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数学算法图像

当你想到艺术时,数学算法可能不是你首先想到的东西。蒂姆·戴维斯博士开始向世界展示数学实际上可以是美丽的。他正在将这两个学科结合起来,通过制作算法将歌曲转换成你能真正看到的东西。

Davis是德克萨斯A&M大学计算机科学与工程系的教授,他是SuiteSparse的创建者,SuiteSparse是广泛使用的稀疏矩阵算法包。

Davis从现实世界的应用程序中收集稀疏矩阵来测试他的求解器并了解它们的性能。与雅虎首席研究科学家胡一凡博士合作!这些矩阵通过开源图形可视化包Graphviz转换成图像。为了做到这一点,在节点上放置电荷,在边缘上放置弹簧。然后进行物理模拟以找到低能态。长边显示为蓝色,短边显示为红色。

这些图像不仅在科学上有用,可以更好地理解这些矩阵在各种情况下的反应,而且它们本身也很精致。

由于这项工作,戴维斯被伦敦电子艺术节的组织者要求从声音片段中创作类似的图像。他很高兴接受挑战,因为他热衷于与他人分享他对数学的热爱和他在代码中看到的美。

戴维斯说:“通过这种将音乐转化为艺术作品的算法,我能够一窥数学软件的美丽,每个人都能看到,而不仅仅是我。”

通过捕捉时间和频率,并将其重新映射到一个新的空间和颜色领域,戴维斯能够建立一个新的数学算法,在一张图像中捕捉整个音乐作品的视觉本质。图像中的每一行都是音乐中特定时间点上的一个音符。低音用蓝色显示,高音用红色显示。



音乐的类型可以从图片中看出。由于爵士乐或现代音乐有规律的节奏,在一些图像中出现了规则的网格。模糊的复杂图形出现在非常复杂的管弦乐中。

“数学是如此令人难以置信的美丽;它只需要一双正确的眼睛就能看到它,”戴维斯说,“或者它需要被翻译成一种人人都能看到的媒介。这就是我试图用我的算法艺术作品做的事情。

“任何一段音乐都没有真正的形象化。艺术过程的一部分在于创造成千上万的图像,然后选择最能代表这首歌的图像。”

Davis的SuiteSparse代码目前被许多机构和组织用于解决大型矩阵问题,由于其坚定不移的可靠性,它继续取得成功。

Davis说,要达到他的代码广为人知的可靠性水平,唯一的方法就是确保它在他自己眼里是美丽的。

除了将音乐转化为艺术,戴维斯还是一位发表过作品的诗人。要欣赏他的艺术作品和诗歌,请访问http://notesartstudio.com

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