日本CG顶级大师电脑演示生物演化

2010年07月27日16:35  来源:《新京报》

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河口根据电脑模拟图形制作的实体艺术品。
河口制作于1984年的“贝壳”作品。
河口为世博会日本馆设计的外部作品最终未被采用。


  CG的意思是“计算机图形”。如今,CG已经包围着我们生活的方方面面,甚至有科学家用它来模拟生物演化、宇宙生长。不过,40年前,CG一词尚未出现,日本艺术家河口洋一郎已经在接触这一前沿科学了。1983年,他因为在国际图形图像协会(SIGGRAPH)年会上展示了“成长模型”而轰动一时。近日,河口来到北京参加“科学与艺术”国际研讨会。会后,他用夹杂着日语语气词的生涩英语接受了本报记者的专访。

  作品 让“皮克斯”做噩梦

  1981年,当时还是个年轻人的河口洋一郎向国际图形图像协会(SIGGRAPH)年会提交了作品。第二年,作品被接受了。SIGGRAPH是计算机图形界最重要的国际性会议。每年有上万名计算机从业者参加。1982年的年会上,河口展示的作品赢得了满堂喝彩。第二年,他再次震惊了全场。当时,大名鼎鼎的皮克斯公司的一位高管告诉河口,看了他作品后,自己做了一个月的“噩梦”。

  “啊!”河口开心得手舞足蹈,“他们说,总是梦到那个作品突然‘啪’地一声,眼前出现一幅动人心弦的大画面,印象太深刻了。”

  这些让人看得瞠目结舌的作品,就是让他一举成名的“成长模型”。河口利用程序设计,让计算机从零开始,按照一定的算法自我衍生成图像,整个过程如同生命逐渐出现,缓慢演化。

  而让“皮克斯”做梦都能梦到的画面,更成了河口的代表作:一个多彩的三维世界里,奇异的螺旋状图形生物在生长、繁殖、扭曲、波动、漩涡,像梦一样虚幻,又像自然生物一样真实。或许有的人看着这些自我繁殖的图像甚至会觉得有点毛骨悚然,但没有人会否认它给人留下的深刻印象。

  当时的计算机水平相对较低,运算速度比较慢,所以一般的CG图形都是直线,否则计算时间就会变得非常漫长。而河口则在作品中使用了被称为“阶球”的密度球,做出了全曲线图形。“啊喏(嗯),全是‘有机’的!哇!”河口笑着说,“我梦想它发生在另一个星球上,生物可以自己生长,我的梦想成真了!”

  梦想 用电脑代替太空之旅

  1952年,河口出生在日本鹿儿岛县的种子岛。童年时代被自然界的种种有趣生物围绕,河口从小便在花朵、蝴蝶、鸟类、珊瑚礁和海鱼的世界中玩耍。他希望长大后能成为生物学家或生态学家。“我还希望成为太空科学家。那里也是日本的一个航天中心,我从小看着火箭上天,就梦想着未来能旅行到另一个行星去,飞到太阳系之外,飞到另一个星系。这对我很重要。”

  “Manga!”在这些理想之外,童年时代的河口也和其他日本孩子一样受到漫画的影响。他很喜欢画画。最终,他没有成为一名科学家,却进入了东京大学学习艺术。不过,他始终惦记着童年的生态探险和星际旅行梦想。

  “如果有机会离开地球,我希望能找到新的生物,和它们交流。但是你知道,太空飞船要开很久才能到达另一个星球,人必须要冷冻起来很久。艺术提供了解决这个问题的一种方法,于是我决定搞CG,在电脑上制造新的生物。”

  1975年的计算机还很笨拙,尽管如此,河口还是能接触到当时世界上最先进的设备。他开始学习算法、编程,也开始钻研生物学和物理学等学科。为什么要学物理学?“索嘎(那样啊),因为在不同的星球上,重力会完全不一样。就像在海底,压力可能很大。在生物生长过程中,这些因素都得考虑。”

  从1979年起,他开始参加SIGGRAPH大会。同时,他开始摸索“成长模型”的表现手法,考虑在怎样的行星中,会进化出怎样的生物体。

  刚开始,他尝试细胞生长,然后开始模拟生态系统,让各种“植物”互相竞争,有的会灭绝,有的则延续。接下来,他尝试在不同环境下让生物自动进化。“我让计算机依照‘成长运算’法则自己计算,我什么都不控制。睡一觉,第二天早上生物就在那儿了!哇!”

  未来 木卫二上的“生长房屋”

  上世纪80年代的时候,有一回,河口的电脑崩溃,所有的数据都消失了。他突然意识到,在数据灾难面前,自己制造的生物世界是如此脆弱。于是,他决定开始将这些“生物”变成可以触摸的模型。如今,河口已经把很多虚拟生物“拷贝”成大量真实可触的实物。“等到有一天,可能那些图像已经无法再展示了,但至少这些是安全的。”

  和计算机数据一样,地球文明同样可能因灾难而面临灭顶之灾。河口同样在利用自己的艺术才能,考虑人类移居到其他环境的可能性。人口爆炸之后,海底很可能是人类新的居所,河口为此设计了“生长房屋”。他也将其昵称为“行走的贝壳屋”。这个能进行自我繁殖的多边形结构可以承受巨大的压力,且能够行走。河口还通过计算机对其进行灾难测试,发现其可以承受各种形式的环境破坏而保持完整。“或许有一天,人类会住在类似的房子里。嗯,甚至可以在木卫二星的冰层下生活。”他笑着说。

  利用同样的算法,他还造出了“生长建筑”和“生长城市”。本届世博会,他的一个绿色“怪物”从日本馆建筑“紫蚕岛”中生长而出的概念差一点就被选中,但他的另一个想法是,为下一届世博会制造一个“成长馆”。

  在计算机模拟演化的概念中,一切都是不可控的,一切都遵循着演化的基本法则,计算机只是提供算法。这与人工智能的概念不一样,后者是计算机本身具备了人脑的复杂性。不过,河口对太复杂的机器人并不感兴趣。虽然他也在研究机器人,但做出的机器人简单而有效,比如一个受计算机控制,电池或太阳能供电的气泡,会自我控制方向前行,这种节能生态机器人或许能参与人类的太空探险。按照他的说法,他需要机器人来帮助与新的生物沟通。

  “啊喏(嗯),我所做的一切都是为另一个星球做准备,哈!”河口说完,哈哈大笑。

(责任编辑:刘然)
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