Happy Moon!!
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算法的物质性、传感器的普世化，形成新的系统现实。而系统的间隙一直在，，，
PREFACE · 前言
本文是低科技艺术实验室历时3年创作的数据化互动装置《未知时空的光泽》的创作记录，从艺术创作的角度深入分析作品的灵感来源、形态设计、基于开源软硬件的艺术实践以及作品的安装实施过程四个部分，对动态装置艺术作品的成型过程进行一个系统性的总结。
《未知时空的光泽》是由180个可折叠球体模块组成的阵列组合，悬吊于公共空间中。通过采集武汉市疫情时期的风速、风向和空气质量指数，以及人类体征的数据，作为驱动材料和形态变化的“库”，将观看者的感知系统延伸向自然场域中；届时，流动的数据将成为缝合心灵创伤的丝线，机器的折叠与开合也能释放出绵延的生命张力，在公共空间中呈现“流动的自然奇观”，思考后疫情时代人、自然和空间之间的关系。
“未知时空的光泽”
作品类型：数据化互动装置
材料:电控调光膜、机械动力模块、风速风向传感系统、交互控制系统、自主研发控制系统余奇 刘晓丹 汤转 胡小蝶 / Yu Qi，Liu Xiaodan，Tang Zhuan，Hu Xiaodie张梦冰 刘晓丹/Zhang Mengbing，Liu Xiaodan霍书婳 李芝/ Huo ShuHua , Li Zhi李芝 胡小蝶 汤转 王硕 孟笑容 赵兴伟 张书雅 蒋萌萌 黎文轩 张理峰/Li Zhi，Hu Xiaodie Tang Zhuan，Wang Shuo，MengXiaorong，Zhao Xingwei，Zhang Shuya，Jiang Mengmeng，Li Wenxuan，Zhang Lifeng
艺术作品的意蕴内涵是艺术家借助艺术形态得以抒发的思想情态，表达着对事物内在特性的想法与见解，是思维活动形成的结论。《未知时空的光泽》的创作概念来源于一个永恒的命题“可见与不可见”。当前是一个数据社会,人们在产生数据的同时开始挖掘隐藏于视觉系统之中“不可见”的事物,“感知纪元”已经到来。视觉无法直视的事物,可以通过它的映射变得可见,并通过其他的感觉(听觉，触觉、嗅觉等)来辅助“可见”。
《未知时空的光泽》概念图解 图片来源：低科技艺术实验室当技术物吞噬自然数据，数据流动将空间连结，不可见将变得可见。艺术家试图向观看者提供一种全新的“视角”，突破物理层面的时间和空间限制，将观看者的感知系统延伸到相距百里外的自然场域中，直观感受自然界原始力量的美。《未知时空的光泽》效果图 图片来源：低科技艺术实验室
作品主体由180个结构相同的、能够各自独立运行的球体折叠结构的组合，悬吊于近20米的空间中，通过自然数据与人体数据的驱动，将艺术场域与自然生态进行空间的联结，将人类社会与自然空间整合到同一维度下，脱离传统电子屏幕对自然信息的可视方式，把在当地获取到的风速、风向、空气质量等实时更迭的自然数据，远程传输至装置主体，转化为驱动作品材料和形态运动变化的数据来源；模块化的作品以阵列的形式规则排布，不仅在有限的空间中释放出绵延的张力，更彰显了数学层面的序列美感，在公共空间中真实的再现“流动的自然奇观”。《未知时空的光泽》(18个模块）明当代美术馆现场展览图，2021 图片来源：低科技艺术实验室《未知时空的光泽》运行逻辑图 图片来源：低科技艺术实验室作品在数据可视化的视觉创作过程中，基于作品的概念来源，强调以算法为核心的数据转换，通过对自然数据和人的吹动两种数据信息的分析与转译，结合对视觉符号的提取和处理实现对作品概念的表达。作品的动画设计以自然和生命为主题，将疫情期间武汉市地表二氧化碳浓度和风向变化作为数据来源，以有机、浸润感和漂浮般的动态变化可视化出来。当观众吹动互动装置时，参与者的体征被动态装置所捕捉，介入作品与自然的运行转换之中，机器攥取参与者的体征后随着参与者呼吸的频率实时联动，呈现出运行的另一种状态，此刻，机器变为人们身体的一部分。脱离传统电子屏幕对自然信息的可视方式，读取实时更迭的自然数据来驱动作品的形态变化，从而释放出绵延的张力，拓宽身体和自然生态的维度。根据作品概念，艺术家将可视化的视觉表现分为有机、浸润、漂浮和机械四种状态，并根据每种状态的特点绘制动画草图，并在三维软件中对整体动态效果进行模拟，以完成对作品概念的视觉转化。[1]《未知时空的光泽》动画方案 图片来源：低科技艺术实验室《未知时空的光泽》动画草图 图片来源：低科技艺术实验室《未知时空的光泽》（18个模块）机械状态动画现场图 图片来源：低科技艺术实验室
