فیزیک و طراحی احساس: رمزگشایی وضوح تصاویر دیجیتال

تحلیل آثار هنری و اهمیت وضوح بصری

در تحلیل آثار هنری، درک وضوح بصری ترکیب‌ها بسیار حائز اهمیت است. محققان مؤسسه علوم و فناوری اوکیناوای ژاپن (OIST) از واحد مکانیک و مواد، با الهام از هنرمندان دیجیتال، معیاری برای سنجش وضوح در تصاویر دیجیتال ایجاد کرده‌اند. این معیار به دانشمندان این امکان را می‌دهد که تغییرات ساختاری را در طول فرآیندهای هنری و تحولات فیزیکی به‌دقت ثبت کنند. معیار جدید می‌تواند تحلیل و تصمیم‌گیری را در حوزه‌های علمی و خلاقانه بهبود بخشد و به‌طور بالقوه نحوه درک و ارزیابی ساختار تصاویر را متحول کند. این تحقیق بر روی آثار هنری دیجیتال و سیستم‌های فیزیکی آزمایش شده و نتایج آن در مجله PNAS منتشر شده است.

تعریف وضوح در هنر با ریاضیات

در قلب این روش‌شناسی، یک رویکرد ساده وجود دارد که از شیوه کار هنرمندان دیجیتال در زوم‌کردن برای ارزیابی آثارشان الهام گرفته شده است. محققان یک روش ریاضی در سطح دبیرستان برای سنجش وضوح در تصاویر دیجیتال توسعه داده‌اند که با اندازه‌گیری میزان وضوح عناصر بصری در هنگام تار شدن، کار می‌کند. این معیار شکاف بین فیزیک و هنر را پر می‌کند و ابزاری تحلیلی انعطاف‌پذیر برای تحلیل علمی و خلق هنری تصاویر دیجیتال فراهم می‌آورد.

این روش شامل تار کردن تصاویر از طریق جابجایی تصادفی پیکسل‌های همسایه است و سپس مقایسه تصاویر اصلی با نسخه‌های تار شده آن‌ها. محققان اندازه‌گیری می‌کنند که چه مقدار از ساختار اصلی دست نخورده باقی مانده و به تصاویری که عناصر ساختاری آن‌ها حتی پس از تار شدن قابل شناسایی هستند، امتیاز بالاتری می‌دهند و به تصاویری که پیکسل‌های آن‌ها به‌طور تصادفی توزیع شده یا رنگ‌های یکنواخت دارند، امتیاز صفر می‌دهند.

پروفسور الیوت فرید، رئیس واحد مکانیک و مواد، توضیح داد: “در مطالعه ما، ‘وضوح’ را به‌عنوان مقاومت در برابر تار شدن یا تخریب ساختاری تعریف کردیم. از نظر هنری، این تعریف با یک شیوه هنری رایج در زوم‌کردن از بوم برای ارزیابی وضوح یک اثر هنری همخوانی دارد. از نظر ریاضی، وضوح می‌تواند به‌صورت کنتراست رنگ‌ها و توزیع فضایی آن‌ها بیان شود.”

این معیار تنوع رنگی یک تصویر را حفظ می‌کند و حتی پس از فشرده‌سازی تصویر نیز مؤثر است. این روش چندمنظوره است و برای تحلیل تصاویر مختلف، شناسایی تغییرات ساختاری در سیستم‌های فیزیکی و هم‌راستا با نظریه رنگ که به بررسی تعامل و تأثیر رنگ‌ها بر ادراک ما می‌پردازد، کاربرد دارد.

تحقیقی نوین در هنر دیجیتال

این تحقیق نشان می‌دهد که چه مقدار از الگوی موجود در یک تصویر در برابر تغییرات تصادفی باقی می‌ماند. دکتر سان تو چان، محقق و نویسنده اصلی، گفت: “هنرمندان همیشه در حال آزمایش با تکنیک‌ها و ترکیب‌های خود هستند. این ایده در حین طراحی یک اموت به ذهنم رسید. به عنوان یک فیزیکدان تجربی، الهام گرفتم تا معیارهایی ایجاد کنم که بتوانند ویژگی‌های هنری مانند وضوح، تعادل و هماهنگی را اندازه‌گیری کنند. امیدواریم این معیارها به محققان هنر کمک کنند تا با ترکیب‌های مختلف آزمایش کنند و یافته‌های خود را به صورت عینی و کمی گزارش دهند.”

اموت‌ها در هنر دیجیتال

در هنر دیجیتال، “اموت” معمولاً به تصاویر یا انیمیشن‌های کوچک و بیانی اشاره دارد که احساسات را منتقل می‌کنند، به ویژه در جوامع آنلاین و پلتفرم‌های استریم. با هدایت معیارهای خود، محققان یک اموت برای بازی ویدیویی Holo X Break طراحی کردند. این کاربرد عملی نشان داد که تحقیقات آن‌ها حتی در پروژه‌های هنری تجاری نیز می‌تواند مفید باشد.

دکتر چان افزود: “من تصمیم گرفتم که یوتیوبر مجازی (VTuber) ساکورا میکو را به تصویر بکشم زیرا من یک ’35P’ هستم؛ عضوی از طرفداران او. به همراه چندین 35P دیگر، قبلاً او را برای یک نمایش بیلبوردی در میدان تایمز نیویورک به مناسبت پنجمین سالگردش انیمیشن کرده‌ایم. پس از این تجربه، احساس کردم که حضور او در این تحقیق می‌تواند راهی هیجان‌انگیز برای ارتباط دادن اشتیاق من به عنوان یک طرفدار با تجربه حرفه‌ای‌ام به عنوان یک دانشمند باشد.”

تجربه‌های دکتر چان

دکتر چان خارج از تحقیقاتش، یک هنرمند آزاد است که به پروژه‌های توسعه بازی‌های مستقل مانند Holocure کمک کرده است. این مطالعه از تخصص حرفه‌ای قابل توجهی بهره می‌برد و آثار هنری از هنرمندان همتای خود را در بر می‌گیرد که پایه‌ای قوی برای تحلیل فراهم می‌کند. دکتر چان و پروفسور فرید در حال بررسی کاربردهای بالقوه معیار وضوح خود فراتر از دامنه اولیه آن هستند. آن‌ها معتقدند که این معیار می‌تواند تحلیل هنر را متحول کند.

به همان اندازه که موتورهای حرارتی انرژی حرارتی را به کار مکانیکی تبدیل می‌کنند، هنرمندان نیز وضوح را در ازای ویژگی‌های هنری مانند هماهنگی، تعادل و ریتم تبدیل می‌کنند. چنین دیدگاه ترمودینامیکی نسبت به هنر می‌تواند به محققان کمک کند تا دلایل پشت برخی تصمیمات خلاقانه‌ای که هنرمندان اتخاذ می‌کنند را درک کنند و دانشی را فراهم کند که برای هنرمندان انسانی مفید باشد تا هنر خود را بیشتر به کمال برسانند.