生成式人工智能時代下的藝術(shù)設(shè)計創(chuàng)新應(yīng)用

[摘 要]隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，生成式人工智能為藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展提供了強(qiáng)大的動力，這一技術(shù)的出現(xiàn)正在重新定義藝術(shù)設(shè)計的創(chuàng)新路徑，促進(jìn)藝術(shù)設(shè)計實踐的變革。旨在從繪畫制作、平面設(shè)計、三維藝術(shù)、影視可視化、互動藝術(shù)等幾個方面探討生成式人工智能時代下藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。

[關(guān) 鍵 詞]生成式人工智能；藝術(shù)設(shè)計；創(chuàng)新；應(yīng)用

[中圖分類號]J50 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-7556（2024）17-0037-03

文獻(xiàn)著錄格式：張銘哲.生成式人工智能時代下的藝術(shù)設(shè)計創(chuàng)新應(yīng)用[J].天工，2024（17）：37-39.

生成式人工智能技術(shù)在藝術(shù)設(shè)計實踐中能發(fā)揮怎樣的作用，這不僅是對智能機(jī)器和技術(shù)的挑戰(zhàn)，也對未來人類與人工智能的關(guān)系如何發(fā)展提出了新的問題。在人工智能飛速發(fā)展的時代，人們對新技能、新知識的探索需求與日俱增，為了解當(dāng)代藝術(shù)的發(fā)展趨勢，推動藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域的創(chuàng)新與進(jìn)步，深入研究和探索生成式人工智能在藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用意義重大。本文將深入研究生成式人工智能技術(shù)的原理和應(yīng)用，全面了解它在藝術(shù)設(shè)計創(chuàng)新中的應(yīng)用，同時，通過探討生成式人工智能給藝術(shù)設(shè)計帶來的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，可以為藝術(shù)設(shè)計師提供有效的理論指導(dǎo)和實踐方法，為促進(jìn)藝術(shù)設(shè)計的創(chuàng)新發(fā)展、人工智能技術(shù)與藝術(shù)的深度融合做出貢獻(xiàn)。

一、生成式人工智能技術(shù)概述

生成式人工智能的本質(zhì)是通過算法和模型生成新的原創(chuàng)內(nèi)容。與傳統(tǒng)的監(jiān)督學(xué)習(xí)或分類任務(wù)不同，生成式人工智能不僅能對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行識別和分類，還能在現(xiàn)有知識和信息的基礎(chǔ)上創(chuàng)造出全新的內(nèi)容，這種創(chuàng)造力和想象力使生成式人工智能在諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前，生成式人工智能的關(guān)鍵技術(shù)包括生成式對抗網(wǎng)絡(luò)（GANs）、可變自動編碼器（VAEs）和自動編碼器（AEs），其中生成式對抗網(wǎng)絡(luò)（GANs）最為人熟知，也得到了最廣泛的應(yīng)用。自Ian Goodfellow等人于2014年提出GANs 的概念以來，生成式人工智能在圖像生成和自然語言處理領(lǐng)域取得了長足進(jìn)步。目前，生成式人工智能技術(shù)還在被研究者不斷優(yōu)化。比如，通過優(yōu)化生成式網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和學(xué)習(xí)方法，來提高生成內(nèi)容的質(zhì)量和多樣性，或者不斷開發(fā)新的生成式人工智能技術(shù)，以提高生成內(nèi)容的質(zhì)量和多樣性。因此，生成式人工智能作為一種可以模仿人類創(chuàng)造性思維和行為的新生代技術(shù)，在促進(jìn)藝術(shù)和設(shè)計等領(lǐng)域的創(chuàng)新方面發(fā)揮著重要作用。

二、創(chuàng)新應(yīng)用在視覺藝術(shù)設(shè)計中的探索

（一）生成式人工智能與繪畫創(chuàng)作的結(jié)合

生成式人工智能因其有著獨特的創(chuàng)新應(yīng)用特征而在繪畫創(chuàng)作領(lǐng)域中展現(xiàn)出了巨大的研究價值和發(fā)展前景。

