《大学计算机基础与计算思维》（第二版） 课件 第4章 交叉融合信息技术(AI与XR)

大学计算机《大学计算机》以教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会印发的《新时代大学计算机基础课程教学基本要求》为指引，是面向全日制大学本科学生提供计算机知识、能力、素质方面课程的综合素养课，是培养大学生利用新一代信息技术解决本专业领域的应用问题提供基础性支撑的通识必修课程。COLLEGECOMPUTER1计算思维与科技艺术3数字音频、图像处理、视频剪辑4新一代信息技术(AI与XR)

Contents5计算机应用基础课程内容6网络应用与网络伦理2计算机基础知识4教学内容第9-10讲新一代信息技术—AI与XR云计算与大数据用通俗的话来说，云计算就是将计算任务发布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算能力、存储空间和各种软件服务。云计算与大数据大数据是指规模巨大、复杂多样的数据集合，无法用传统的数据处理工具进行捕捉、管理、处理和分析的数据。它通常包括在数据存储、管理、分析、获取有价值信息等方面具有前所未有的复杂性和挑战性的数据类型和数据量。3D打印3D打印技术常见的有立体光刻(SLA),数字光处理(DLP)和熔融沉积成型(FDM)等。物联网物联网简单来讲可以理解为“物物相连的网”。AI与AI艺术爱德蒙·德·贝拉米肖像，Obvious2019年10月，有史以来首次使用人工智能创作的艺术作品《爱德蒙·德·贝拉米肖像》（PortraitOfEdmonddeBelamy，2018）在纽约佳士得被拍卖。最终成交价格（含佣金）为43.25万美元,成为AI艺术的里程碑事件。这幅画是由一个巴黎艺术团体Obvious输入超过15000多幅14世纪到20世纪之间的世界名画给AI系统，让AI系统不断地进行绘画训练，最终AI“创作”出了这幅肖像画。肖像的签名揭示了创作者的虚拟身份，也就是“生成对抗性网络”（GenerativeAdversarialNetwork，缩写GAN）的算法。伴随5G、AI科技的进步，艺术与科技的跨界融合发展进入全新时期，推动当代艺术向多元化、数字化、跨媒介化方向不断发展。人工智能（AI，artificialintelligence）艺术，更准确地说叫神经网络艺术，是一种使用算法进行创作的新形式。它的兴起正在全世界刮起一轮新的科技艺术风暴。AI与AI艺术←《路人的记忆I》（MemoriesofPassersbyI），克林格曼这件作品由一个内置计算机系统的木制柜子和两块屏幕构成，屏幕上显示着无休止的的扭曲面孔，作品实际上由柜子里的机器大脑所创造。作为神经网络和AI艺术领域的先驱，克林格曼继Obvious之后第二位作品在主流拍卖行中售出的AI艺术家。他的作品曾在奥地利林茨电子艺术节（ArsElectronica），纽约现代艺术博物馆（MoMA），大都会艺术博物馆（theMet），伦敦摄影师画廊（PhotographersGallery）和巴黎蓬皮杜艺术中心（CentrePompidou）等机构展出。