Innovative Batik Design with an Interactive Evolutionary Art System 作作: Yang Li, Chang-Jun Hu, Xin Yao, Fellow From : Institute of Electrical and Electronics Engineers 1
Jan 23, 2016
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Innovative Batik Design with an Interactive Evolutionary Art
System
作者: Yang Li, Chang-Jun Hu, Xin Yao, FellowFrom : Institute of Electrical and Electronics
Engineers
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前言動機問題貢獻目的方法系統描述結論
outline
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何謂 Batik( 臘染 or 染布 )?◦ Batik 係一種製造過程煩瑣之布料產品,其中棉布料先以液態
蠟繪圖後再染色,待色澤吸附於布後再進行脫蠟及後續晾乾之。
前言
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目前沒有任何工具幫助設計師設計 Batik
透過基因演算法產生出更多 Batik 的樣式
動機
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缺乏「基因型」及「表現型」之間明確的相關性,經常限制住藝術品有效的演化
設計空間有限且往往是固定視覺表述 (representation)可供選擇
難以找到一個有效的方法只捕獲圖像的某一個特徵 需要長時間尋找感興趣的圖像
問題
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設計新穎的 Batik 樣式
不論是傳統或新穎 Batik 樣式都可以有效產生
讓使用者感到系統的親和性及易於使用
貢獻
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為不同的 Batik 類型制定一個新的視覺表述(representation)
建立一個新穎的遠親配種機制 (out-breeding mechanism)◦ 能夠有更多吸引使用者的樣式◦ 將演化過程導向更多有趣的解決方案
目的
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排除冗餘的部分,找出最原始的組成元素◦ Batik 樣式特徵大多數都重覆
旋轉、 平移 、鏡射
將原始的組成元素,轉換形成不同樣式
方法 (1/3)
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基因形 (genotype)
方法 (2/3)
屬性 定義Unit Set 點與邊的的對映、代表轉換成特徵前的最小集合。Transformation 是一個向量矩陣,每一個向量矩陣代表一個集合的轉換。
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方法 (3/3)
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系統架構
系統描述 -系統架構
模組 功能Gene Generator
•用來產生新的樣式• 將已預定好的基因
存入基因池。( 系統初始化的基本步驟 )
IEA Engine •驅動演化• 使用者能夠在演化
的過程中提交新基因到基因池
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Gene Generator◦ 預先將基因存至基因池作為初始群體的種子
減少演化過程中時間的花費 克服設計空間中搜尋的限制
◦ 基因存入基因池的方式1. 透過 Mathematical model 設定 5 個參數 (D,S,T,Trans,N) 以產生基因
系統描述 -Gene Generator(1/2)
參數 定義D 擴展圖形的邊及垂直軸,以形成角度S 控制起始點到結束點之間路徑的長度T 決定如何將兩點連接起來 (e.g. 直線、曲線、橢圓…等 )
Trans 做幾合圖形的轉換 (Unit Set 點與邊的的對映、代表轉換成特徵前的最小集合。 )
N Number of times to use the transformation to reach the non-redundant set.
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下列三個圖示代表各別從 5 個參數中所得到的結果
2. 使用者在演化的過程中送出 (submit) 新基因到基因池 新基因會暫存保留在基因池中,以做為下一輪的演化 產生群體的空間會擴大
系統描述 -Gene Generator(2/2)
參數 圖形 1 圖形 2 圖形 3
D 1 2 2
S 1 1 2
T Stranightline straightline straightline
Trans rotate rotate rotate
N 6 6 6
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IEA Engine◦ 用來驅動演化◦ 演化過程步驟
1. Initialization① 協助 IEA Engine 產生② 從基因池中隨機選擇基因
2. Selection① 由使用者操作② 探索新演化的路徑及增加群體的多樣性
3. Genetic Operators① 複製一個新個體的集合以保持多樣
性及發展使用者個人的喜好4. Finess Function① 使用者評估系統所有輸出的圖像② 選出最好的一個圖像輸入到下一個世代
系統描述 -IEA Engine
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視覺表述 (representation)◦ 能夠表現出設計及基因之間的連繫,也就是能夠產生出不錯的
Batik designs
遠親配種機制 (out-breeding mechanism)◦ 能夠幫助系統避免局部最優化 (local optima) 的停滯◦開拓 Batik創新的設計
結論