在研究艺术作品时，理解其构图的视觉清晰度至关重要。受到数字艺术家的启发，冲绳科技大学（OIST）的研究人员开发了一种新的度量标准来衡量数字图像的清晰度。这一进展使科学家能够有效监测艺术创作和物理变化过程中的结构变化。
这一创新的度量标准有潜力增强科学和艺术领域的分析与决策，可能改变我们解读和评估图像结构的方式。该度量标准应用于数字艺术作品和物理系统，其研究成果已发表在期刊《PNAS》上。
使用数学定义艺术的清晰度
这一方法的核心是一个简单的概念，灵感来源于经常缩小视野以评估作品的数字艺术家。研究人员设计了一种高中水平的数学方法，通过评估在模糊时视觉元素保持区别的程度来量化数字图像中的“清晰度”。该度量标准将物理与艺术联系起来，为数字图像的科学评估和创作过程提供了灵活的工具。
该技术涉及通过与相邻像素的随机像素交换来模糊图像，然后将原始图像与模糊版本进行比较。研究人员确定原始构图的可见部分，并在主要结构特征仍可识别的图像上赋予更高的分数，而对那些像素混乱或颜色单一的图像赋予零分。
考虑到特征的存在，教授埃略特·弗里德（Prof. Eliot Fried）解释道：“在我们的研究中，我们将‘清晰度’定义为图像抵抗模糊或结构崩溃的能力。这一定义与一种常见的艺术实践相关，即艺术家缩小画布以检查其作品的清晰度。在数学上，清晰度指的是颜色的对比度及其排列。”
该度量标准保持图像中的颜色多样性，并在压缩后依然有效。它适用于不同的图像分析，可以追踪物理系统中的结构变化，并与色彩理论相一致，该理论考察颜色如何相互作用和影响感知。实质上，它表明图像中的模式在遭受随机更改时的抵抗能力。
“艺术家们经常探索各种技术和构图。这个想法的起源是在我创作一个表情符号时。作为一名实验物理学家，我希望开发度量标准来定量测量艺术属性，例如清晰度、平衡和和谐。我们希望这些度量标准能够使艺术研究者在不同艺术安排上进行实验，并以清晰、定量的方式分享他们的发现，”研究者及首席作者陈三涛博士说。
在数字艺术中，“表情符号”通常指小型表达性图标或动画，传达情感，特别是在在线社区和流媒体平台中。
视频游戏、虚拟主播和表情符号
利用他们的度量标准，研究人员为视频游戏Holo X Break制作了一个表情符号，展示了他们的研究如何能够在商业艺术项目中具有实际应用。
“我选择表现虚拟YouTuber（VTuber）樱井美子，因为我是她的粉丝之一，被称为‘35P’。之前，与其他粉丝一起，我们为纽约时代广场的一个广告牌为她做了动画，以纪念她的第五个周年纪念。这段经历激励我将她纳入这个研究，以融合我对她的热情与我的科学工作，”陈博士指出。
除了学术工作，陈博士还是一名自由艺术家，参与独立游戏开发，如Holocure项目。本研究受益于丰富的专业经验，融入了同行艺术家的艺术作品以增强其基础。
陈博士和弗里德教授正在研究将他们的清晰度度量标准扩展到初始应用之外的可能性。他们乐观地认为，这一度量标准能够彻底改革艺术分析。正如机器将热能转化为机械能，艺术家将清晰度转化为和谐、平衡和节奏这样的艺术品质。
这种热力学方法在艺术方面可能帮助研究人员解读艺术家在某些创作选择背后的原因，从而带来帮助艺术家完善其技艺的见解。
