Бесплатный фрагмент - Тайна красивой формы

Меня проверили на детекторе лжи. Ну конечно, ведь кто-то мог бы сказать, что я пишу восторженную рецензию на эту книгу, только потому, что ее написали мои очень хорошие знакомые, труды которых я в принципе уважаю…, и вот это вот все.

Но, во-первых, действительно уважаю. Здесь собрано такое большое количество «образов красоты» для анализа, что сам по себе труд собрать, разобраться и систематизировать эти образы, который проделали авторы этой книги, конечно вызывает уважение. Сами вы этого точно не сделаете, да и не нужно, авторы это уже сделали за вас, поэтому давайте пользоваться этим уникальным набором графических материалов. А результаты этого анализа, в заключении каждой части будут критически важными для любого, кто решил развивать в себе ту самую художественную «насмотренность» о которой сейчас говорят все.

Итак, коротко о чем эта книга, и почему важно каждому творческому человеку иметь ее в своей библиотеке.

Красота — вопрос субъективный и спорный. А тут вам предлагают заложить научный фундамент под такое спорное понятие, как красота. Спорить на тему красоты можно бесконечно. Спорили в прошлом, и будут ругаться и дискутировать на эту тему ученые всех мастей в будущем. Но в этой книге авторы, мгновенно уловив возможности нейросетей для анализа огромного количества изображений, пробивают мутную пелену субъективных сомнений на тему красиво/не красиво, и запечатывают на страницах этой книги четкую методологию проверки истоков истинной красоты.

Идея здесь четкая, ясная и такая же красивая, как сама «красота», которую анализируют авторы: если взять достаточно широкую выборку любых образов, от женского лица до контуров автомобилей, то обобщенный образ этой широкой выборки будет всегда красив. Иными словами: самая широкая выборка женских лиц сложится в неоспоримо прекрасное женское лицо. И самая широкая выборка, например, контуров автомобилей сложится в красивые обводы корпуса авто.

Понимание этого несется вам в мозг со страниц этой книги со скоростью трамвая, издалека но неизбежно, налетающего на застывшую в осознании истины голову Берлиоза на Патриарших прудах. Авторы не только красиво формулируют вышеизложенную основную идею, но и подробно и детально, с настоящим научным изяществом ее доказывают, анализируя огромный массив графических данных.

Я уверен, что если эта книжка поселится в вашей личной библиотеке, то будет не мало моментов в вашей жизни, когда в спокойной обстановке вы будете доставать эту книжку с полки, пробегаться глазом по портретам, собранным здесь, вглядываться в финальные образы, собранные из массы разнообразных портретов, и думать: да нет…, этого не может быть…, не может ординарное складываться в исключительно красивое, тут точно спрятан какой-то трюк… И будете в очередной раз пытаться разгадать этот «трюк», вглядываясь в эти образы.

Приятного прочтения и изучения, друзья мои!

Аннушка уже разлила масло..

Глеб Беляев, архитектор-дизайнер, Нью-Йорк-Москва

Предлагаемая работа, посвященная сложной, междисциплинарной теме о красоте, основана на редком сочетании элементов научного исследования, графического анализа и метафорических обобщений. «Книжка с картинками», как ее иронично классифицируют авторы, посвящена в основном портретам, красоте, приятным формам, т.е. чисто художественным вещам и, на первый взгляд, предназначена для художников, во всех смыслах этого слова. Однако, можно обнаружить, что в ней заложен большой потенциал для пересмотра некоторых методических оснований в сфере архитектурно-дизайнерского творчества и образования. Дело в том, что в основе красоты природных и искусственных объектов заложена сложнейшая инженерия. Поэтому авторы «книжки» предлагают процесс формообразования напрямую связать с процессом поиска оптимальных жизнеспособных инженерных решений. До настоящего времени это было исключительно сложно осуществить в рамках учебного процесса, так как преподавание специальных расчетных дисциплин типа «Теоретической механики» или «Сопромата» опиралось и опирается на решение абстрактных многоэтажных формул, что представляет большую сложность для студентов, у которых доминирует визуально-образное мышление (архитекторов и дизайнеров). Сегодня сложилась качественно иная ситуация — появились программные продукты, позволяющие в режиме реального времени в наглядном виде производить экспертную проверку конструкций, задавая самые разные напряжения и нагрузки. Уже на уровне средних школ преподается программа КОМПАС-3D в которую интегрирован инструмент APM FEM, позволяющий создавать как геометрические, так и физические модели, что дает возможность проверять прочность конструкций не путем решения множества формул, а в визуальном режиме. Более того, этот инструмент позволяет создавать топологически оптимальную форму конструкции также в визуальном режиме. Важность такого подхода пока что осознается далеко не всеми преподавателями и методистами архитектурно-дизайнерских ВУЗов. Визуализация внутренних напряжений — перевод сопромата в видеоролики, адекватно отражающих физические процессы — это отличный выход для профессиональных архитекторов и дизайнеров. В этом я вижу перспективу, имеющую большую методическую значимость в образовании в рамках предмета «Композиция» с возможностью художественного формообразования тектонически осмысленных замыслов. В этом случае появляется возможность для реальной качественной подготовки проектировщиков-универсалов, умеющих решать как художественные, так и инженерные задачи. Выдающийся отечественный теоретик архитектуры, доктор технических наук Б.Н.Николаев (1869—1953), которому авторы посвятили свою работу, как раз и был таким универсалом — математиком, инженером и художником.

