Evolutionäre Algorithmen & Generative Kunst - Evolutionary Computation & Generative Art E-Book

Hans-Michael Voigt

• Herausgeber: Books on Demand
• Kategorie: Geisteswissenschaft
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 62

Veröffentlichungsjahr: 2018

Beschreibung

In diesem Buch wird an einem Schnittpunkt von Informatik, Biowissenschaften und Kunst eine Synthese von Evolutionären Algorithmen und Generativer Kunst im visuellen Bereich verfolgt. Kern des Buches ist eine Galerie mit Bildern zu den Themen Maschinenkunst (Tinguely), Fraktale Welten (Mandelbrot), Zufall und Notwendigkeit (Monod), Implodieren und Explodieren (Meta-Meta-Malewitsch), Innen und Aussen (Meta-Meta-Kandinsky). This book represents an attempt of a synthesis of evolutionary computation and generative art in the field of visual art. At the core are such dichotomies as growth and form, persistence and self-similiarity, chance and necessity and a gallery of corresponding images. The gallery comprises the themes machine art (Tinguely), fractal worlds (Mandelbrot), chance and necessity (Monod), imploding and exploding (Meta-Meta-Malevich), inside and outside (Meta-Meta-Kandinsky).

Leseprobe

To Irene, Barbara, Stephanie, Paolo and Tom.

„ARS SINE SCIENTIA NIHIL EST“ Jean Mignot [14. Jahrhundert]

CONTENTS

PREFACE

REMARKS

EVOLUTIONARY COMPUTATION

GENERATIVE ART

Excursus

: GROWING ARTIFICIAL NEURAL NETS

Excursus

: EVOLUTIONARY ART

GALLERY

MACHINE ART

FRACTAL WORLDS

CHANCE & NECESSITY

IMPLODING & EXPLODING

INSIDE & OUTSIDE

SELECTED OWN PUBLICATIONS

ABOUT THE AUTHOR

ACKNOWLEDGMENT

INHALT

VORWORT

BEMERKUNGEN

EVOLUTIONÄRE ALGORITHMEN

GENERATIVE KUNST

Exkurs

: GROWING ARTIFICIAL NEURAL NETS [Englisch]

Exkurs

: EVOLUTIONARY ART [Englisch]

GALERIE

MASCHINENKUNST

FRAKTALE WELTEN

ZUFALL & NOTWENDIGKEIT

IMPLODIEREN & EXPLODIEREN

INNEN & AUSSEN

AUSGEWÄHLTE EIGENE PUBLIKATIONEN

ÜBER DEN AUTOR

DANKSAGUNG

PREFACE

First edition

Soon after the invention of computers they were used in artistic projects. The generated creations were based either on pure chance or on regularities. Often, this was unsatisfying for human perception, the creations lacked a balance of order and disorder.

One of the most outstanding examples of computer generated art – the psychedelic sequence in Kubrick’s ”2001: A Space Odyssey” from 1968 – was therefore produced by means of a specialized analog computer. Natural evolution is based on a fair balance of chance and regularity. It led to a vast diversity of appearances in nature. This insight gave rise fairly early to applications of principles of evolution on computers.

Programs based on those principles were applied to complex optimization problems, to the design of artifacts, but also to the generation of computer artwork.

The presented creations of Hans-Michael Voigt are based on theories describing different aspects of evolution in nature.

Have fun viewing images of the gallery. Perhaps, one or another will be additionally stimulated to study the theory which the creations are based on.

VORWORT

Erste Auflage

Schon bald nach der Erfindung der Computer wurden sie auch in künstlerischen Projekten verwendet. Die erzeugten Werke beruhten entweder auf der Anwendung von reinem Zufall oder auf Regelmäßigkeiten. Dies war für den menschlichen Betrachter oft unbefriedigend, es fehlte in den Werken eine ausgewogene Balance zwischen Ordnung und Unordnung.

Eines der herausragenden Beispiele von Computer generierter Kunst – die psychedelische Sequenz in Kubricks „2001: A Space Odyssey“aus dem Jahre 1968 – wurde daher mit Hilfe eines analogen Spezialcomputers hergestellt.

In der natürlichen Evolution hat gerade die Ausgewogenheit von Zufall und Regelmäßigkeit zur Ausbildung einer ungeheuren Vielfalt von Erscheinungsformen geführt. Diese Einsicht führte schon früh zur Anwendung von Evolutionsprinzipien auf dem Computer.

Die auf diesen Prinzipien beruhenden Programme kamen u.a. bei komplexen Optimierungsproblemen, bei dem Design von Artefakten, aber auch bei der Erzeugung von Computerkunst zum Einsatz.

Die von Hans-Michael Voigt hier präsentierten Arbeiten beruhen auf Theorien, die unterschiedliche Aspekte der natürlichen Evolution beschreiben.

Ich wünsche dem Leser viel Freude beim Betrachten der einzelnen Arbeiten in der Galerie. Vielleicht wird der eine oder andere zusätzlich auch angeregt, sich mit der hinter der Erzeugung steckenden Evolutionstheorie zu beschäftigen.

Heinz Mühlenbein

Sankt Augustin im Mai 2016

PREFACE

Second edition

The very pleasant success of the first edition of this booklet supported the author to provide a new largely extended edition. It contains a description of the latest developments of the very agile field of Computer Art. The author extended the gallery by many impressive images. They are based on the algorithmic interplay of new contrasts. They are expressed by the author by imploding and exploding as well as by inside an outside. The images show in an impressive way the dichotomy of simple rules and complex structures. I wish this second edition the same great success like the first one.