首先，生成式人工智能能通過深度學(xué)習(xí)模仿設(shè)計師的創(chuàng)作風(fēng)格，為作品提供一種在不同風(fēng)格間自由切換的可能性，生成具有獨特美感和創(chuàng)造力的藝術(shù)作品。例如，谷歌的DeepDream 項目就是一種可視化技術(shù)，它通過放大神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的某些層來生成圖像，只需通過突出圖像中相關(guān)部分的某些特征，就能創(chuàng)造出不尋常的視覺效果，最終將普通圖像轉(zhuǎn)化為超現(xiàn)實的藝術(shù)作品。其次，生成式人工智能還可以作為創(chuàng)作輔助工具，為創(chuàng)作者快速生成草圖或概念，激發(fā)創(chuàng)作者的靈感。例如，谷歌推出的游戲“Quick， Draw！”中，人工智能系統(tǒng)會猜測玩家在畫什么，被隨機(jī)提供的各種畫面意向，可以引導(dǎo)創(chuàng)作者產(chǎn)生新的創(chuàng)作思路。最后，創(chuàng)作者與生成式人工智能之間的合作也正在成為一種新趨勢，它將人類的創(chuàng)造力與機(jī)器智能相結(jié)合，為設(shè)計作品注入新的活力和創(chuàng)新。例如，人工智能設(shè)計師Robbie Barratt與巴黎藝術(shù)團(tuán)體Obvious合作完成的名為“Edmond de Bellamy”的作品，就是利用人工智能生成網(wǎng)絡(luò)模型（GAN）創(chuàng)作的。Robbie Barrat還積極投身于時尚領(lǐng)域，參與了Balenciaga的人工智能時裝秀，并訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為時尚品牌Acne Studios設(shè)計AW20秋季男裝系列。

這些創(chuàng)新應(yīng)用方法不僅為設(shè)計師帶來了全新的創(chuàng)作體驗和無限的可能性，而且通過獨特的創(chuàng)新應(yīng)用方法在藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的價值和前景。

（二）生成式人工智能在平面設(shè)計中的創(chuàng)新應(yīng)用

生成式人工智能在平面設(shè)計中的應(yīng)用已經(jīng)成為日益興起的趨勢，特別是 GPT和Stable Diffusion的應(yīng)用，為設(shè)計師提供了新的視角和工具。自然語言理解算法可以快速將設(shè)計師的想法轉(zhuǎn)化為清晰準(zhǔn)確的文字描述，幫助平面設(shè)計師快速了解客戶和團(tuán)隊的需求。通過使用Stable Diffusion將文本描述轉(zhuǎn)化為圖像，平面設(shè)計師可以更輕松地得到符合其設(shè)計理念的圖像。[1]比如，在線設(shè)計工具Canva可以幫助用戶快速創(chuàng)作各類設(shè)計作品，提高了設(shè)計效率，降低了創(chuàng)作高質(zhì)量設(shè)計作品的技術(shù)門檻。另外，生成式人工智能可以為設(shè)計師提供創(chuàng)作靈感。比如，Adobe Sensei可以分析大量的設(shè)計數(shù)據(jù)和用戶行為，提供個性化的創(chuàng)意建議；還可以快速、大量地提供高質(zhì)量的視覺素材，助力平面設(shè)計工作。例如，F(xiàn)reepik 等設(shè)計素材網(wǎng)站的出現(xiàn)，便滿足了設(shè)計師的不同創(chuàng)作需求。生成式人工智能還能提供個性化的設(shè)計服務(wù)。比如，Tailor Brands等平臺提供的定制品牌徽標(biāo)、名片和網(wǎng)站設(shè)計服務(wù)，便是基于生成式人工智能技術(shù)而生。