Сергей Князев, архитектор-дизайнер, кандидат архитектуры, Новосибирск

Предисловие

Любознательных читателей просим нас извинить за такое попсово-незатейливое название книжки. На фоне гипертрофированного развития книжного рынка, когда книг становится больше, чем читателей, мы решили увеличить яркость сигнальной лампочки, чтобы ее заметили братья по разуму. Тем более, что скользкая тема красоты имеет богатую историю и всегда привлекала к себе внимание широких кругов как специалистов, так и неспециалистов.

Если перейти на казенный научный язык, то следует отметить, что проблема поиска объективных оснований для выявления и создания эстетически значимой формы интересовала многих исследователей в самые разные исторические периоды. Здесь можно было бы сделать большой обзор источников, который занял бы несколько сотен страниц, но мы отметим только основные моменты. Рассмотрим, кто и как сегодня учит студентов красоте. По всей видимости, в профильных художественных, дизайнерских и архитектурных образовательных конторах красоте должны учить на уроках композиции. Тем более, что уже разработаны «законы» и «теории» композиции. В Сети можно найти массу рабочих программ по композиции, в которых содержится большое количество специальных терминов (метр, ритм, симметрия, пропорция, статика, динамика, тектоника и т. д. и т.п.) и абстрактных упражнений (фронтальная, глубинная, объемно-пространственная, динамическая композиция и т. д. и т.п.). Много там чего есть, но нет только одного слова — «красота». Мы специально просмотрели множество рабочих программ и обнаружили, что понятие «красота» даже не упоминается и не входит в цели изучения дисциплины «Композиция». Либо для методистов это не так важно, либо они полагают, что ее положено изучать на предмете «Эстетика». При этом, очевидно, что преподаватели по эстетике могут много говорить и постулировать о красоте, но в прикладном плане у них почему-то ничего не выходит. Они не становятся народными художниками и победителями различных творческих конкурсов. Да и с бизнесом по созданию и продаже красивых предметов у них, кажется, тоже большие проблемы. В таком же примерно положении находятся знающие всё и обо всём, но, как правило, практически ничего не умеющие делать руками, всевозможные методологи, культурологи, арт-менеджеры и т.д..

С другой стороны, есть масса исследователей, которые не только знают что такое красота, но уже давно «разгадали» «тайну» красивой формы. Они точно знают как распознать и измерить красоту, точно знают, как сделать мир красивее. Опубликовано не поддающееся учету множество книжек и методичек, авторы которых описывают эту «тайну» и, подавляющее большинство из них настоятельно рекомендуют использовать пропорцию «золотого сечения» в качестве главного «закона красоты», возведенного, как правило, в некий сакральный статус. Однако детальное знакомство с подобными исследованиями оставляет у нас ощущение неудовлетворенности, так как нам не удалось найти никаких внятных указаний о том, как же все-таки объективно выявлять красивую форму и, более того, как ее создавать. Становится очевидным, что этот «закон красоты» имеет много изъянов и его следует отнести к разряду псевдонаучных [1]. В частности, в наше время тотального господства Прибыли, нет никаких фактов подтверждающих, что «золотое сечение» является надежным инструментом увеличения количества продаж товаров, облаченных в «золотую» форму. Люди, у которых в голове находится калькулятор, давно бы уже «освоили» этот инструмент конкурентного преимущества.

В последние годы появились образовательные программы с очень завлекательными названиями — «Технология индустрии красоты», «Прикладная эстетика» и т. д. Знакомство с рабочими программами показало, что никакого «золота» там нет. По всей видимости в прикладном аспекте в этой сфере знаний имеется пустота. «Закон красоты» в переводе в практическую плоскость превратился в «закон пустоты». Тем не менее, многие пластические хирурги и стоматологи, имеющие, в большинстве своем, научные степени, активно используют «золотое сечение» в качестве гипнотической наукообразной приманки. А то, что с точки зрения объективных медицинских показателей «золото» фактически ничего не меняет, уже не важно — главное, что клиента убедили в «научно обоснованном» преимуществе «золота».

