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数字艺术设计概论,周 苏 教授浙江大学城市学院计算机学院ZQQ:81505050,第1章 熟悉数字艺术设计,数字艺术设计的计算环境数字艺术设计的应用与作品欣赏,1.1 数字艺术设计的计算环境,数字艺术设计是科学与艺术以及计算机与艺术设计相结合的边缘学科。艺术与科学的结合曾经是许多科学家和艺术家的夙愿。在人类社会的早期，科学与艺术同时产生并统一为一体，许多艺术家同时也是科学家。这种统一在文艺复兴时期达到了顶峰。此后，随着科学和艺术的日趋复杂化，导致艺术与科学逐渐分化。,1.1 数字艺术设计的计算环境,20世纪以来，随着科学的迅速发展，在科学理论中积累了许多有关美的问题，而在艺术中也积累了许多科学的问题，同时，科学的视觉化和艺术的科学化也日趋重要，于是，许多科学家呼吁科学与艺术的重新综合。然而，艺术与科学结合的一个主要困难，就是表现手段的问题。以视觉艺术为例，绘画表现能力难倒了科学家，而艺术家又很难理解科学和科学家大脑之中的科学形象，无法使之视觉化。,1.1 数字艺术设计的计算环境,计算机的诞生，特别是微型计算机及其视觉艺术设计应用软件的普及和大量使用，逐步诞生、发展和形成了数字艺术设计这门新兴学科，其展示世界、再现实物的能力，为科学与艺术的结合架起了可以逾越的桥梁。面向新世纪，数字艺术设计的能力，应该是每一个从事科学技术工作的人的基本素质之一。,1.1.1 技术对艺术和艺术教育的影响,科学技术对于社会进步和发展的影响在艺术领域也是如此。在近代历史上，技术对艺术的冲击已经发生过多次，每一次都产生了一些新的艺术门类。,1.1.1 技术对艺术和艺术教育的影响,(1)摄影技术的诞生第一次是摄影技术的诞生，特别是彩色摄影技术对于写实绘画艺术实践产生了重要的冲击，使得以再现现实和虚拟现实见长的绘画艺术相形见绌。以往需要画家画上几个月、甚至几年的作品，瞬间被照相机所取代。于是画家们开始探索绘画自身的本质，进而催生了新的、现代绘画艺术及流派，诞生了抽象绘画艺术以及以抽象形态为造型基础的构成教学体系和现代艺术设计专业。,小汉斯霍尔拜因(14971543)，是德国艺术家的代表，他是德国卓越的水粉画、肖像画和写生画家，被赞誉为“奇才的画家”。他的主要作品有：巴塞尔市长迈耶耳像、伊拉斯谟、英王亨利八世、外交家莫列特等。在人物画中，他以出色的技巧、流畅的线条，重点刻画人物的个性和神态。如他对伊拉斯谟写作时聚精会神姿态的刻画栩栩如生而且完美。伊拉斯谟誉满欧洲，是当时写实主义绘画的高峰。他的作品不仅写实，而且触及了欧洲的平民阶层。,图1.1 英王亨利八世 德国 霍尔拜因,1.1.1 技术对艺术和艺术教育的影响,(2)电子媒体的诞生第二次是电子媒体的诞生。电视影像、微波通信、特别是卫星通信技术的诞生，对电影艺术冲击并导致了电影业的萧条，同时也对现代绘画艺术产生了重要的影响。电子媒体的主要代表形式为广播、电影和电视，这些技术和媒体的诞生产生了动态的视觉形式，丰富了人们的视觉感受，进而催生了广播剧、电视剧、电子音乐以及影视广告、MTV等许多新的视觉艺术形式。,1.1.1 技术对艺术和艺术教育的影响,(3)电子计算机的诞生第三次是电子计算机的诞生。以往的各种工具发明，都是人类各种器官能力的扩大与延长，而电子计算机则是人类大脑智能的扩展和延伸，它使人类更聪明，更富于智慧。计算机技术对艺术、艺术设计和艺术设计教育的冲击和影响已经初见端倪。