摘要：隨著數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)，藝術(shù)家運(yùn)用計(jì)算機(jī)這個(gè)新的數(shù)字媒介和當(dāng)代藝術(shù)相融合，創(chuàng)造出新的藝術(shù)表達(dá)形式——數(shù)字藝術(shù)，數(shù)字藝術(shù)成為基于科技與藝術(shù)相融合的新興交叉學(xué)科。文章首先分析數(shù)字藝術(shù)的起源及特征，隨后通過TouchDesigner在數(shù)字藝術(shù)中的應(yīng)用，制作相對(duì)應(yīng)的具體案例，由此論述可視化編程軟件在數(shù)字藝術(shù)領(lǐng)域中的創(chuàng)新運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：TouchDesigner;數(shù)字藝術(shù);可視化編程;創(chuàng)新運(yùn)用

中圖分類號(hào)：TP311.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-9436（2022）03-0-03

1 數(shù)字藝術(shù)的起源及特征

1.1 數(shù)字藝術(shù)的起源

對(duì)于大多數(shù)人來說藝術(shù)與科技是絕對(duì)的對(duì)立面?？茖W(xué)技術(shù)以理性嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)、技術(shù)為主，藝術(shù)以主觀上感性的情感表現(xiàn)為主。然而，數(shù)字藝術(shù)的誕生把兩者緊密地融合在一起，成為這個(gè)數(shù)字時(shí)代設(shè)計(jì)和藝術(shù)發(fā)展的新向?qū)?。藝術(shù)與科技是社會(huì)生產(chǎn)創(chuàng)造性與持續(xù)發(fā)展的源泉?？萍嫉某掷m(xù)發(fā)展為藝術(shù)家在藝術(shù)創(chuàng)作方面天馬行空的想象力提供了實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)與進(jìn)行了拓寬。藝術(shù)反作用于科技領(lǐng)域，啟迪了技術(shù)的突破與創(chuàng)新，在這樣不斷反復(fù)的整合優(yōu)化過程中催生出新的藝術(shù)表征，由此可見藝術(shù)與科技是相互促進(jìn)發(fā)展的關(guān)系，科學(xué)技術(shù)引領(lǐng)藝術(shù)，藝術(shù)啟迪科學(xué)技術(shù)發(fā)展。

數(shù)字技術(shù)的迅速崛起宣告數(shù)字時(shí)代的到來，數(shù)字化技術(shù)的介入也賦予了當(dāng)代藝術(shù)作品科技性的特殊的魅力，藝術(shù)家依托數(shù)字技術(shù)和藝術(shù)思維的優(yōu)勢(shì)，將計(jì)算機(jī)這一新的數(shù)字媒介和當(dāng)代藝術(shù)融合，創(chuàng)造出新的藝術(shù)表現(xiàn)形式——數(shù)字藝術(shù)，數(shù)字藝術(shù)成為基于科技與藝術(shù)相融合的新興交叉學(xué)科。

隨著數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)的不斷崛起，藝術(shù)范疇不再單一化，問題也不斷地顯露出來?？鐚W(xué)科之間瑣碎的技術(shù)層面的種種問題，使得剛剛誕生的數(shù)字藝術(shù)發(fā)展步履維艱。

那么沒有編程基礎(chǔ)的藝術(shù)家如何具體運(yùn)用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)作呢？

一般而言，藝術(shù)家只有在深層地了解了以計(jì)算機(jī)編程語言為基礎(chǔ)的計(jì)算思維后，才能利用它真正掌握數(shù)字藝術(shù)的創(chuàng)作表現(xiàn)方式。然而[1]可視化編程的出現(xiàn)大大地降低了數(shù)字藝術(shù)在技術(shù)層面的學(xué)習(xí)門檻，給那些沒有任何編程基礎(chǔ)的藝術(shù)家具體運(yùn)用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)作提供了可能。

1.2 什么是可視化編程

可視化編程是一種精準(zhǔn)高效的計(jì)算方法與技術(shù)，它將大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形圖像，方便那些沒有編程基礎(chǔ)的藝術(shù)家去理解和觀察[2]。數(shù)字藝術(shù)是更加偏向于代碼，涉及程序算法，利用編程軟件進(jìn)行創(chuàng)作的藝術(shù)作品。這種創(chuàng)作模式對(duì)藝術(shù)家而言學(xué)習(xí)門檻較高?？梢暬幊處椭囆g(shù)家大大減少了難以理解和學(xué)習(xí)的編程問題[2]，這是一種嶄新的程序設(shè)計(jì)方法，這種方法能夠規(guī)避很多繁復(fù)的代碼語言及語法，讓藝術(shù)家更好地運(yùn)用軟件提供的各種功能模塊元件，創(chuàng)造出各種各樣、豐富多彩的視覺藝術(shù)效果[2]。

