程建設(shè)、思想道德建設(shè)、社會實踐等方面。至此，高維藝術(shù)的生成與發(fā)展通過流程圖可視化的介紹，變得淺顯易懂。相信在社會各界的熱心關(guān)注下，它未來的發(fā)展空間將更廣闊、更美好！

四、繪景分析的具體應(yīng)用

通過對各子空間繪景的深度解析，可明顯看到某些繪景的相似性和相近性。繪景局部的相似性可以理解為作品局部風(fēng)格具有通用性、參照性或流行性，但繪景局部的相近性或全等性就不敢恭維了，嚴(yán)重的會引起知識產(chǎn)權(quán)糾紛。對繪景的微分性和積分性進(jìn)行分析，對于位矢子空間和色彩子空間（電腦的有限像素除外）來說不是問題，因為它們都是連續(xù)變化的空間，遵守現(xiàn)有數(shù)學(xué)規(guī)律。但對于樂音子空間來說，由于兩軸呈現(xiàn)出量子式跳躍變化的不連續(xù)性，研究高維樂譜繪景的微分性和積分性就更顯得意義重大。通過對樂音子空間中音樂繪景風(fēng)格的深度解析，可以看出音樂繪景的相似性和相近性、微分性和積分性、連續(xù)性和量子性等都是可以存在的，甚至是可以同時并存。這樣看來，通過藝術(shù)審美對繪景施以條件限制是十分必要的，尤其是對音樂繪景的條件限制。

應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)可對視場源信息進(jìn)行改寫，對有瑕疵的高維藝術(shù)作品進(jìn)行修正、糾偏。大數(shù)據(jù)技術(shù)甄別藝術(shù)品是一個方面的工作，因為大數(shù)據(jù)技術(shù)可以使模糊繪景變得清晰，為甄別真?zhèn)翁峁┮罁?jù)；另一方面就是大數(shù)據(jù)對繪景的改寫技術(shù)應(yīng)用，比如應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對音樂繪景糾偏?；诖髷?shù)據(jù)的繪景分析，在新視角下提出修正理論，這方面的實例很多，涉及美術(shù)類的綜合修正實例，如模糊區(qū)修正、單調(diào)區(qū)修正、繁瑣區(qū)修正等?；诖髷?shù)據(jù)的音樂繪景分析，音樂類綜合糾偏的事例也很多，比如雷同性糾偏、乏味性糾偏、繁瑣性糾偏、晦暗性糾偏、猥瑣性糾偏等等。

五、結(jié)語

由于傳統(tǒng)藝術(shù)理論多少年來對指導(dǎo)藝術(shù)實踐作用的發(fā)揮，其優(yōu)勢和效果自不必說，但也存在著局限性，因此，人們都在期待著新理論的出現(xiàn)，即大科學(xué)學(xué)旗下的高維藝術(shù)理論的誕生。新理論是在原理論基礎(chǔ)上不斷的拓延、提高和豐富，一方面要表現(xiàn)高維藝術(shù)極強(qiáng)的邏輯性和科學(xué)性，這是奠定高維藝術(shù)理論基礎(chǔ)的基石；另一方面，與科學(xué)信息的多維可視化相比較，藝術(shù)信息不必完全遵守嚴(yán)格的轉(zhuǎn)換規(guī)則，不必以唯一方式表達(dá)藝術(shù)信息之間的映射關(guān)系，不必尋求最優(yōu)化使其能夠最大化地服務(wù)數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘。因此，高維藝術(shù)具有更加豐富的自由度，藝術(shù)呈現(xiàn)效果可以更多地表達(dá)闡述者和創(chuàng)作者的情緒和感知，從而借助豐富的數(shù)據(jù)材料，利用計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)工具完成藝術(shù)的創(chuàng)新和創(chuàng)作?？梢娦吕碚摷壤硇杂指行?、既人文又科學(xué)，以保證在實踐中的指導(dǎo)作用。比如高維樂譜不是只能機(jī)器讀譜，而是成為人機(jī)交互的音樂文字，人機(jī)同識便于交互，視聽同步便于升級創(chuàng)作和欣賞的交互體驗。通過ipad呈現(xiàn)的電子二維譜集便于取代傳統(tǒng)紙版樂譜集，作用類似二維碼的二維譜碼制或許也能派上新的用途。

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