,1.1.1 技术对艺术和艺术教育的影响,从20世纪80年代初期开始，计算机图形艺术设计等数字艺术设计形式作为最尖端的视觉表现手段，大量地出现在电视、电影、平面设计、广告艺术、工业设计、展示艺术设计、建筑环境艺术设计和服装设计等大众传播媒介和视觉艺术设计领域中，其设计对象也与信息化技术息息相关，例如数字化消费产品、智能化家居、网页与网络广告、计算机(软件与硬件)界面、数字化展示、多媒体、数字影视等等。数字艺术设计展示了一个新颖的视觉和艺术天地，以往人们用手工很难实现的视觉和艺术效果被计算机轻而易举地完成，甚至比预想的还好。,1.1.1 技术对艺术和艺术教育的影响,计算机的诞生还催生了因特网媒体，进而又催生了一批新的艺术设计形式，如：网页设计、多媒体艺术设计、视频艺术设计、二维和三维电脑动画艺术设计、MIDI音乐创作、电脑与网络游戏等各种数字艺术作品。,1.1.2 艺术与科学的分化与组合,科学和艺术是人类精神文明的两股巨流，在人类社会发展的历史长河中，它们产生于同一源头，时而汇合，时而分离，共同经历了一个从合到分、又从分到合的历史发展过程。,1.1.2 艺术与科学的分化与组合,(1)艺术与科学的早期统一在远古时期，艺术与科学同时源于人类为了生存的劳动。原始人使用的生产和生活工具如石器时代的石斧、石刀、石镰，或者陶器时代的陶盆、陶罐、陶瓶等器皿，都是艺术与科学的统一、是实用与美的统一。石器和陶器的制造，需要符合其使用功能和具有一定的科学性，如石器的制作与石块的纹理、原料、硬度，打击的力度、角度有关，而陶器的制作与粘土的成色、成分，燃烧的火候、温度、色料的性质等有关，这些就是原始的科学。,1.1.2 艺术与科学的分化与组合,石器和陶器制造出来以后，其功能十分明显，石斧是用作砍削的工具，陶器是用作烹饪、储水、盛放食物的器皿。而原始的石器和陶器同时也是艺术品，中外许多原始陶器无论是造型还是纹饰都具有原始的甚至是现代感的美，我们至今仍然被传统工艺品的美所震撼。,1.1.2 艺术与科学的分化与组合,古希腊人对科学与艺术并没有很严格的概念区分，因为当时独立的科学和独立的艺术，都还没有从自然造物之中分化出来。古希腊人认为，凡是要凭专门知识，通过学习才能学会的工作都叫做艺术，音乐、雕刻、图画、诗歌之类是艺术，手工业、农业、医药、骑射、烹调之类也是艺术。这就是说，古希腊人所谓的艺术，还包含今天称作手艺的一类事物。,1.1.2 艺术与科学的分化与组合,当时的科学理论只是天才的猜测。而能够具备一些理论的事物，恰恰是属于手艺中的一些门类。因此，那时的一些杰出入物，差不多都是精通科学与艺术的“通才”，不但同时涉猎很多知识领域，而且可以在很多方面取得成就。亚里士多德是这样，德谟克利特也是这样，他不但是原子论的创始人，而且还是哲学家，写过节奏与和谐、论音乐、论诗的美、论绘画等美学者作。,1.1.2 艺术与科学的分化与组合,古希腊的毕达哥拉斯学派特别善于用自然科学的方法来研究艺术问题，这个学派本身就是一个数学家、物理学家、天文学家、艺术家的群体。他们用数学和声学的观点去研究音乐的节奏与和谐，发现音质的差别是由于发音体的数量差别所引起的。因此，他们认为音乐的基本原则在于数量关系，他们用数的比例表示不同的音程。黄金分割律是把数学原理推广到绘画领域的最好典范。在科学与艺术结合的传统影响下，他们又特别善于用艺术的观点来研究科学问题。,1.1.2 艺术与科学的分化与组合,中国古代也是如此，从4 000多年前的彩陶、3 000多年前的青铜器以及2 000年前汉代的长信宫灯等当时的实用品中可以看出其造型是美与科学的统一。