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Innovative Batik Design with an Interactive Evolutionary Art

System

作者： Yang Li, Chang-Jun Hu, Xin Yao, FellowFrom ： Institute of Electrical and Electronics

Engineers

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前言動機問題貢獻目的方法系統描述結論

outline

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何謂 Batik( 臘染 or 染布 )?◦ Batik 係一種製造過程煩瑣之布料產品，其中棉布料先以液態

蠟繪圖後再染色，待色澤吸附於布後再進行脫蠟及後續晾乾之。

前言

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目前沒有任何工具幫助設計師設計 Batik

透過基因演算法產生出更多 Batik 的樣式

動機

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缺乏「基因型」及「表現型」之間明確的相關性，經常限制住藝術品有效的演化

設計空間有限且往往是固定視覺表述 (representation)可供選擇

難以找到一個有效的方法只捕獲圖像的某一個特徵 需要長時間尋找感興趣的圖像

問題

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設計新穎的 Batik 樣式

不論是傳統或新穎 Batik 樣式都可以有效產生

讓使用者感到系統的親和性及易於使用

貢獻

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為不同的 Batik 類型制定一個新的視覺表述(representation)

建立一個新穎的遠親配種機制 (out-breeding mechanism)◦ 能夠有更多吸引使用者的樣式◦ 將演化過程導向更多有趣的解決方案

目的

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排除冗餘的部分，找出最原始的組成元素◦ Batik 樣式特徵大多數都重覆

旋轉、 平移 、鏡射

將原始的組成元素，轉換形成不同樣式

方法 (1/3)

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基因形 (genotype)

方法 (2/3)

屬性 定義Unit Set 點與邊的的對映、代表轉換成特徵前的最小集合。Transformation 是一個向量矩陣，每一個向量矩陣代表一個集合的轉換。

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方法 (3/3)

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系統架構

系統描述 -系統架構

模組 功能Gene Generator

•用來產生新的樣式• 將已預定好的基因

存入基因池。( 系統初始化的基本步驟 )

IEA Engine •驅動演化• 使用者能夠在演化

的過程中提交新基因到基因池

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Gene Generator◦ 預先將基因存至基因池作為初始群體的種子

減少演化過程中時間的花費 克服設計空間中搜尋的限制

◦ 基因存入基因池的方式1. 透過 Mathematical model 設定 5 個參數 (D,S,T,Trans,N) 以產生基因

系統描述 -Gene Generator(1/2)

參數 定義D 擴展圖形的邊及垂直軸，以形成角度S 控制起始點到結束點之間路徑的長度T 決定如何將兩點連接起來 (e.g. 直線、曲線、橢圓…等 )

Trans 做幾合圖形的轉換 (Unit Set 點與邊的的對映、代表轉換成特徵前的最小集合。 )

N Number of times to use the transformation to reach the non-redundant set.

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下列三個圖示代表各別從 5 個參數中所得到的結果

2. 使用者在演化的過程中送出 (submit) 新基因到基因池 新基因會暫存保留在基因池中，以做為下一輪的演化 產生群體的空間會擴大

系統描述 -Gene Generator(2/2)

參數 圖形 1 圖形 2 圖形 3

D 1 2 2

S 1 1 2

T Stranightline straightline straightline

Trans rotate rotate rotate

N 6 6 6

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IEA Engine◦ 用來驅動演化◦ 演化過程步驟

1. Initialization① 協助 IEA Engine 產生② 從基因池中隨機選擇基因

2. Selection① 由使用者操作② 探索新演化的路徑及增加群體的多樣性

3. Genetic Operators① 複製一個新個體的集合以保持多樣

性及發展使用者個人的喜好4. Finess Function① 使用者評估系統所有輸出的圖像② 選出最好的一個圖像輸入到下一個世代

系統描述 -IEA Engine

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視覺表述 (representation)◦ 能夠表現出設計及基因之間的連繫，也就是能夠產生出不錯的

Batik designs

遠親配種機制 (out-breeding mechanism)◦ 能夠幫助系統避免局部最優化 (local optima) 的停滯◦開拓 Batik創新的設計

結論