（三）生成式人工智能在三維藝術(shù)中的創(chuàng)新應(yīng)用

生成式人工智能在三維藝術(shù)領(lǐng)域的介入為設(shè)計師提供了新的創(chuàng)作工具和方法。在雕塑設(shè)計中，生成式人工智能可以利用算法和對大數(shù)據(jù)庫的分析生成雕塑設(shè)計方案，不僅速度快，而且能產(chǎn)生設(shè)計預(yù)想之外的美學(xué)效果。Autodesk Dreamcatcher，作為Autodesk公司尖端生成式人工智能技術(shù)的結(jié)晶，已被廣泛應(yīng)用于建筑和產(chǎn)品設(shè)計等多個領(lǐng)域。該工具通過智能識別和分析用戶需求，自動生成貼合用戶需求的設(shè)計草案，極大地縮減了設(shè)計周期和成本投入。此外，它為設(shè)計師提供了更廣闊的創(chuàng)作空間和激發(fā)創(chuàng)新思維的契機(jī)，使他們能高效地創(chuàng)作出復(fù)雜的雕塑設(shè)計方案。生成式人工智能在虛擬雕塑和智能雕塑創(chuàng)作中也發(fā)揮著重要的輔助作用，生成式人工智能可以給設(shè)計師提供一個虛擬的制造環(huán)境，使他們能在虛擬空間中模擬雕塑過程，快速迭代和驗證設(shè)計。比如，藝術(shù)家安東尼·馬吉奧巧妙地運用人工智能技術(shù)，將其藝術(shù)靈感具象化為雕塑作品，創(chuàng)新地將真實人物融入創(chuàng)作環(huán)境，實現(xiàn)了人類創(chuàng)作思維、計算機(jī)人工智能的數(shù)字智能以及現(xiàn)實生活創(chuàng)作瞬間的完美融合，賦予了繪畫作品更為深刻且豐富的內(nèi)涵。另外，生成式人工智能在自動識別和分析雕塑材料的特性上也有一定的創(chuàng)新應(yīng)用，在三維打印領(lǐng)域，ORNL 橡樹嶺國家實驗室通過一系列研究，對數(shù)字增材制造有了新的認(rèn)識，可以利用生成式人工智能模型高效生成逼真的材料結(jié)構(gòu)數(shù)字可視化圖，從而做出更準(zhǔn)確的性能預(yù)測，這可以優(yōu)化雕塑的制作流程，提高制作效率和質(zhì)量。

（四）生成式人工智能在影視視覺創(chuàng)作中的創(chuàng)新應(yīng)用

在影視視覺創(chuàng)作過程中，制作者可以利用繪畫、攝影、影視分鏡、人像等與電影題材相關(guān)的數(shù)據(jù)對生成式人工智能進(jìn)行訓(xùn)練，然后由生成式人工智能進(jìn)行電影角色、場景布置、情節(jié)設(shè)計、故事板的設(shè)計創(chuàng)作。[2]首先，在電影拍攝環(huán)節(jié)中，生成式人工智能可以根據(jù)場景描述和概念設(shè)計自動生成高質(zhì)量、逼真的虛擬場景。例如，UE4的MegaScans 工具可以根據(jù)真實世界的地形和材料數(shù)據(jù)自動生成逼真的虛擬場景，為影視制作提供高質(zhì)量的視覺效果。其次，在特效生成和合成應(yīng)用環(huán)節(jié)，生成式人工智能通過機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)快速、準(zhǔn)確地識別和分離圖像中的不同元素，還可以學(xué)習(xí)和模擬自然界的物理規(guī)律，獨立生成影視特效，如WaveNet、PixelRNN等。同時，利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)對影視素材進(jìn)行智能編輯和合成，可以實現(xiàn)對影視特效的自主處理和優(yōu)化，如Deep Compositing、Deep Image Matting等。再次，生成式人工智能可以自動調(diào)整不同元素的光照、色彩和透明度，與真實世界的鏡頭融為一體。[3]在角色建模和動態(tài)制作環(huán)節(jié)，生成式人工智能能根據(jù)角色的設(shè)計和動作描述，自動為虛擬角色建模并制作動畫。Epic Games 公司發(fā)布了一款利用先進(jìn)數(shù)字技術(shù)制作虛擬角色的工具——MetaHuman Creator。該工具被廣泛應(yīng)用于游戲設(shè)計、動畫和虛擬現(xiàn)實（VR）中。[4]Digital Domain 的面部動畫工具也可用于根據(jù)演員的面部表情和動作自動生成虛擬角色的面部表情和動作，讓角色表演更加真實。最后，在后期處理方面，生成式人工智能可以通過模擬景深效果、光影效果、色彩校正等，確保作品達(dá)到最佳的視覺效果和觀賞體驗。