,“长信宫灯”通高48厘米，人高44.5 厘米。出自西汉中山靖王刘胜妻窦绾的墓葬，作跪姿宫女执灯形，通体鎏金，璀璨夺目。宫女穿宽袖长衣，梳髻，戴巾；灯盘、灯座及执灯宫女的右臂处可拆卸；灯盘中心有一钎可插蜡烛，灯罩与灯盘可转动开合，便于调节灯光亮度和角度。宫女右臂为烟道，烟经底层水盘过滤后，便有烟而无尘，可减少室内的烟炱以保持清洁。灯上有9处刻铭，计65字，其中有“长信”二字，为汉文帝皇后窦氏所居宫名。长信宫灯造型优美，构造精巧，为汉代灯具中的杰作，体现了古代匠师的创造才能以及当时的科学技术水平。1968年于河北省满城县陵山出土。,图1.2 长信宫灯 西汉 现藏于河北省博物馆,1.1.2 艺术与科学的分化与组合,科学和艺术在低水平上统一了很长一段时间，并在文艺复兴运动时期达到了顶峰。文艺复兴时期，现实世界开始成为绘画的目标。为了在画布上忠实地再现大自然，画家们面临着一个极其重大的数学问题，即如何把三维的现实世界，正确地绘制到二维的画布上。对这个问题的研究，导致了透视画法、黄金比例和立体几何的诞生。在绘画中，为了精确地再现人的形体美，对于人体比例的研究导致人体解剖学的诞生。,这幅维特鲁威人草图对文艺复兴时期的建筑表现影响深远。基于对大自然与事物的热爱，达 芬奇一直秉持以科学方法探究、掌握并塑造大自然事物；以数学方法研究机械学与光学，探究大自然的作用定论与运动定论。达芬奇认为，建筑物应该根据和谐神圣的原则，加以组合，也就是所谓和谐构件间的平衡比例。因此，达 芬奇的画作皆采用和谐、平衡，均称的正面构图方式绘制。建筑大师维特鲁维斯(Vitruvius)在其建筑作品中指出，人体的尺寸是自然安排好的。他更举例说明之：把双腿分开到令身高降低 1/14，再抬起双臂，直到左右手中指与头顶成一等高直线，再沿着张开的四肢顶端画一个圆圈，那么你会发现，肚脐正位于圆心，而两腿之间的空间会形成一个等边三角形。,图1.3 维特鲁威人 达芬奇 素描 1490年,在达 芬奇的原图中，圆圈之外还有一个四方格。达 芬奇更进一步地把人体同时放进圆形和正方形之中，目的是用来批注人体比例：圆圈的中心点是肚脐，而生殖器是正方形的中心点。达芬奇指出：人体颈部的宽度相等于下巴骨到双眼的距离；也相等于下巴骨到颚骨的距离，如果把颈部的宽度乘以 15倍，就等于整个人。把手掌用力张开，大拇指指尖与小指指尖间距离相等于脚板的长度(由脚丫到与脚趾相连的地方)。,图1.3 维特鲁威人 达芬奇 素描 1490年,1.1.2 艺术与科学的分化与组合,文艺复兴运动的许多领袖人物，如达芬奇、米开朗琪罗、拉斐尔等，都是“科学上的艺术家，艺术上的科学家”。,达芬奇米开朗琪罗 拉斐尔,图1.4 文艺复兴运动的领袖人物,1.1.2 艺术与科学的分化与组合,(2)艺术与科学的分化文艺复兴运动使科学和艺术都得到了极大的发展。它们相继从自然哲学和神学的束缚中解放出来，成为各自独立的、完整的体系。科学和艺术的发展日趋复杂化，从而形成了科学与艺术的明显分化。这种科学和艺术的分化，比起早期的那种科学和艺术的统一，应该是一种进步，是一种有利于科学和艺术进步发展的分化。这种分化是科学和艺术几百年来得到飞速发展的前提。,1.1.2 艺术与科学的分化与组合,可是分化的结果，又使人可能一辈子只能在某一个学科领域中工作。科学家的兴趣集中在对自然界的认识上，他们认为自己要像个自然的征服者，把力量集中在专门的科学目的上，而不必去细致地学习艺术，科学不能掺杂半点个人的情感。