本文通過使用TouchDesigner闡述可視化編程軟件在數(shù)字藝術(shù)范疇的應(yīng)用及未來發(fā)展的趨勢(shì)。可視化編程工具TouchDesigner的基本理念是通過元件節(jié)點(diǎn)之間相互鏈接來實(shí)現(xiàn)程序編寫的圖像化，由此實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫與交互的工作。軟件的元件節(jié)點(diǎn)構(gòu)建圖形從流程上看可歸納為輸入型元件節(jié)點(diǎn)—處理運(yùn)算型元件節(jié)點(diǎn)—輸出型元件節(jié)點(diǎn)，整個(gè)流程中執(zhí)行和處理的信息都為數(shù)據(jù)信息，藝術(shù)家必須在早期創(chuàng)意到設(shè)計(jì)實(shí)施都以程序代碼的思考模式來引導(dǎo)和開展藝術(shù)創(chuàng)作工作[3]。

2 TouchDesigner在數(shù)字藝術(shù)創(chuàng)新中的優(yōu)勢(shì)

TouchDesigner是由加拿大Derivative（衍生物）公司開發(fā)的一款在新媒體交互領(lǐng)域基于節(jié)點(diǎn)式的可視化編程軟件[3]，用于實(shí)時(shí)交互式多媒體內(nèi)容，通過外接屏幕控件、MIDI（樂器數(shù)字接口）數(shù)據(jù)和其他的輸入設(shè)備，使它們?cè)陧?xiàng)目中充當(dāng)模塊化的組件來進(jìn)行對(duì)圖像的運(yùn)算。

TouchDesigner提供了基于可視化節(jié)點(diǎn)的全新的創(chuàng)作形式，藝術(shù)家通過COMP（容器元件）、TOP（二維圖像元件）、CHOP（通道元件）、SOP（三維元件）、DAT（數(shù)據(jù)元件）、MAT（材質(zhì)元件）六大基礎(chǔ)功能元件進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)作。在整個(gè)創(chuàng)作過程中，軟件將代碼的結(jié)構(gòu)和函數(shù)變成無數(shù)個(gè)模塊元件，藝術(shù)家只需要使用連線的方式任意在模塊元件之間相互鏈接、拖動(dòng)或者改變?cè)g的層級(jí)關(guān)系，就能創(chuàng)造出豐富多變的視覺效果[3]。軟件還可以基于數(shù)字編寫代碼與其他硬件設(shè)備之間通過各種交互協(xié)議達(dá)到與硬件設(shè)備的連通，由此可以看出，TouchDesigner還是具備跨平臺(tái)特性的編程軟件。

TouchDesigner在數(shù)字藝術(shù)創(chuàng)新中的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾點(diǎn)。

2.1 實(shí)時(shí)交互

TouchDesigner是為實(shí)時(shí)交互式三維設(shè)計(jì)的，并不是已經(jīng)渲染好的三維影片，可以通過改變?cè)膮?shù)和導(dǎo)入不同的三維模型進(jìn)行實(shí)時(shí)修改，不需要再渲染。

2.2 線性串聯(lián)

TouchDesigner所用的程序流是從左至右，元件經(jīng)過連線方式相互連接。這個(gè)程序鏈通常是連續(xù)實(shí)時(shí)運(yùn)行的，因此對(duì)開端部分的元件做出修改，后面的元件也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的改變，并直接反饋到最終的可見對(duì)象。

2.3 數(shù)據(jù)交互

TouchDesigner程序中的絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)是可以相互交換的，可以表示為一組數(shù)據(jù)通道。例如，一個(gè)物體的三維幾何數(shù)據(jù)可以通過數(shù)據(jù)元件作為控制數(shù)據(jù)被輸入，再加上實(shí)時(shí)程序元件，能夠?qū)?dǎo)入的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的修改。