Наши недавние исследования показывают, что в этой пустоте все-таки можно кое-что найти. Разумеется, «тайну» красивой формы нельзя «разгадать» окончательно, но мы на это и не претендуем. Мы только попытаемся найти хоть какое-то объективное основание для поисков. Тем более, что наличия множества общепризнанных прекрасных образцов произведений искусства никто не отменял.

Книжка обильно насыщена изобразительным материалом. Она больше похожа на иллюстрированный альбом, как у «Отца педагогики» Яна Коменски «Мир чувственных вещей в картинках» 1685 года издания [2]. На наш взгляд, это значительно облегчает ее восприятие и делает ее более убедительной. В свое время мы были шокированы книжками А.Г.Раппапорта «К пониманию архитектурной формы» [3] и Н.И.Халдеевой «Антропоэстетика. Опыт антропологических исследований [4]». В этих солидных монографиях докторов наук есть много чего интересного, но нет ни одной картинки. Одни только буквы и цифры. Такая подача материала нам показалась крайне неудобной для широкого круга читателей и мы попытались уйти как можно дальше от такого невыразительного формата. В некоторых случаях образ несет в себе гораздо больше смысла, чем точно выверенные формулировки. И это как раз наш случай.

Работа посвящена памяти доктора технических наук, математика-художника Б.Н.Николаева (1869—1953) выдающегося, но, практически неизвестного отечественного теоретика архитектуры.

Метод исследования

«Cотри случайные черты — и ты увидишь: мир прекрасен»

Александр Блок

«Гармония мира не знает границ..»

БГ

Почти полвека назад была издана научно-популярная книжка Я.Д.Гликина «Методы архитектурной гармонии» [5], в которой он привел результаты научно-исследовательской работы специалистов из Ростокского института психологии, проведенной еще в 30-е годы прошлого века в Германии [6]. Работа основана на методе создания многослойных изображений с последовательной фотопечатью индивидуальных портретов один поверх другого при строгом фиксировании их по зрачкам глаз. Несмотря на то, что статистический охват был весьма скромным (10 юношей и 12 девушек) результаты получились весьма любопытными.

Сюрпризом оказалось то, что совмещенные портреты оказались весьма симпатичными. Этот неожиданный факт до сих пор никто не берется оспорить. Разумеется, полученные портреты получились несколько стерильными, но вполне привлекательными. Особенно это бросается в глаза, когда смотришь на исходные портреты, большинство из которых трудно назвать красивыми. Я.Д.Гликин констатировал, что метод, который он назвал «многослойные портреты», позволил выявить некую скрытую гармонию.

Наше детальное изучение этой теме позволило обнаружить, что такой метод синтеза изображений имеет весьма богатую историю. В 1878 году его автор, — английский ученый Френсис Гальтон, — назвал изобретенный метод «Композитным портретом» (Composite portrait или Composite photographs). Ученый называл свой метод еще и идеальным портретом, ведь синтетические изображения оставляют такое ощущение. Однотипные фотографические изображения объединяются в суммарные по двум реперным точкам — по зрачкам глаз. И оказалось, что метод содержит огромный потенциал.

А вот и сам автор метода — сэр Френсис Гальтон:

Пример одной из работ Гальтона — композитный портрет двенадцати врачей из Бостона.

В 70-х годах прошлого века метод Гальтона был апробирован антропологами МГУ на антропологическом материале. Термин Гальтона «Composite portrait» при переводе на русский язык был преобразован в термин «обобщенный портрет» [7].

Мы решили апробировать этот метод на материале современных фотопортретов. В качестве исходного материала из интернета собрали фотопортреты, проведя поиск по картинкам в поисковой системе Яндекс с запросом «фото на паспорт». Из предложенных изображений взяли первые попавшиеся фотографии с ракурсом в анфас. В эксперименте были использованы 100 фотографий лиц женского пола и 100 фотографий лиц мужского пола.

Необходимо отметить, что наш метод (мы назвали его Метод №1) отличается от метода Гальтона тем, что в качестве реперов мы используем не две точки, соответствующие зрачкам глаз, а три реперных линии, одна — по уровню внутренних уголков глаз, вторая — по линии центра губ, третья, что очевидно, по оси симметрии лица.