与此同时，美学家也无意去征服自然。他们根本看不起那些试管、小镜子之类的小玩意，只是沉醉于自己的情感世界，孤独地进行艺术创造，任自己的思想在艺术的天地里翱翔，在想象中求生，仿佛艺术绝对不可有任何理性的内容。,1.1.2 艺术与科学的分化与组合,科学与艺术的分化，使感性认识与理论认识完全对立起来。但是，艺术的理性认识和科学的艺术想象与感性顿悟，却是科学和艺术双方都需要的。,1.1.2 艺术与科学的分化与组合,(3)艺术与科学的重新组合20世纪以来，由于科学的迅速发展，积累了很多自然科学理论中美学问题的素材，同时也积累了很多艺术中自然科学问题的素材。很多科学家，例如海森堡、爱因斯坦等人，从各自的科学研究实践中，发现科学理论存在着很高的科学审美价值。因此，他们竭力呼吁自然科学与艺术重新结合，这是当代科学与艺术的一种发展趋势。,1.1.2 艺术与科学的分化与组合,泰戈尔曾经说过：“完全按照逻辑方式进行思维，就好像是把两面都是利刃而没有把手的钢刀，会割伤使用者的手。”也就是说，按纯理性的、科学的、技术的和逻辑方式生产的东西，缺乏人类生活中的情感价值、艺术和审美因素，是不可能充分发挥其自身的效能的。人们不仅希望设计作品的实用功能良好，同时也希望其外观形态及其设计风格更加完美和富于变化，具备他们喜欢的相应的美的因素，满足日益强烈的心理、情感和美的需求。,1.1.2 艺术与科学的分化与组合,自然界是一个统一的整体，因此，对于认识自然规律的科学和对于典型概括自然美的艺术之间，必然存在着某种内在的联系，并且互相渗透、互相贯通、互相依赖、互相合作。这就是说，科学和艺术在实践的基础上具有同一性。很多科学家坚定地认为：科学和艺术是一个整体。很多人坚持从整体出发，从事这两方面的综合研究，因此，越来越多的人要建立一个包括科学和艺术在内的完整的统一世界。,1.1.2 艺术与科学的分化与组合,为此，我们必须设法为科学与艺术的结合找寻合适的结合点来进一步研究科学和艺术之间的联系，而以计算机为平台的艺术设计，正是这样一座桥梁。它可以综合处理视觉图形、图像、视频、音频、静画和动画，它为科学与艺术的结合架起了可以逾越的桥梁。,1.1.3 设计艺术与艺术设计,“设计艺术”和“艺术设计”都是由“艺术”和“设计”这两个基本概念组成的。(1)艺术是指“通过塑造形象具体地反映社会生活，表现作者的思想情感的一种社会意识形态”。“由于表现的手段和方式不同，艺术通常分为：表演艺术(音乐、舞蹈)、造型艺术(绘画、雕塑)、语言艺术(文学)、综合艺术(戏剧、电影)，另外有一种分法为：时间艺术(音乐)、空间艺术(绘画、雕塑)和综合艺术(戏剧、电影)”。,1.1.3 设计艺术与艺术设计,“艺术”(TexHe拉丁文)这个词本身在古希腊、罗马哲学中所表示的是所有的实践活动，即连接经验和知识的所有能力，是“有用的技艺”的概念，而不仅仅是一种艺术创作。从这一角度出发，设计与艺术原本是一个母体的。,1.1.3 设计艺术与艺术设计,(2)设计是指“在正式做某项工作之前，根据一定的目的要求，预先制定方法、图样等”。“设计”的概念是“设计者根据需求进行的有目的的，创造性的构思与计划，以及将这种构思与计划通过一定的手段视觉化的过程”。这一过程的结果即产生了设计品。,1.1.3 设计艺术与艺术设计,这是一个广义的设计概念，它既包括人们的一般生活和工作计划，也包括理化、工学、机械的工程设计，还涉及各种视觉艺术的设计。