卡通制作技术的重大变革和道家思想的新生 - 我思我在


	菊园

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发表于 2005-12-8 09:15 资料文集短消息只看该作者

卡通制作技术的重大变革和道家思想的新生
　　
　　1996年，中国青年学者涂晓媛获国际计算学会acm最佳博士论文奖，acm是计算机科学领域的国际性权威学术机构，颁发“图灵奖”、“最佳博士论文奖”等计算机科学技术界的高级奖励。涂晓媛是第一位也是迄今唯一一位获此殊荣的中国学者。
　　
　　涂晓媛博士研究开发的是一种叫做“人工鱼”的新一代计算机动画，大家亲切的称之为“晓媛的鱼”，虽然它在国内还鲜为人知，但在西方学术界已经成为了大家瞩目的焦点。它的问世势必引起卡通制作技术的一场革命。
　　
　　传统的动画制作，创作者需要在动画设计和程序编制中确定每一个活动物体所有动作的细节，预先知道每一个活动物体的全部动作过程。即使画面上活动的物体只有一到两个，也是非常麻烦的一件事情。如果活动的物体比较多，除了上述麻烦之外，还要具体地描述这些活动物体之间的相互关系、相互位置、相互作用，其计算复杂性将以指数增长，造成“组合爆炸”，即使采用高速、大容量的计算机，也未必能使画面达到满意的效果。
　　
　　与传统的动画相比，晓媛研究开发的动画鱼并不去设计和规定每条鱼的动作和行为的细节，也不能预知人工鱼群中可能发生的各种具体动作和实际行为。这种动画鱼是栖息在虚拟海底世界中人工鱼群的社会，其中，每条“人工鱼”都是一个自主的智能体，都可以独立地活动，也可以相互交往。每条鱼都表现出某些人工智能，如自激发、自学习、自适应等智能特性，所以会产生相应的智能行为，如因饥饿而激发寻食、进食行为；有性欲而激发求爱行为；能学习其他鱼被鱼钩钓住的教训，而不去吞食有钩的鱼饵；能适应有鲨鱼的社会环境，逃避被扑食的危险等。人工鱼群的社会具有某些自组织能力和智能集群行为。如人工鱼群体在漫游中遇到障碍物等，会识别障碍改变队形，绕过障碍后，又重组队列，继续前进。
　　
　　“人工鱼”的研究开发成功，一方面为基于计算机动画的“人工生命”提供了新的范例，另一方面，也为在屏幕上创建其他人工生命，提供了动画创作的新方法—基于生物物理和智能行为模型的动画生成方法。人们可以把“人工鱼”作为范例，用基于生物物理和智能行为模型的动画生成方法，研究开发计算机屏幕、电视、电影屏幕上的各种“人工生命”，例如：“人工猫”、“人工狗”、“人工鸟”、“人工马”……乃至于“人工人”，结合虚拟现实技术，可以显著地减少了动画创作者对计算机动画生成过程的介入和干预，而且有效地提高了动画的逼真度和临场感，创作和摄制各种基于计算机动画的电视片和电影片。
　　
　　其实，“晓媛的鱼”只是人类研究复杂系统取得的诸多成果中的一个，复杂系统是当今世界一门方兴未艾的学科，它研究的是具有自我活动能力和自我适应能力的群体，在没有外界干扰的条件下，如何形成自发秩序的问题。借用道家的术语表述，就是在大道无为的情况下，万物和万民如何自化的问题。
　　
　　“天道无为，万物化育”，“我无为而民自化”，无为而自化是道家创始人老子的中心思想，无独不偶，最近出土的战国时期的道家文献《恒先》直接是以万物的自生自作为中心论题的。庄子将万物的自化分为二类，一类是以形相生，即同种属的生物的生殖延续，叫作“自生”。一类是以不同形相禅，即不同种属的生物之间的进化蜕化，叫作“物化”。《列子》把万物的自化概括为自生自化，自形自色，自智自力，自消自息。而郭象的“独化”将自化的概念推向了高峰。
　　
　　值得注意的是，传统道家所说的自化主要是思辨和直觉思维的结果，他们没有也不可能对无为条件下的万物自化给出细微精确和清晰的描述。
　　
　　与此相反，传统的西方科学走过的是以欧几里德几何体系为框架地演绎之路，这种科学体系往往要人为的预先设置一些假设和理想化条件，然后在这些假设和理想化条件下研究如何最优化的问题。当然也几乎谈不上对自化问题的研究了。
　　
　　随着社会的发展，人们迫切需要对“飞鸟是如何聚集成群的？蚂蚁如何形成王国？为什么冷战结束，世界反而硝烟四起？为什么苏联以及东欧等一系列社会主义国家会在1989年的几个月内轰然坍塌？生命是如何起源的？计算机病毒具有生命么？为什么在1998年爆发了亚洲经济风暴，进而导致全球的经济危机？大脑是什么？感情、思想、目的和意识这样不可言喻的特征是如何产生的？难道大脑仅仅是简单的随机进化的结果么……”等等诸如此类的问题进行回答，于是一直强调“有为”的主动干预的西方科学向东方古老的“无为”的哲学观回归，开始利用计算机，通过数学建模，来更精确更细微更清晰地来研究万物和万民自化的问题了。这也为我国传统道家思想的崛起提供了一个良好的契机。
　　
　　顺便说一下，复杂系统的研究已经在细胞自动机、无尺度网络、人工生命、企业竞争与合作、分形等问题上取得了突破性的进展，并在实际当中得到了广泛的应用。我期待着有一天有人能用计算机对无为而治下万民如何自化的问题进行研究，更好地指导我国社会的发展。

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