Полученные массивы фотографий были загружены в программу Photoshop (параллельно делался дубль в программе CorelPhotoPaint) и выровнены по реперным линиям. Затем всем изображениям была присвоена прозрачность в пределах 96—98 процентов. После этого все изображения были объединены с наложением друг на друга до исчезновения прозрачности. Для чистоты эксперимента, мы сделали 10 групп по десять изображений.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Сведем полученные 10 композитных портретов вместе.

Заметим, что полученные 10 портретов весьма похожи друг на друга. Имеющиеся колебания говорят о специфике метода. Чем меньше исходных фотографий, тем больше колебаний. И, наоборот, чем больше исходников, тем четче обобщенный портрет. Создадим портрет из 100 исходников, используя для этого 10 полученных обобщенных портретов.

Получился не совсем четкий, но вполне приятный портрет. Он получен с помощью нашего метода №1. Поясним его особенности на примере портрета, сгенерированного нами с помощью ИИ.

Мы предположили, что четкость можно улучшить, если Метод №1, основанный на применении только реперных линий, дополнить совмещением по характерным реперным точкам лиц. Мы совместили однотипные реперные точки портретов (точки крыльев носа, внутренних уголков глаз, середины губ и т.д.) с точкой их усредненной координаты, и назвали такой способ Методом №2.

Для пояснения метода №2, приведем следующий ряд изображений.

Построение совмещенного портрета производится по следующему алгоритму:

1 Выравнивание и масштабирование всех исходных портретов по методу №1;

2 Расстановка реперных точек в характерных местах на всех исходных портретах, выровненных по методу №1;

2 Сборка реперных точек всех портретов воедино;

3 Установка усредненных реперных точек (изображены красным) в места наибольшей концентрации реперных точек от всех портретов;

4 Установка усредненных реперных точек на все портреты;

5 Наложение на каждый портрет деформационной сетки инструментом Puppet Warp в программе Photoshop и установка ключевых точек;

6 Смещение ключевых точек деформационной сетки в места усреднённых реперных точек;

7 Создание деформированного портрета по усреднённым реперным точкам;

8 Задание прозрачности всем деформированным портретам по реперным точкам с наложением их друг на друга;

9 Создание итогового изображения.

В целом, это получается весьма трудоемкое, кропотливое и, требующее затрат времени занятие. Но результаты того стоят.

Так, из 100 исходных был получен вот такой портрет:

Видно, что четкость образа стала гораздо выше.

Аналогично, используя метод №1 и метод №2, мы обработали мужские лица двумя группами по 50 портретов.

Первая группа:

Вторая группа:

.

.

В итоге использования метода №1, мы получили два обобщенных мужских портрета.

Если сравнить портреты, то можно констатировать, что они практически одинаковы. Это говорит об объективности метода.

Для применения метода №2 определим реперные точки.

В итоге обработки всех 100 исходных портретов, получается более четкий обобщенный портрет.

Результатом проведенного графоаналитического эксперимента является то, что при использовании в разных выборках фотоизображений лиц одного пола и одной расы при усреднении получаются практически идентичные лица.

При уменьшении количества изображений в выборке усредненное лицо похоже на фотографии из выборки. При увеличении изображений в выборке, усреднённое лицо стремится к некоторой константе. В итоге мы видим, что метод суммарного портрета при выборке топологически идентичных портретов позволяет получать:

1) портрет, который является некоторой топологической константой;

2) портрет, который воспринимается как приятный или красивый (идеальный по Гальтону);

3) портрет, в котором нет каких-либо излишеств и отклонений от средней некоторой нормы (вероятно, по похожей методике возможно проводить отбор желающих поступить в ряды бойцов невидимого фронта).

Предположим, что приятность или красота полученных портретов есть некая закономерность присутствия гармонии, которая из скрытой вдруг становится явной. Очевидно, что мы получаем некую среднестатистическую топологию человеческого лица. Суммирование позволяет сформировать лицо, в котором «стираются» крайности в пропорциях элементов и, следовательно, исчезают раздражающие факторы из-за чего лицо «становится приятным» для восприятия.

Предположим также, что вычисление среднестатистических данных из выборки дает нам некий ключ к гармоничной форме. Проверим это, используя данные из Антропометрического атласа, выпущенного ВНИИТЭ в 1977 году [8]. Используем обмерные данные выборки из 117 российских студентов. Проверим статистические обмерные данные по портретам. Очень удачно получилось, что линия глаз в атласе взята также по внутренним уголкам глаз. Всего по портрету (рисунок взят условный из Антропометрического атласа) есть следующие размерные данные:

Сопоставим полученную сетку прямоугольников на портрете из атласа с соответствующей сеткой на полученном нами обобщенном мужском портрете.