VORWORT

Zweite Auflage

Der überaus erfreuliche Erfolg der ersten Auflage des Büchleins hat den Autor ermutigt, eine neue, stark erweiterte Auflage vorzulegen. Sie enthält eine Beschreibung der neuesten Entwicklungen in dem sehr lebendigen Feld der Computerkunst. Der Autor hat seine Galerie um viele eindrucksvolle Bilder ergänzt. Diese beruhen auf dem algorithmischen Spiel mit neuen Gegensätzen. Der Autor bezeichnet sie mit Implodieren und Explodieren sowie Innen und Außen. Die Bilder belegen in eindrucksvoller Weise die Dichotomie zwischen einfachen Gesetzen und komplizierten Strukturen. Ich wünsche der zweiten Auflage einen ebenso großen Erfolg wie der ersten.

Heinz Mühlenbein

Sankt Augustin im Mai 2018

REMARKS of the author

I tried to avoid using mathematics throughout this book though it may be desirable for a deeper understanding of the statements and images. The focus is on the images representing different ideas and formalizations of development and evolution.

One of the masters in grasping art and form in nature was definitely Ernst Haeckel1, 2.

Prosobranchia

Image by Ernst Haeckel1 [Wikimedia Commons, Public Domain, Gemeinfrei]

For those, who want to learn more on creativity, art, computers, and artificial intelligence the publications of Margaret A. Boden3, 4 are recommended. Those, who are interested in color and art should have a look at the publications by and on Johannes Itten5, 6.

BEMERKUNGEN des Autors

In diesem Buch habe ich Mathematik weitestgehend vermieden, obwohl sie für das Verständnis wünschenswert wäre. Der Fokus ist vielmehr auf die Bilder der Galerie gerichtet, die unterschiedliche Ideen und Formalisierungen von Entwicklung und Evolution repräsentieren.

Ernst Haeckel1, 2 war definitiv einer der Meister der Darstellung von Kunst und Form in der Natur.

Stephoidea

Bild von Ernst Haeckel1 [Wikimedia Commons, Public Domain, Gemeinfrei]

Für die Leser, die mehr über Kreativität, Kunst, Computer und künstliche Intelligenz erfahren möchten, sei auf die Publikationen von Margaret A. Boden3, 4 verwiesen und, last but not least, gibt es die Literatur von und zu Johannes Itten5, 6, dem Meister der Farbe.

Phaeodaria [Radiolarien]

Image by Ernst Haeckel7 [Wikimedia Commons, Public Domain, Gemeinfrei]

Entrée de l’exposition universelle de 1900, place de la Concorde, René Binet

Image by William Henry Goodyear [Brooklyn Museum, Wikimedia Commons, Public Domain, Gemeinfrei]

„Das Tor zur Moderne war eine Radiolarie.

Ausgerechnet ein Kleinstlebewesen aus dem Meer stand Pate für René Binets monumentales Eingangsportal der Pariser Weltausstellung von 1900. Der Architekt hatte das Gehäuse des Strahlentierchens, der sogenannten Radiolarie, detailgetreu nachgebaut und ins Gigantische vergrößert. Ein ornamentales Meisterwerk, purer Jugendstil — und doch keine menschliche Schöpfung, sondern eine „Kunstform der Natur“. Entdeckt hatte sie Binet bei dem bedeutenden deutschen Zoologen Ernst Haeckel“.8, 9, 10

1 Ernst Haeckel. KUNSTFORMEN DER NATUR. Gesamtausgabe. Bibliographisches Institut 1904

2 see also pp. 10 & 11, vgl. auch pp. 10 & 11

3 Margaret A. Boden. CREATIVITY & ART.Three Roads to Surprise. Oxford University Press 2010

4 Margaret A. Boden. COMPUTER MODELS OF CREATIVITY. AI Magazine. Fall 2009, 23-34. AAAI Press 2009

5 Johannes Itten. KUNST DER FARBE. O. Maier 1961

6 Christoph Wagner et. al. (Eds.) ITTEN - KLEE. KOSMOS FARBE. Schnell und Steiner 2013

7 Ernst Haeckel. KUNSTFORMEN DER NATUR. Gesamtausgabe. Bibliographisches Institut 1904

8 Deutschlandradio Kultur. Die Natur als der größte Künstler. Beitrag vom 11. April 2012 von Eva Hepper

9 Ernst Haeckel. DIE RADIOLARIEN. G. Reimer 1862

10 René Binet. Esquisses décoratives. Librairie centrale de beaux-arts 1900.

EVOLUTIONARY COMPUTATION

INTRODUCTION

Evolutionary Algorithms are stochastic population based search methods. They are gl from evolution theory [DARWIN, MENDEL] and from breeding theory [LUSH, FALCONER], respectively. They generate by an interplay of genetic or phenotypic variance and selection new and more adapted solutions. Standard instances of Evolutionary Algorithms are11

Genetic Algorithms [HOLLAND, GOLDBERG],

Evolution Strategies [RECHENBERG, SCHWEFEL],

Evolutionary Programming [FOGEL, FOGEL],

and therefrom derived

Genetic Programming [KOZA],