現代玻璃器皿中人工智能設計的運用研究

吳 昊 （上海大學 上海美術學院，上海 200444）

一、人工智能設計的發展背景

人類早期通過模仿對象來豐富自身的語言和行為，久而久之在不斷進化過程中，對于功能性與裝飾性的需求欲開始逐漸凸顯，在以實用性為目的的前提下，日常用品的審美性普遍開始得到重視。在生活中的日常用品與陳設工藝品都離不開物質生產與美的創造這兩個突出特點，它們同時也包含于工藝美術這一門類，我們所熟知包括但不僅限于染織、陶瓷、雕刻、玉器、陶瓷、玻璃等。這時，“設計”概念伴隨著實用物品的制造開始映入大眾視野，它是20世紀以來的產物，也是人類創造性活動的體現。設計的終極目標永遠是功能性與審美性，與過去不同，一件日常用品不止要起到使用的功能，它還需兼顧便捷性與美觀性。20世紀80年代，英國工業設計委員會顧問彼得·湯姆遜（Peter Thomson）提出了設計的五項基本原則，進一步細化了設計是人類改變原有事物，使其變化、增益、更新發展的創造性活動。

在過去的幾千年里，哲學家們對于大自然復雜性的問題始終存在著思辨，他們試圖討論形成這種復雜性的原因，大部分人認為大自然是渾然天成的，而非通過某種設計所形成；而另一部分則認為也許是存在著超自然的設計者或創造者。與大自然相比，人為的設計與制造總是趨勢于人的意志之下，當人的感覺與行為出現偏差和波動時，是否依然能將設計對象客觀的表現出來，并確保其完整性。我們從19世紀下半葉在英國發生的工藝美術運動中可以找到答案，運動的起因是針對家具、室內產品、建筑的工業批量生產所造成的設計水準下降的局面所提出質疑；1919年在德國成立的包豪斯設計學院，也在討論著類似的問題，包豪斯奠定了現代主義設計的觀念基礎，把以觀念為中心的設計體系、以解決問題為中心的設計體系比較完整地奠定起來，設計中外觀與觀念的連接便顯得尤為重要。汽車外觀設計中有計劃的廢止制度以及流線型運動將流暢感的設計風格逐步擴散，甚至影響了其他領域的外觀設計，其中涉及到人為因素的部分也開始由人工智能取代，從設計的原理到消費者的喜好，一系列的大數據相互結合作用，便成為可靠的“指導建議”。不僅僅在外觀設計上，科學的計算分析讓實際中非常復雜的過程和場景得以呈現，從而實現了對人類思想的深入分析和研究，甚至通過人工智能繪制人類基因也將成為可能。

智能設計在二十世紀被看成是試圖改變科學基礎、顛覆進化論的現代神學行為。隨著進化論被用于解釋越來越多的現象，智能設計假說的論據也隨之不斷變化，但是其根本觀點沒變：復雜的系統必須有一個設計者。在快速發展的當下，日常用品設計需求的高度不斷地在突破極限，那么設計的邊界在什么地方，或者說設計到底有沒有邊界。

二、人工智能設計在現代玻璃器皿中體現的技術奇點

在石器時代，人類就意識到對于周遭環境的多種解讀，通過制造工具來改變原有的生活模式；直到青銅時代將文化的概念植入到日常生活之中，文字的出現、法典的設立、鐵器的制成以及造紙術的發明都是前人為文化突破所作的基礎。隨著科技的進步，許多技術也不斷地被更新和顛覆，攝影技術的出現是否就替代了寫實繪畫作品；超級寫實主義繪畫與照片相比是否處理得更柔軟更復雜，使之表現成一個生動的對象照片；人工智能設計是否能將人性化的表現植入對象之中，甚至使其具有超越常規感知的精神力，這個模仿和學習的過程值得被期待。在玻璃藝術領域中，設計與制作通常緊密相連互相影響，它需要操作的人或團隊有豐富的經驗及實踐操作能力，這往往會給作品的完成度帶來許多客觀的限制；在日用玻璃器皿中更是如此，它需要同時兼顧功能與美觀，但玻璃材質在塑造過程中的成型狀態并不那么“聽話”，許多市場上的產品無論在設計造型、使用效率及創意想法上無法得到平衡，這個時候智能化設計的出現似乎在試圖改變和解決這些問題，它通過其自身獨有的技術奇點，來達到產品中所需要的優化服務、生產效率以及理念深度。“技術奇點”這一概念第一次出現是在1982年，弗諾·文奇（Vernor Steffen Vinge）在卡內基梅隆大學（Carnegie Mellon University）召開的美國人工智能協會年會上首次提出，人工智能設計可以模仿人的行為、語言甚至于思考方式，并通過學習路徑來設計輸出一整套完整的作品。

