El arte evolutivo es una forma de arte procedimental en el que las artes visuales , la música y las artes escénicas se crean utilizando algoritmos evolutivos , es decir, métodos para resolver problemas de optimización combinados con los principios de la evolución natural . Al ver los procesos artísticos como optimización, los artistas crean obras que tienen un impacto estético en las personas. Por cuestiones de tiempo, la implementación de esta clase de algoritmos se asigna a la computadora , pero en principio el cálculo también se puede hacer manualmente. Por lo tanto, el arte evolutivo es parte del arte digital .
La base del arte evolutivo, como todos los algoritmos evolutivos, es una población de individuos, cada uno de los cuales representa una estructura visual. Esta representación puede ser indirecta, ya que los individuos en la programación genética contienen un programa que crea una estructura visual, de modo que se mantiene la distinción biológica entre genotipo y fenotipo . Sin embargo, la representación también puede ser directa, como en la estrategia evolutiva , donde sólo se considera el fenotipo del individuo sobre el que se aplican las operaciones evolutivas. En este caso, el individuo es una imagen, un dibujo, una imagen en movimiento o similar en términos de archivo de imagen o archivo de video .
Casi todos los artistas evolutivos que utilizan representaciones indirectas producen obras visuales no figurativas [1] . Ya sea que la representación sea directa o indirecta, solo hay unos pocos enfoques del arte evolutivo visual .
En el proceso del arte evolutivo, primero se determina una población inicial de humanos. En la representación indirecta, como es habitual en la programación genética, se generan programas aleatorios y, por tanto, estructuras visuales aleatorias. En la representación directa, las estructuras visuales no aleatorias suelen ser elegidas por el artista, por ejemplo, pueden tomarse de ejecuciones evolutivas anteriores.
Luego sigue la fase de reproducción, dentro de la cual los individuos se reproducen de acuerdo con la estrategia de reproducción, se les aplican las operaciones de recombinación y mutación. La naturaleza de estas operaciones depende de la naturaleza de los programas o estructuras visuales directas, como los algoritmos evolutivos; Las estructuras lineales y jerárquicas de los individuos individuales requieren operaciones especiales de recombinación y mutación.
Parte de la estrategia de reproducción es la forma en que se seleccionan los individuos para la recombinación (selección de reproducción). Si la estrategia de reproducción se basa en algoritmos genéticos , los valores de aptitud deben estar disponibles para cada individuo con anticipación. La frecuencia de selección para la reproducción es una función estrictamente monótona de esta adaptación, es decir, cuanto mayor sea la aptitud, mayor será la probabilidad de selección. Si la estrategia de reproducción se basa en estrategias evolutivas, la elección se distribuye uniformemente al azar.
Después de la fase de reproducción, aparece una población de descendientes, cada uno de los cuales deberá determinar un puntaje de aptitud que de alguna manera refleje la estética de las estructuras visuales. La determinación algorítmica de estos valores requerirá un modelo estético formal que no está disponible en los métodos de arte evolutivo anteriores, o solo en sus inicios. Por lo tanto, los métodos algorítmicos se limitan a definir propiedades simples de análisis de imágenes y modelos basados en ellas, como, por ejemplo, modelos de entropía . La determinación de la idoneidad de un individuo o de un grupo de personas la suele hacer el artista, quien gradúa según su criterio estético subjetivo. Un método alternativo para evaluar la idoneidad empírica es el tiempo que el espectador pasa viendo cada estructura visual que se le presenta. También existen métodos preconscientes que intentan obtener una correlación entre las características fisiológicamente medibles de un espectador y sus calificaciones estéticas (por ejemplo, la evaluación de la respuesta de la pupila ). El enfoque más innovador aquí es la neuroestética , que identifica las áreas del cerebro involucradas en la evaluación estética y que intenta correlacionar las actividades de estas regiones con las evaluaciones estéticas (el neuromarketing utiliza métodos similares ). Sin embargo, debido a que estos enfoques requieren equipos de imágenes médicas sofisticados y aún muy costosos , su uso en el arte evolutivo hasta ahora se ha limitado a unos pocos estudios pequeños.
Si los padres y su descendencia tienen aptitud, se usa una estrategia de selección para determinar qué individuo en la próxima generación puede continuar existiendo y posiblemente reproducirse. Esta estrategia de selección tiene en cuenta solo la descendencia o la unión de padres e hijos. Además, si no se alcanza un criterio de interrupción, como alcanzar un número máximo predeterminado de generaciones, la siguiente iteración del proceso de arte evolutivo comienza con una nueva fase de reproducción.
Una aplicación del arte evolutivo es la representación no fotorrealista , un campo de gráficos por computadora en el que los gráficos son intencionalmente inexactos en su representación física. Un ejemplo aquí es la creación de una pintura artificial a partir de una fotografía . Los científicos británicos Collomoss y Hall desarrollaron en 2005 un algoritmo que crea imágenes a partir de fotografías [2] . Una pintura se percibe como una secuencia de trazos y trazos, que se definen como posición, dirección, color, etc. El algoritmo genético se utiliza así para encontrar el espacio de todas las pinturas posibles. La función de aptitud , que asigna una calidad a cada solución candidata, compara la imagen límite candidata con la imagen saliente calculada originalmente . La prominencia del detalle de la imagen muestra cuán notable es para una persona. En el algoritmo de Collomoss y Hall, la especificidad de los detalles de la imagen consta de tres factores: nivel de rareza, grado de visibilidad y un tercer factor que tiene en cuenta principalmente el gusto de los usuarios en las subregiones para distinguir los artefactos importantes de los no importantes.
La saliencia se basa en la idea de que las obras de arte "no son un espejo" de la realidad (según Ernst Gombrich [3] ), sino su interpretación por parte del artista.