2.4 功能交互

TouchDesigner 的交互功能非常強(qiáng)大，在外部擴(kuò)展方面支持多種通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)與硬件設(shè)備的連通，這是具備跨平臺(tái)特性的編程軟件。例如，TouchDesigner可以外接Kinect（微軟體感設(shè)備）捕捉人體的肢體動(dòng)作從而與動(dòng)畫進(jìn)行交互[2]。

總體而言，TouchDesigner具有的互通性、高集成、實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)可視化等特點(diǎn)讓許多藝術(shù)家紛紛選擇使用TouchDesigner來創(chuàng)作藝術(shù)作品和商業(yè)項(xiàng)目等。

3 TouchDesigner的數(shù)字藝術(shù)中的創(chuàng)新運(yùn)用

3.1 交互裝置設(shè)計(jì)

在科技產(chǎn)品不斷迭代出新的同時(shí)，人們也在不停地思考人機(jī)交互的新方式?？萍歼\(yùn)用的摸索、交互媒體技術(shù)的出現(xiàn)不但改變了審美實(shí)踐和藝術(shù)作品展示的性質(zhì)，而且具有其獨(dú)特的轉(zhuǎn)換性、滲透性、參與性以及勇于創(chuàng)新的有機(jī)融合的思維與展示方式。

聲音可視化是將聲波轉(zhuǎn)化成視覺圖形的方式，從聽覺轉(zhuǎn)化成視覺。而伴隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，尤其是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的誕生和推廣應(yīng)用，沉浸式空間概念的發(fā)展也讓可視化設(shè)計(jì)迅速成為當(dāng)前空間聲學(xué)設(shè)計(jì)中最受關(guān)注的概念和方向。但是，聲音可視化作品也帶來了問題，即如何創(chuàng)造強(qiáng)烈的現(xiàn)象學(xué)體驗(yàn)，并通過數(shù)字技術(shù)（音頻錄制設(shè)備、音頻編輯設(shè)備等）將虛擬和媒介與聲音聯(lián)系起來。通過TouchDesigner來解析聲音、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并轉(zhuǎn)換成各種各樣復(fù)雜的視覺圖像呈現(xiàn)出來，以此可以構(gòu)造不同的情感體驗(yàn)的方式，為觀者提供跨越了虛擬和真實(shí)邊界的超級(jí)感官體驗(yàn)。

3.2 數(shù)據(jù)可視化

數(shù)據(jù)可視化是一個(gè)跨學(xué)科領(lǐng)域，涉及數(shù)據(jù)的圖形表示。數(shù)據(jù)可視化運(yùn)用統(tǒng)計(jì)圖形、圖表、信息圖表和其他工具，能夠清楚、高效地傳達(dá)信息。這種表示被視為原始數(shù)據(jù)和圖形元素之間的映射。這些映射決定了這些元素的屬性如何根據(jù)數(shù)據(jù)而變化。數(shù)據(jù)與圖形之間的映射是數(shù)據(jù)可視化的核心能力。

數(shù)據(jù)可視化使繁雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成更加直觀的圖形，易于理解和使用。數(shù)據(jù)可視化扎根于統(tǒng)計(jì)學(xué)領(lǐng)域，因此也被認(rèn)定為描述性統(tǒng)計(jì)學(xué)的其中一個(gè)方向。這不只是藝術(shù)，也是科學(xué)，數(shù)據(jù)可視化也被認(rèn)為是一個(gè)扎根理論開發(fā)工具，用來研究人們?nèi)绾伍喿x各種類型的可視化數(shù)據(jù)，這有助于確定哪些類型的可視化數(shù)據(jù)在傳達(dá)信息方面最容易理解和最高效。

如何在TouchDesigner中進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化的處理？

首先要收集數(shù)據(jù)集，通過一些專門的數(shù)據(jù)集網(wǎng)站，搜索需要被可視化的數(shù)據(jù)集，再將數(shù)據(jù)集通過輸入元件導(dǎo)入TouchDesigner整理成數(shù)據(jù)表格，然后在TouchDesigner中處理數(shù)據(jù)表格中的這些數(shù)據(jù)，將表格數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，再與圖形之間形成映射關(guān)系顯示出來，以此達(dá)到數(shù)據(jù)集視覺可視化的目的。比如Billboard（《公告牌》）藝術(shù)家數(shù)據(jù)集包含1 035條記錄，代表自1999至2019年Billboard上藝術(shù)家們的音樂數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)集包括每位藝術(shù)家的基本元數(shù)據(jù)，比如姓名、國籍、性別、音樂類型等。數(shù)據(jù)集中有多少人是女性藝術(shù)家、數(shù)據(jù)集中的哪些數(shù)據(jù)可以用來可視化以解答問題，這些都是需要經(jīng)過思考的問題。然后是數(shù)據(jù)集視覺呈現(xiàn)的部分，先定義好圖形的類型、大小、尺寸、顏色、位置等，然后通過TouchDesigner實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化（見圖1）。