参考资料：人工智能绘画，到底有多惊艳？_艺术_Obvious_作品()人工智能艺术的可能性人工智能（AI，artificialintelligence）是一种通过计算机程序来模拟人类智能思维的技术，它可以实现人类的认知和思维活动。随着1946年电子计算机的诞生，以及伊凡·苏泽兰提出计算机图形学（ComputerGraphics，简称CG）并被更多专家不断深入研究的同时，逐渐成就了计算机绘画、数字媒体艺术及新媒体艺术等。第一幅计算机“艺术”作品——1952年由本·拉波斯基用示波器创作的《电子抽象》（ElectronicAbstractions）不断进化中的人工智能艺术——数字艺术传统绘画是笔尖与纸张的摩挲碰撞，数字艺术画则是艺术与先进技术的完美结合。把数字艺术作为一种单独的艺术门类提出，将是一种等同于绘画、雕塑等已有的，并且有别于新媒体艺术的一种新的艺术类型。数字艺术可以包括数字绘画，数字影像，数字雕塑，数字装置等，而这些类型的核心观念都是基于运算和数据来完成的，这区别于传统的新媒体或者机械艺术对媒介新的要求。亚恩·恩格玛YannNguema，数字艺术视觉装置邱志杰，《技术史地图》Geliografic工作室，数字绘画作品不断进化中的人工智能艺术——数字艺术ChadKnight，3D数字雕塑作品不断进化中的人工智能艺术——新媒体艺术新媒体艺术展——“瑰丽犹在境”，北京嘉德艺术中心，主创团队：格兰莫颐不断进化中的人工智能艺术——新媒体艺术teamLab沉浸式展览d'strict的视觉错觉装置GIANTTOY2（GIF动图）不断进化中的人工智能艺术——数据艺术HowToBuildAHuman（GIF动图）HerwigScherabon“洛杉矶和芝加哥的收入差距”即将来临的月食W/grap不断进化中的人工智能艺术——生成艺术生成艺术是指全部或部分使用自动系统的辅助进行艺术创作的一种形式，是一种用算法生成新思想、形式、颜色或图案的过程。生成艺术家使用Processing或者p5.js等软件创建代码，将创意转换成一组规则，指导计算机遵循这些规则来创作达到期望值作品。相关的设计工具软件工具类Java:Processing.py（Python处理）Web:P5.js（JavaScript处理）ProcessingC++：openFrameworks和cinder3D：Mandelbulb3D分形渲染软件UltraFractal（分形艺术软件）二次生成：在线工具和程序EverypixelSlik对称的分形处理(/)JS数据生成艺术：为3d软件服务的贴图生成程序Jsplacemet分形艺术纹理：chaotica（轻量级）“人工智能美学”概念的提出陶锋为“人工智能美学”（TheAestheticsofArtificialIntelligence）做了初步定义，他认为：人工智能美学研究的是在人工智能技术发展过程中所出现的与美学有关的一些问题其主要内容包括人工智能对人类感性（包括情感）和艺术的模拟、人工智能艺术的风格与鉴赏、人工智能视野下人类情感和艺术本质问题等提问：

