Arta evoluționistă este o formă de artă procedurală în care artele vizuale , muzica și artele spectacolului sunt create folosind algoritmi evolutivi, adică metode de rezolvare a problemelor de optimizare combinate cu principiile evoluției naturale . Privind procesele artistice ca o optimizare, artiștii creează lucrări care au un impact estetic asupra oamenilor. Din motive de timp, implementarea acestei clase de algoritmi este atribuită computerului , dar, în principiu, calculul se poate face și manual. Prin urmare, arta evolutivă face parte din arta digitală .
Baza artei evoluționiste, ca toți algoritmii evoluționari, este o populație de indivizi, fiecare reprezentând o structură vizuală. Această reprezentare poate fi fie indirectă - deoarece indivizii în programarea genetică conțin un program care creează o structură vizuală, astfel încât distincția biologică între genotip și fenotip să fie menținută . Totuși, reprezentarea poate fi și directă, ca în strategia evoluționistă , unde se ia în considerare doar fenotipul individului asupra căruia se aplică operațiile evolutive. În acest caz, individul este o imagine, un desen, o imagine în mișcare sau altele asemenea în ceea ce privește un fișier imagine sau un fișier video .
Aproape toți artiștii evoluționari care folosesc reprezentări indirecte produc lucrări vizuale nereprezentative [1] . Indiferent dacă reprezentarea este directă sau indirectă, există doar câteva abordări ale artei evolutive vizuale .
În procesul artei evolutive, se determină mai întâi o populație inițială de oameni. În reprezentarea indirectă, ca de obicei în programarea genetică, sunt generate programe aleatorii și, prin urmare, structuri vizuale aleatorii. În reprezentarea directă, structurile vizuale non-aleatorie sunt de obicei alese de artist, de exemplu, acestea pot fi luate din curse evolutive anterioare.
Urmează apoi faza de reproducere, în cadrul căreia indivizii se reproduc în conformitate cu strategia de reproducere, li se aplică operațiunile de recombinare și mutație. Natura acestor operații depinde de natura programelor sau a structurilor vizuale directe, cum ar fi algoritmii evolutivi; structurile liniare și ierarhice ale indivizilor indivizi necesită operații speciale de recombinare și mutație.
O parte a strategiei de reproducere este modul în care indivizii sunt selectați pentru recombinare (selecție de reproducere). Dacă strategia de reproducere se bazează pe algoritmi genetici , valorile de fitness trebuie să fie disponibile în avans pentru fiecare individ. Frecvența selecției pentru reproducere este o funcție strict monotonă a acestei adaptări, adică cu cât este mai mare fitness, cu atât este mai mare probabilitatea de selecție. Dacă strategia de reproducere se bazează pe strategii evolutive, alegerea este distribuită uniform în mod aleatoriu.
După faza de reproducere, apare o populație de descendenți, fiecare dintre care va trebui să determine un scor de fitness care să reflecte cumva estetica structurilor vizuale. Determinarea algoritmică a acestor valori va necesita un model estetic formal care nu este disponibil în metodele anterioare de artă evolutivă sau doar la începutul lor. Prin urmare, metodele algoritmice se limitează la definirea proprietăților simple ale analizei imaginii și a modelelor bazate pe acestea, cum ar fi, de exemplu, modelele de entropie . Determinarea aptitudinii unui individ sau a unui grup de oameni se face de obicei de artist, care notează în funcție de criteriile sale estetice subiective. O metodă alternativă de evaluare a adecvării empirice este timpul petrecut de spectator vizualizând fiecare structură vizuală care i se prezintă. Există, de asemenea, metode preconștiente care încearcă să obțină o corelație între caracteristicile măsurabile fiziologic ale privitorului și evaluările lor estetice (de exemplu, evaluarea răspunsului elevului ). Cea mai inovatoare abordare aici este neuroestetica , care identifică zone ale creierului implicate în evaluarea estetică și care încearcă să coreleze activitățile acestor regiuni cu evaluările estetice (metode similare sunt folosite de neuromarketing ). Cu toate acestea, deoarece aceste abordări necesită echipamente de imagistică medicală sofisticate și încă foarte costisitoare , utilizarea lor în arta evolutivă a fost până acum limitată la câteva studii mici.
Dacă părinții și urmașii lor au fitness, se folosește o strategie de selecție pentru a determina care individ din generația următoare poate continua să existe și, eventual, să se reproducă. Această strategie de selecție ține cont fie numai de urmași, fie de unirea părinților și a urmașilor. De asemenea, dacă nu este atins un criteriu de întrerupere, cum ar fi atingerea unui număr maxim prestabilit de generații, următoarea iterație a procesului de artă evolutivă începe cu o nouă fază de reproducere.
O aplicație a artei evolutive este redarea non-fotorealistă , un domeniu al graficii pe computer în care grafica este intenționat inexacte în reprezentarea lor fizică. Un exemplu aici este crearea unui tablou artificial dintr-o fotografie . Oamenii de știință britanici Collomoss și Hall au dezvoltat în 2005 un algoritm care creează imagini pe baza fotografiilor [2] . O pictură este percepută ca o succesiune de linii și linii, care sunt definite ca poziție, direcție, culoare etc. Algoritmul genetic este astfel utilizat pentru a găsi spațiul tuturor picturilor posibile. Funcția de fitness , care atribuie o calitate fiecărei soluții candidate, compară imaginea de limită candidată cu imaginea proeminentă calculată inițial . Importanța detaliilor imaginii arată cât de vizibil este pentru o persoană. În algoritmul Collomoss și Hall, specificitatea detaliilor imaginii constă din trei factori: nivelul de raritate, gradul de vizibilitate și un al treilea factor care ia în considerare în primul rând gustul utilizatorilor din subregiuni pentru a distinge artefactele importante de cele neimportante.
Semnitatea se bazează pe ideea că operele de artă „nu sunt o oglindă” a realității (după Ernst Gombrich [3] ), ci mai degrabă interpretarea acesteia de către artist.