艺术作品的形态设计是艺术家概念表达的重要承载方式。“形”通常指物体的外形或形状，它是一种客观存在。“态”是指蕴涵在物体内的“状态”、“情态”和“意志”，是由“形”向人传递的一种心理体验和感受。传统“形态”在《辞海》中的解释就是“形状与神态”，也指事物在一定条件下的表现形式 。在艺术设计领域中,“形态”可以理解为由物体的形状、大小、空间结构、色彩、肌理和相互间的组配关系等要素，给人所产生的是一种有关物体的心理印象和精神反映。形态不仅仅有物质层面的所指，而且还包括精神、文化层面的意义。[2]在新媒体装置艺术领域，“形”就包含了外观、结构、层次；“态”更多的是涉及到作品的运动方式与控制方式。不同的形态结构可以表现出艺术作品独特的内涵寓意乃至艺术家的风格性。因此，在作品设计构思阶段就要充分考虑艺术作品形态设计的审美性、时间性、空间性、寓意性以及可行性等因素。
现代折纸艺术 图片来源：网络
数据化互动装置《未知时空的光泽》是艺术家在折纸艺术启发下，对新媒体互动装置艺术创作思维与设计方式的创新实践。折纸又称“工艺折纸”，是以纸为媒介在二维平面上通过折叠、翻转等方式创造三维立体形态的艺术活动。受现代艺术设计思维对“功能”与“结构”强调的影响，折纸艺术由早期以造型为目的的创作过程转向关注折叠的过程。折叠过程是非线性的和面向过程的，通过复杂的几何图形与生成空间来营造反应式的自然结构。折纸艺术与新媒体装置艺术的融合，将折纸本身所具备的自然材质属性以及折叠过程导致的生成空间结构，在与机器的交织中变幻出新的生命力，散发着恒久和静谧的美感。这打破了以往作品中厚重与冰冷的机械感，使艺术家和观众能够以更加自然、亲和的方式，与新媒体装置作品进行互动。因此，艺术家专注于折纸艺术与互动装置艺术的融合与设计过程，通过对折纸艺术的媒介化转化过程研究，将作品的形态设计分为两个层次：单模块的形态设计与整体的群组形态设计。
2.1单模块的形态设计
单模块形态是指在创建模块化艺术作品时重复使用并生成艺术单元的单模块的形态。模块化艺术是一种当代艺术，通过使用一个重复的图像或单元来创建更大的图像或三维装置，具有灵活性和多样性等优点。作品《未知时空的光泽》单模块的形态设计由作品所要传达的内涵寓意以及审美价值所确定，笔者将从作品材料的媒介特异性、 模块化折纸的设计思维、单模块的折叠动态空间以及原型迭代与制作的工艺性这四个部分来进行阐释。
作为美学和艺术评论中的一个基本原则，媒介特异性（Medium specificity）与“现代主义”有着密切的联系。“媒介特异性”一词最早来源于艺术评论家格林伯格(Clement Greenberg)，他是美国抽象表现派主义的领袖，他用这个词来表达艺术形态与艺术材料之间的关系。在他看来，艺术品的表现能力来自其原材料的特异性质以及操纵材料的技术。一个成功的艺术品需要能体现其材料的独特风格性质。