Визуальный анализ показывает высокую степень сходства. Следовательно, метод усредненной фотографии можно расширить до метода средних значений, что, по всей видимости, позволит перейти от «размытых» пятен к точным числовым значениям.

Любопытно также сравнить полученный нами обобщенный мужской портрет с аналогичным портретом столетней давности. В 1923 году наш соотечественник Ефим Чепурковский провел огромную работу. Он собрал индивидуальные фотопортреты русских, украинце и белорусов (примерно 750 шт) и сделал композитный портрет (Biometrika, vol. XV, Part III and IV).

Без комментариев приведем для сравнения его композитный портрет и полученный нами:

Исследование женского портрета

Апробировав методики на примере женских фотопортретов в анфас, создадим подобные совмещенные портреты для других ракурсов головы — в профиль и в «три четверти».

Начнем с портретов в профиль — попытаемся сгенерировать обобщенный женский профиль из случайной выборки в Сети. Всего мы собрали 54 портрета в профиль.

Вот, что получилось в итоге формирования среднего графического изображения по методу №1.

Обобщенный портрет, сформированный по методу №2, как и ожидалось, получился более четким.

Полученное изображение также, как и в случае с ракурсом в анфас, по нашему субъективному мнению получилось вполне красивым. Поэтому, напрашивается предположение, что можно проводить конкурсы красоты, не опираясь на бесконечно субъективные мнения экспертов жюри.

Можно просто сопоставить все исходные изображения конкурсантов в нужном ракурсе с обобщенным портретом в таком же ракурсе на предмет их максимального сходства, и в случае его нахождения предметно обсудить вопрос о победителе конкурса. Полагаем, что и объективность будет выше, и финансовые затраты на конкурсные мероприятия будут меньше. Наши попытки проверить эту догадку на примере фотографий симпатичных девушек привели к следующему результату:

Мы выделили три исходных портрета, которые наиболее близки к полученному обобщенному портрету. Конечно же, полной идентичности здесь нет, как по форме, так и по характеру женского лица. Очевидно также, что данные конкретные изображения не является идеальным, но, если уж придираться по полной программе, то можно констатировать, что остальные участницы конкурса еще хуже.

Оказалось неожиданным, что из портретов, большую часть моделей для которых представляют собой гламурные дивы, у нас в победителях оказались образы весьма негламурные. Это может говорить о том, что сама гламурность несет в себе какой-то формально-органический дефект.

Если сопоставить итоговый портрет с Нефертити, то получим весьма большое сходство. Возможно, что победителем конкурса красоты в номинации «профиль» следует объявить саму Нефертити.

Продолжим наши опыты обратившись к фото в трех-четвертном ракурсе. Собираем в Сети 53 более-менее подходящих портрета.

По методу №1 получаем следующий образ:

Определяем реперные точки.

Создаем обобщенный портрет по методу №2.

Несмотря на то, что обобщенные портреты в анфас, в профиль и в три четверти были сделаны с совершенно разных подборок женских лиц, сопоставим все три обобщенных портрета:

Осталось сделать следующий шаг — создать варианты объемных моделей эталонной головы (модели по нашей просьбе выполнил Федор Гузев).

В итоге получилась 3д модель «идеальной» женской головы.

Сравнение одной из моделей с формой головы Нефертити показывает неплохое сходство и, в тоже время есть очевидные отличия.

Специально для специалистов по пластическим искусствам приводим «веерные» изображения:

Осталось провести контрольную проверку метода. Некоторые наши рецензенты говорили о некорректности выбора исходных изображений женских портретов — конечный результат получается эстетически значимым потому, что изначально были выбраны красивые лица.

Проведем дополнительный эксперимент. Сделаем выборку исходных портретов, которые с нашей точки зрения отнести к очень красивым сложно. Будем их считать просто красивыми (наши бесконечные извинения дамам).

Обработав все 60 изображений с помощью реперных линий (метод №1) мы получили следующее изображение:

По методу №2 получаем гораздо более четкое изображение.

Сравним его с обобщенным портретом, полученным из 70 «очень красивых» исходников.

Очевидно, есть определенное сходство. Итоговый портрет «просто красивых» дам получился вполне красивым и сопоставимым в главных чертах с итоговым портретом «очень красивых» дам. Более того, в силу субъективности самого оценивания даже сложно определить, какой из полученных портретов красивее.

В связи с этим, у нас возникло предположение, что если провести эксперимент и попросить группу детей (или взрослых), не являющихся профессиональными художниками, нарисовать «как получится» портрет «из головы» с изображением основных топологических элементов (глаза, нос, губы и т.д), то последующее суммирование этих исходных портретов тоже приведет к получению красивого образа.