人工智能艺术的创意依赖于数据和算法，数据和算法依赖于清晰的逻辑，而基本的逻辑是艺术创作过程的可分解、可流程化、可抽象、可表征及可数据化。那么，基于第一章节中我们提到的科学思维和计算思维，我们是否可以理解为“艺术创作过程是可计算的”呢？人工智能艺术与传统计算机艺术与传统艺术家不同的是，生成艺术家使用计算机可以以毫秒为单位生产数千个想法，这种方法极大地减少了艺术和设计的探索阶段，并常常带来令人惊讶且复杂的新成果。人工智能艺术与传统计算机艺术的不同在于,人们试图使得计算机拥有如人类那样的视觉感知、情感体验以及想象力、创造力等能力。艺术家们已经不是简单地将计算机视为画笔一样的工具,

而是试图创作程序,

让计算机能够一定程度上独立作画。科恩,《纸上颜料》,2004年（AARON智能机器人绘画）不断进化中的人工智能艺术——生成艺术家乔恩·麦考马克（JonMcCormack）：“我使用进化算法来创造几乎不可能直接设计的人工生命形式。”（/）《FiftySisters》是计算机合成植物形式的1m×1m图像的大型装置。使用人工进化和生成算法从计算机代码中“种植植物"。每种植物状的形式都源自石油公司徽标的起始图形元素。JonMcCormack不断进化中的人工智能艺术——生成艺术家迈克尔·汉斯迈耶认为生成式设计“不是在设计对象，而是在设计生成对象的过程。”（thinkingaboutdesigningnottheobject——butaprocesstogenerateobjects.）MichaelHansmeyerMichaelHansmeyer.Генеративнаяархитектура—LookAtMe不断进化中的人工智能艺术——生成艺术家马克·J斯托克（MarkJ.Stock)马克·J斯托克（MarkJ.Stock)是将自然与计算相结合的生成艺术家，科学家和程序员。他的作品探索了自然界与其模拟对应物之间的张力，即有机与无机，数字与模拟之间的张力。在作品Sprawal中，Stock创建了一个混乱的分支结构，该结构生长在规则的块上,Stock使用表面生长算法模拟了它的黑暗成长。不断进化中的人工智能艺术——生成艺术家安德斯·霍夫AndersHoff是一位对图案着迷的生成艺术家，他的作品Inconvergent探索从简单规则组成的系统中可以得到的有趣且复杂的行为，以及如何使用算法来创建美学构图、结构和纹理。该项目的灵感范围从自然现象、几何和数学到建筑和写作系统。KatharinaBrunner是一位生成艺术家和数据记者，其GitHub存储库里有她发布的可以下载使用的代码，对于希望使用编程语言R的任何人来说都是一个很好的资源。AIGCAIGC（ArtificialIntelligenceGeneratedContent）人工智能生成内容文字——ChatGPT图形——StableDiffusion、Midjourney视频——Gen-2音频——SoVitsSvcAIGC根据EverypixelJournal公布的统计报告，自2022年以来，过去18个月时间里，人工智能使用文本转图像算法创建了超过150亿张图片，而从1826年拍摄第一张照片到1975年，人类摄影师花了150年的时间才达到150亿张。DALLE-2推出以来，人们平均每天创建3400万张图像。增长最快的产品是AdobeFirefly，自推出以来仅三个月内就创建了10亿张图像。Midjourney拥有1500万用户，是公开统计的所有图像生成平台中最大的用户群。大约

80%

的图像（即125.9亿张）是使用基于开源StableDiffusion创建。人工智能艺术的新奇性：从有生有扩散模型（DiffusionModel）GAN（生成对抗网络，GenerativeAdversarialNetworks）通过让人工智能学习、模仿艺术史中的经典作品，可以模拟生成类似风格的作品。人工智能艺术的新奇性：从有生有人工智能艺术的原创性：从无生有CAN（创意对抗网络，CreativeAdversarialNetworks）CAN与GAN最主要的区别在于，GAN只能模仿某类风格，而CAN通过（中等）偏离学习的风格来提升生成艺术的唤醒潜能而成就其创造性。随机函数的随机性在某种程度上促进了人工智能艺术的“原创性”。CAN在“原创性”上则表现较为优秀。人工智能艺术的原创性：从无生有CAN系统生成的高评分作品参考：陶锋丨人工智能视觉艺术研究_计算机()康定斯基作品CAN高分作品,在观众喜好上排名第一,近似人类作品和意图性上排名第二获奖AI绘画作品AI绘画获奖作品

《太空歌剧院》2022.82022年8月，在美国新兴数字艺术家竞赛中，参赛者杰森·艾伦用AI绘画软件生成的绘画作品——《太空歌剧院》去参加比赛，获得了第一名，并获得丰厚奖励。AI绘画作品百度AI修复

《富春山居图》百度“文心.一格”AI视频OpenAI发布视频生成模型“Sora”AIGC导航平台/

///https://learn.tishi.top/docs/basic/jian-jie/

提示语学院AIGC导航平台/

https://www.toolify.ai/zh//

人工智能艺术创作的动机人工智能艺术作品https://6565/WBJ/ART/gallery.html有一类动机是艺术创作的“灵感”以音乐灵感为例，人工智能分析情感波动对于音乐灵感可能产生影响之后，可以通过情感的变化产生音乐灵感动机第二类动机是艺术创作的“目的”