这里的“设计”概念过去是指产品的造型设计、室内装饰设计、包装设计、书籍装帧设计、广告和标志设计、陶瓷造型设计以及服装设计、纺织品设计等传统艺术设计，现在还涉及数字艺术设计这样一些新的艺术设计学科，是与审美有关的视觉造型设计。,1.1.3 设计艺术与艺术设计,(3)设计艺术与艺术设计“设计艺术”和“艺术设计”实际上涉及了设计这一行为的两个方面，而且只关注了各自的一个方面。“设计艺术”侧重的是设计的过程，而“艺术设计”侧重的是设计的结果。如今，“设计艺术”和“艺术设计”的概念已经约定俗成而统称为“艺术设计”了。,1.1.4 数字艺术设计,所谓“数字艺术”是“数字化”的意思，也就是英文的Digital的意译，是指以计算机为平台的，以0和1的数字集合、将计算机应用软件与相应的艺术相结合而形成的艺术形式。,1.1.4 数字艺术设计,“数字艺术”是一个大的概念，凡是“数字化”的艺术应用都可以称为“数字艺术”，包括美术、戏剧、音乐、影视、作曲、演奏等，这就囊括了几乎所有艺术形式，而不仅仅局限于美术领域。所以，“数字艺术”包括但并不局限于目前美术界和艺术设计界中以计算机为平台的视觉艺术和视觉艺术设计的单一概念。,1.1.4 数字艺术设计,传统的四个艺术设计专业(即装潢艺术设计、环境艺术设计、服装设计、工业设计等)是数字艺术设计的姐妹专业和基础。随着计算机硬件和软件水平的提高，如今，在艺术设计领域中，大多数人都已经改用计算机进行设计，计算机技术在艺术设计领域中的应用程度和范围愈来愈大。,1.1.4 数字艺术设计,在以计算机为基本平台的数字艺术设计中，其最终结果作品或者产品、商品，不仅仅是一个平面设计、一个工业设计或者环境设计、服装设计，而是它们的综合科学与艺术的综合、艺术设计与计算机技术的综合，以计算机为平台的图形、图像技术和艺术的结合将成为21世纪视觉艺术的主流。,1.1.4 数字艺术设计,可见，“数字艺术设计”是一个宽口径的，以技术为主，艺术为辅，技术与艺术相结合的新学科方向，学生需要掌握信息领域的基础理论与方法，具备数字艺术设计、制作、传输与处理的专业知识和技能，并具有一定的艺术修养，能综合运用所学知识与技能去分析和解决实际问题。,1.1.5 科学的视觉化,将不可见的事物视觉化，原本是绘画的基本功能之一。运用绘画既可以展示远古人类的生存方式，也可以描绘未来世界的光怪陆离；既可以描绘可见世界的万千变幻，也可以表现不可见世界的种种现象。而计算机图形艺术设计不仅具备了绘画的上述功能，同时，它还可以通过数学计算、逻辑推理等使不可见的科学视觉化。,1.1.5 科学的视觉化,科学视觉化(SiVi，Scientific Visualization)可以将除了数字公式之外，人类视觉难以捕捉到的物理、化学、医学和生理学等科学，通过数字艺术设计使之视觉化，例如使新的数学理论模型、生物学微观现象等无法直观的科学现象视觉化。虽然从理论上讲传统的绘画也可以将科学视觉化。但是，事实上只有借助于计算机图形艺术设计，才能够准确、迅速和高效地做到这一点。视觉化了的科学现象，使科学家们可以更为直接和直观地进行研究。,1.1.6 小结,数字艺术的计算环境技术对艺术和艺术教育的影响 艺术与科学的分化与组合 设计艺术与艺术设计 数字艺术设计 科学的视觉化,1.1.7 实验与思考,本节实验与思考的目的是：1)熟悉数字艺术的基本概念，了解数字艺术设计的基本内容。2)通过因特网搜索与浏览，了解网络环境中主流的数字艺术设计技术网站，掌握通过专业网站不断丰富数字艺术设计最新知识的学习方法，尝试通过专业网站的辅助与支持来开展数字艺术设计应用实践。,