除了在傳統(tǒng)的影視視覺創(chuàng)作領(lǐng)域中的創(chuàng)新應(yīng)用之外，生成式人工智能在互動影視的制作領(lǐng)域也為觀眾帶來了更多的互動性和參與感。首先，在創(chuàng)建和整合VR場景時，生成式人工智能可以利用GAN和深度學(xué)習(xí)來學(xué)習(xí)空間組件，實時生成逼真的環(huán)境，并根據(jù)用戶反饋按需修改場景要素。例如，英偉達(dá)（NVIDIA）所推出的GET3D工具，具備將2D圖像轉(zhuǎn)化為3D圖形的能力，其生成的3D圖形不僅分辨率高，而且在紋理和幾何細(xì)節(jié)上也表現(xiàn)得相當(dāng)出色。另一款名為Neuralangelo的工具則可將視頻內(nèi)容轉(zhuǎn)化為高分辨率的3D模型，尤其擅長展現(xiàn)復(fù)雜材料的紋理和質(zhì)感。其次，將生成式人工智能技術(shù)應(yīng)用于互動故事的創(chuàng)作中，使觀眾不再是被動的接受者，而是故事演變的參與者。Gloomy Eyes（2019）就是一部利用人工智能技術(shù)創(chuàng)作的VR電影，影片中涉及生成式人工智能的除了場景以及角色的制作外，還包括虛擬角色的行為、根據(jù)觀眾行為和互動作出的智能反應(yīng)以及情感反饋等。例如，回應(yīng)觀眾的笑容或哭泣，通過生成式人工智能語音識別將觀眾的語音指令轉(zhuǎn)化為影片互動指令。此外，也有不少應(yīng)用可以通過識別觀眾的動作產(chǎn)生對應(yīng)的交互。

（五）生成式人工智能在互動式藝術(shù)裝置中的創(chuàng)新應(yīng)用

隨著生成式人工智能的研究、開發(fā)和應(yīng)用的深入，生成式人工智能也有望全面滲透人類生活，在潛移默化中重塑交互藝術(shù)。[5]TeamLab設(shè)計的“未來游樂園”將虛擬現(xiàn)實技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)和生成式人工智能技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造了一個引人入勝的體驗環(huán)境，觀眾可以與藝術(shù)裝置互動，觸發(fā)各種視覺和聲音效果。因此，從智能交互的角度來看，生成式人工智能技術(shù)能讓設(shè)計師創(chuàng)作出具有智能反饋功能的交互式藝術(shù)裝置。從藝術(shù)創(chuàng)作的互動方面來看，生成式人工智能可以讓觀眾直接參與藝術(shù)作品的創(chuàng)作過程，與設(shè)計師合作創(chuàng)作出獨一無二的藝術(shù)作品。例如，Random International的“雨屋”（Rain Room）是一個可以讓觀眾穿行其中而不被淋濕的藝術(shù)裝置。該裝置利用傳感器和計算機(jī)控制來模擬雨滴的軌跡，從而實現(xiàn)觀眾與裝置之間的實時互動。生成式人工智能技術(shù)還可以根據(jù)觀眾的個人數(shù)據(jù)和喜好創(chuàng)造個性化的藝術(shù)體驗和互動內(nèi)容。草間彌生（Yayoi Kusama）的《無限鏡屋》是一件由鏡子和光線組成的互動藝術(shù)裝置，由生成式人工智能與實時顯示技術(shù)相結(jié)合，可以根據(jù)觀眾的行為和反饋生成實時內(nèi)容，為每位觀眾創(chuàng)造獨特的視覺體驗。在拉斐爾·羅薩諾·海默（Raphael Rosano-Hemmer）的“脈動互動”（Pulsating Interaction）系列作品中，觀眾通過觸摸或聲音發(fā)出自己的脈動，而藝術(shù)裝置則根據(jù)觀眾的脈搏產(chǎn)生不同的視覺效果。另外，在觀眾參與和實時藝術(shù)創(chuàng)作方面，有一些藝術(shù)項目利用生成式人工智能讓觀眾直接參與藝術(shù)體驗。馬里奧-克林格曼（Mario Klingemann）的“人工智能生成人”（Generative Human）項目便是利用人工智能人臉生成技術(shù)生成人臉圖像，并邀請公眾通過輸入文字描述或提供圖像參與人臉生成過程，實現(xiàn)了與公眾的實時互動和共創(chuàng)。毛羅-馬蒂諾（Mauro Martino）和盧卡-托齊（Luca Tozzi）的“人工智能肖像（AI Portraits Ars）”項目以及草間彌生（Yayoi Kusama）的“The Obliteration Room”也展示了生成式人工智能技術(shù)在公眾參與藝術(shù)創(chuàng)作方面的巨大潛力。