创意的动机可能决定着艺术作品的品味，人类艺术家的动机比机器更复杂相比而言，机器的动机更简单、更纯粹一些，除非人类赋予了它不良动机人工智能艺术的不同声音对于由算法创作的艺术品，谁是艺术家——程序员还是计算机？设计师会被AI取代吗？无意识但具备高度智能的算法，可能很快就会比我们更了解我们自己。机器没有情感，但人类是否会对其产生情感？不断进化中的人工智能艺术——生成艺术StableDiffusionAI绘画生成艺术的一种类型不断进化中的人工智能艺术——生成艺术StableDiffusion不断进化中的人工智能艺术——生成艺术Midjourney不断进化中的人工智能艺术——生成艺术Midjourney当前主流AI绘画工具——StableDiffusion和MidjourneyMidjourney提示词规范核心提示词使用规则人物主体描述+背景环境描述+人物外形描述+照片风格+设备/镜头参数人物主体描述：21yearschinesegirl背景环境描述：inschool物外形描述：beauty,longblackhair照片风格：sunlight，insanedetail,smoothlight,realphotographyfujifilmsuperia,fullHD设备/镜头参数：takenonaCanonEOSR5F1.2ISO10035M【提示词】+【参数】提示词之间用英文,隔开；命令、提示词、参数之间必须用空格隔开常用参数：--ar16:9纵横比；--no去掉生成图中内容；--style样式StableDiffusion提示词演示SD提示词操作演示：3D头像男生：Suppercuteboy,IPcharacter,task,Pixarstyle,Disneystyle,,exquisite3Drendering,3D,4K,Blender,C4D,octanerendering--ar9:16女生：Abeautifulwomen,IPbypopmart,pixarstyleCharacter,pastelcolor,cleanbackground,3Drender,Softfocus,oc,blender,bestquality--niji5--ar3:4StableDiffusion提示词演示SD提示词操作演示正向提示词（例）：abeautifulgirl,smile,blueeyes,longhair,JKshirt,whiteshirt,bowtie,inthedeepforestwithgreenbackgroundlight,fullofmystery,withbirdflying反向提示词（例）:Blackenedvisuals,chaoticcomposition,badanimals,extrafingers小结（1）了解不断进化中的AI艺术；理解AI艺术与传统计算机艺术的不同；了解AIGC相关概论内容；熟悉和应用当前主流AI绘画工具。元宇宙每个人（包括艺术家、设计师）都在元宇宙中有一个虚拟化身；目前，物理身体会驱动虚拟化身的各种行为；未来，虚拟化身可能会影响物理货币的行为和思维，至少是提供意见和建议；每个物体（包括学校、企业、艺术馆、博物馆、文化馆、剧院、音乐厅等各类组织）也都有一个虚拟的数字孪生对应物。结论：元宇宙可以理解为一个最巨大、最宏观的信息技术艺术元宇宙中的艺术场馆上海博物馆《春风千里——江南文化艺术展》在线三维展示【案例+解读】五大数字艺术展/s/kBW7eHTr7WHW8uPHeO9EHw2010上海世博会中国馆动画版清明上河图元宇宙中的艺术品NFT，全称为Non-FungibleToken，指非同质化代币，是用于表示数字资产（包括jpg和视频剪辑形式）的唯一加密货币令牌，可以买卖有助于版权保护和升值比特币、以太币等同质化代币可以被比作钞票，NFT更像是一件艺术品的原件NFT艺术：Everydays:TheFirst5000Days（创作者：Beeple售价：6930万美元）NFT代币常常与数字艺术、行为艺术紧密结合，从而衍生出一种新的艺术形式——加密艺术国内NFT平台只能用法币进行交易，禁止虚拟货币。昂贵的“猿人”像素头像CryptoPunkAR、MR、VR、XR的区别虚拟现实（VirtualReality，VR）增强现实（AugmentedReality，AR）混合现实（MixedReality，MR）扩展现实（ExtendedReality，XR）虚拟现实1968年伊凡·苏瑟兰（IvanSuther