3.3 虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)

虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，即VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）、XR（擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)）體驗(yàn)，是用電腦創(chuàng)造出一個(gè)三維的虛擬世界，通過硬件設(shè)備在視覺、聽覺、觸覺等感官上進(jìn)行模擬[2]，混淆虛擬世界和真實(shí)世界的邊界。

TouchDesigner有非常強(qiáng)大的外部拓展功能，因?yàn)樗卸喾N交互協(xié)議，可以與VR、XR等工具或設(shè)備進(jìn)行流暢的數(shù)據(jù)傳輸、產(chǎn)生交互行為。比如在以下測(cè)試中，用手機(jī)上的ZIGCAM APP（移動(dòng)應(yīng)用程序）與TouchDesigner進(jìn)行聯(lián)合使用，將在軟件里制作的三維模型從虛擬空間投射到現(xiàn)實(shí)世界中，試圖模糊虛擬世界和真實(shí)世界的邊界。這樣人們?cè)谑褂檬謾C(jī)上的ZIGCAM APP的同時(shí)，可以將在軟件中搭建的任意虛擬三維物體或者場(chǎng)景投射到真實(shí)世界中，并與之發(fā)生交互（見圖2）。

3.4 即興影像表演

VJ（視頻藝術(shù)家）即實(shí)時(shí)即興影像表演，通過輸入一段音頻信號(hào)與一段視覺動(dòng)畫相鏈接，而TouchDesigner是打造一個(gè)特殊的音頻系統(tǒng)，不同的音頻節(jié)奏會(huì)映射出不同的視覺畫面。這樣即便切換到不同的音頻，也會(huì)立刻實(shí)現(xiàn)其特別的視覺效果，而不用再進(jìn)行制作，這樣的改變是實(shí)時(shí)的改變，類似參數(shù)化設(shè)計(jì)。因此當(dāng)藝術(shù)家真正懂得并掌握了TouchDesigner的使用，就可以開發(fā)出更多豐富多彩的舞臺(tái)藝術(shù)效果。

THE MAN是一個(gè)音畫交互作品（見圖3），作者在TouchDesigner里運(yùn)用音樂節(jié)奏與三維動(dòng)畫之間形成映射，高低不同的音樂節(jié)奏會(huì)對(duì)動(dòng)畫的畫面造成影響，看似在三維動(dòng)畫與音樂節(jié)奏頻率之間形成交互映射的關(guān)系，結(jié)合音樂和視覺效果營(yíng)造出沉浸式實(shí)時(shí)體驗(yàn)空間，帶給人們視覺和聽覺并存的超感官體驗(yàn)。

4 結(jié)語

在數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展永遠(yuǎn)都是藝術(shù)的發(fā)展根基。在藝術(shù)思維的引導(dǎo)下，數(shù)字藝術(shù)在數(shù)字技術(shù)的輔助下形成蓬勃生長(zhǎng)的數(shù)字藝術(shù)生命。只有在科技與藝術(shù)的相互促進(jìn)下，數(shù)字藝術(shù)才能更好地得到融合與發(fā)展。數(shù)字技術(shù)是輔助藝術(shù)的方式和手段，而數(shù)字時(shí)代的藝術(shù)家不但需要具備較高的藝術(shù)素養(yǎng)，而且還要具備科技素養(yǎng)，這樣才能更好地呈現(xiàn)自身天馬行空的藝術(shù)想法，在數(shù)字技術(shù)的加持下創(chuàng)作出更加富有想象力、創(chuàng)新性的優(yōu)秀數(shù)字藝術(shù)作品。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 朱洪萱，韓帆.基于TouchDesigner的互動(dòng)裝置藝術(shù)應(yīng)用研究[J].藝術(shù)科技，2021，34（15）：1-2.

作者簡(jiǎn)介：田沐卉（1987—），女，湖南懷化人，碩士在讀，講師，研究方向：信息與交互設(shè)計(jì)。