人工智能變得越來越重要，因為它變得更加高效和復雜，顛覆性技術的出現改變了傳統設計中的實踐流程和既定概念，在對于特定材質造型的設計處理上也是如此。在2018年，由智能設計自主完成的《貝塞爾花瓶》問世，意在用人工智能設計改變玻璃器皿造型的觀念。它采用11階貝塞爾曲線⑥生成的復雜曲面造型；在玻璃的折射和“內部彌漫性反射”方面得到了精致的呈現，這是完全數學化的設計方式，在視覺維度上也是人為設計無法達到的。繼貝塞爾曲線中插入“水邊的阿狄達斯”數字音頻，人工智能設計出優雅的水波之后，正在嘗試插入視頻碎片“芭蕾”，技術路線已經明確，涉及的系統和環境的先驗知識、以及激勵函數方面的問題也在逐步推進。它在處理復雜的、多面的和決策的問題上顯示出巨大的潛力，這里的智能化設計將工業化的嚴謹與視覺藝術的審美充分糅合，試圖創造出超乎尋常的藝術產品。貝塞爾花瓶的出現并不是在“炫技”，而是在傳達一種強有力的信號。

三、人工智能設計影響現代生活方式的審美傾向

包豪斯的出現對現代藝術教育、設計及審美有了全新的定義：視覺呈現是建立在科學化的基礎上，而不僅僅來源于藝術家個人的、不可靠的感覺上。包豪斯基礎課更是強調對于平面、立體和色彩的系統性研究。包豪斯體系下的設計理念確實與僅僅重視改變外形、強調商業效應的“改形設計”非常不同甚至又對立的體系；在人工智能設計出現之前，因受到技術的限制，大多數的玻璃器皿造型單一化，且具有普世的審美調性；但隨著人工智能技能不斷得發展，技術壁壘也得到了質變般的突破，從而將實用功能、智能設計、藝術形式等多方面相結合，實現了次序化理性化下的特殊美感。

智能化設計的出現則是在包豪斯理論體系下的延伸；將造型上秩序感放大，嚴謹至極致后的藝術呈現方式，它完全顛覆了一般設計玻璃日用器的概念和方法，把當代審美體系下的未來感推向大眾。復雜的曲面與規律的起伏在人的感知下無法完成，因為一定會受到情感的波動，而人工智能將這種復雜的設計簡單化，參數空間是一個不可見的數學意義上的空間，計算機在參數空間中按特定的算法生成造型，如果改變參數空間，算法將再次自動生成新的造型，這是它優雅的美學意義。在三維空間中借助燈光的投射，捕捉到的是第四個維度的折光投影，這種復雜的形式折疊交織，是人工智能設計在玻璃材質的基礎上所打造的獨特魅力，多種計算、設計和技術共同匯集到一款玻璃花瓶中，這將打開現代玻璃器皿顛覆性創新的突破口，同時它所蘊含的能量也將改變我們對于日用品的新認識。

一件好的設計作品是需要兼顧完整性和綜合性，同時根據人需求的不斷變化而作出相應的滿足，大工業化環境下的設計產物在實用、設計、藝術中游走，而玻璃藝術中的智能化設計則是將自主設計，造型技術及藝術審美推至一個全新的高度。藝術與設計的關系既精神性與物質性的關聯，運用智能化的設計方法將精神性的藝術審美更具象化，其設計內核豐富而飽滿，為玻璃器皿的設計提供了極具跨時代意義的可能性。一串數字、一段音頻、一首歌曲甚至一個提問的答案都將作為靈感的素材，人工智能設計在造型上的可能性讓大眾感受到了獨特的生活體驗感，這是一種現代的生活方式。

注解：

①設計的五項基本原則：完整性原則、變化原則、設計資源兩方面、綜合原則和服務原則。

②包豪斯設計學院是第一所完全為發展設計教育為主的專業類院校，學院中集中了20世紀初歐洲各國對于設計的新探索和實驗成果，并奠定了現代設計教育的結構基礎和工業設計的基本面貌。

③有計劃的廢止制度是由通用汽車公司總裁艾爾弗雷德·斯隆（Alfred Pritchard Sloan）和設計師厄爾（Harley Earl）提出的汽車設計新模式；主張在設計新的汽車式樣的時候必須有計劃地考慮以后幾年之間不斷地更換部分設計，基本造成一種制度，形成有計劃的式樣老化過程。

④流線型運動是美國20世紀30年代流行的一種式樣設計運動，從交通工具外觀設計開始，波及幾乎所有的產品，外形以圓滑流暢的流線為主要形式。

⑤超級寫實主義作品對象包括畫像、具象藝術、景物、風景、城市風景和敘事場面。近期由于對細節的描寫和對社會、文化或者政治主題重視，超級寫實主義風格比照相寫實主義更加文學性。新的照相寫實主義延續避免照片異常，因此兩者形成鮮明對比。超級寫實主義畫家模擬并提高精確的攝影照片，在社會和文化的背景下，使之產生有光學說服力的現實幻象。

⑥“貝賽爾曲線”是由法國數學家皮埃爾·貝濟耶（Pierre Bézier）所發明，由此為計算機矢量圖形學奠定了基礎。它的主要意義在于無論是直線或曲線都能在數學上予以描述。貝塞爾曲線是依據四個位置任意的點坐標繪制出的一條光滑曲線。在歷史上，研究貝塞爾曲線的人最初是按照已知曲線參數方程來確定四個點的思路設計出這種矢量曲線繪制法。貝塞爾曲線的有趣之處更在于它的“皮筋效應”，也就是說，隨著點有規律地移動，曲線將產生皮筋伸引一樣的變換，帶來視覺上的沖擊。