三、問題與對策

目前，生成式人工智能技術(shù)在藝術(shù)設(shè)計中的應(yīng)用還存在幾個問題。首先，由于生成式人工智能技術(shù)的特性，藝術(shù)作品的創(chuàng)作往往依賴大數(shù)據(jù)庫，這可能成為歸屬爭議的根源，可以通過立法或行業(yè)準(zhǔn)則來明確生成式人工智能生成藝術(shù)作品的知識產(chǎn)權(quán)歸屬。例如，在“AI Portrait Ars”項目中，設(shè)計師利用人工智能技術(shù)創(chuàng)造了藝術(shù)圖像之后向公眾公開了他們使用的數(shù)據(jù)集和算法，并在展覽中披露了他們作品的知識產(chǎn)權(quán)。這有助于最大限度地降低知識產(chǎn)權(quán)糾紛的風(fēng)險。其次，將生成式人工智能技術(shù)應(yīng)用于藝術(shù)設(shè)計還涉及社會接受度和倫理問題，存在著生成式人工智能技術(shù)會取代人類的創(chuàng)造力的擔(dān)憂，或者存在對生成式人工智能生成藝術(shù)作品的原創(chuàng)性和真實性的質(zhì)疑。因此，有必要讓大眾了解生成式人工智能的范圍和局限性，提高其社會接受度。最后，在鼓勵人類與人工智能共同創(chuàng)作的同時，也要強(qiáng)調(diào)生成式人工智能技術(shù)只是作為藝術(shù)設(shè)計創(chuàng)作的一種輔助工具，在藝術(shù)設(shè)計創(chuàng)作的過程中，人的創(chuàng)造力和智慧不可或缺。生成式人工智能技術(shù)的發(fā)展對藝術(shù)設(shè)計具有深遠(yuǎn)的影響，它不僅改變了當(dāng)前藝術(shù)作品的創(chuàng)作方式，也帶來了新的表現(xiàn)形式。設(shè)計師需要密切關(guān)注新技術(shù)，不斷學(xué)習(xí)和探索新的藝術(shù)創(chuàng)作思路，擁抱科技發(fā)展趨勢，與技術(shù)共同發(fā)展。

四、結(jié)束語

本文從繪畫制作、平面設(shè)計、三維藝術(shù)、影視視覺、互動藝術(shù)方面探討生成式人工智能在藝術(shù)設(shè)計中的創(chuàng)新應(yīng)用。并由此總結(jié)出，生成式人工智能在藝術(shù)設(shè)計方面有著為設(shè)計師提高設(shè)計效率和質(zhì)量，提供更多的創(chuàng)意靈感以及個性化服務(wù)，提供新的創(chuàng)作環(huán)境，為觀眾提供更多樣、更深入的互動體驗等優(yōu)勢，在拓寬創(chuàng)作路徑的同時，也拓寬了藝術(shù)表達(dá)的邊界。當(dāng)前，仍需加強(qiáng)對生成式人工智能技術(shù)的研究和開發(fā)，提高其應(yīng)用水平，加強(qiáng)對人工智能生成技術(shù)在藝術(shù)設(shè)計中的倫理和法律問題的探究，制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則，保護(hù)設(shè)計師和公眾的權(quán)益，改善人類與生成式人工智能的關(guān)系，在保護(hù)人權(quán)的前提下，探索人機(jī)交互、共同創(chuàng)作的新方式，促進(jìn)藝術(shù)創(chuàng)作的多樣性和創(chuàng)新性。

參考文獻(xiàn)：

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[5]彭洋.人工智能在交互藝術(shù)設(shè)計上的研究[J].大眾文藝，2020（13）：82-83.

（編輯：高 瓊）