从石器时代以来人们就一直从自然中创造艺术，对自然的力量进行感知与探索。折纸艺术作为使用自然材料创造的艺术，始终将自然的观念凝结在作品之中，主要是由纸的材质特性和折叠这两个媒介特异性所赋予。纸是一种最具自然属性的人造材料，本质上是植物褪去纤维素残留的木质素。折纸艺术的自然属性之一是对纸张本身固有肌理的再现。而通过手工翻折、扭曲、拉伸等加工方式，产生的存粹折叠结构，不仅由原始的手工制作而成，也建立在折叠自带的规律之上不掺杂任何人为规则，再次加了深折纸艺术的自然属性。另一方面，虽然现代折纸艺术近年来才提出的，但类似的折叠结构规律，早已在自然系统中的植物经脉纹路上发现。自然不仅赋予了折纸艺术灵感，更为其提供了客观规律的支撑。在以自然为主题的艺术作品中，艺术家开始将折纸作为创作的元素，为作品注入自然的属性，并在此基础上进行“二次创作”。《未知时空的光泽》在作品材料的选择上借用了折纸艺术的元素，强化作品的“自然属性”，选取了与纸材有相似视觉效果的白色电控调光膜，且调光膜的透光性也与纸材料相仿，促使观众将纸材料的自然属性投射至作品，激发观看者的情感共鸣。而材料的机械属性则来自于其本身的物理结构，当材料的正负极两端接通电源时，材料会由白色变成透明的状态，材料的变化转化成了一种0和1的控制方式，0和1的特性使材料具备了“经典机器”的属性特征，可以被计算与控制。就作品整体的效果而言，电控材料的使用还为作品的动态增添了透明与不透明的视觉层次变化.电控调光膜材料通断测试 照片来源：低科技艺术实验室《未知时空的光泽》单模块小球透明度变化 图片来源：低科技艺术实验室折纸艺术与新的科技材料的结合为艺术创作提供了一种全新的工具，使他们从各自传统的形态拘束中解放出来，来对艺术观念进行一种同质化的侵占。而无论是折纸艺术还是新媒体装置艺术，或是从折纸艺术得到了创作元素的动态装置艺术，都将具体实物的形态特征进行着概念化的意义转化。在对作品的形态设计里，我们参考了模块化折纸的设计方式。有关模块化折纸设计最早的文献记录，来自于1734年日本出版的一本名为“Ranma Zushiki”的书，其中介绍了一种拼接的类似魔方的立体结构，并称该结构为“Tamatebako（直译“魔法宝箱”)。现代折纸艺术拓展了该结构的研究，在1965年出版的《折纸世界》(World of Origami)中再次出现，盒子由6个相同的折叠结构拼成;将模块化折纸与其他形式的多件式折纸区分开的条件是，该主体是否是由多个相同的折叠结构互联锁形成。模块化折纸案例 图片来源：https://origami.me/mind-blowing-modular-origami/我们将模块化折纸的设计思路运用在折叠球体的形态设计中，由复制多个刚性折叠结构中心旋转拼合而成，调整拼合模块的数量，完善球体状态下轮廓的饱满度。通过计算机中模拟出能够从平面翻折至立体的螺旋型折叠结构模型，折痕位置更换为辅助翻折的结构支架，折痕外的扇形板面对应为膜片的位置，配以辅助性的连接件支撑，既能实现维度上的开合变化，同时确保材料的折叠稳定性来支撑自身使用。[3]《未知时空的光泽》模块化折纸的设计思路 图片来源：低科技艺术实验室
《未知时空的光泽》单模块小球模块化设计思维的运用 图片来源：低科技艺术实验室折纸模型通过改变形状和保持几何原理来适应外力和内力的能力启发了艺术家在作品机械结构部分的设计。基于作品的调光膜支撑杆，设计师对其运动方式的设计参考了红酒螺旋启瓶器的物理原理。利用斜面原理:把中央部位的丝杆作为连接运动的核心，贯通上下半球，实现折叠运动的同步性。同时利用杠杆原理:通过电机转动圈数来换取支撑杆小的行程。整个作品的折叠动态在0°至90°之间进行逐步转换。0°的开合角度会将模块的打开百分比和高度降低到最小值。90°的开合角度会导致模块的最大打开百分比和最大高度。《未知时空的光泽》单模块动力机械结构设计 图片来源：低科技艺术实验室《未知时空的光泽》单模块实物图 图片来源：低科技艺术实验室《未知时空的光泽》单模块小球的开合状态 图片来源：低科技艺术实验室
《未知时空的光泽》单模块小球开合与透明度变化 图片来源：低科技艺术实验室作品机械结构部分的折叠动态塑造了作品主要材料调光膜的曲面空间。通过曲面来打破直线空间与环境的分裂，并以柔和的曲线来过度空间。这是对于曲面流动性优势的发挥。在建筑领域，曲面空间的应用其实早已出现，比如罗马建筑的弯曲立面和表现主义建筑的圆顶。弯曲的形式具有流动性，并且受自然影响，因此很容易于融入到周围的景观中。而《未知时空的光泽》作品曲线形态的延展和以数理逻辑为基础的建筑设计一样，以解析几何里的笛卡尔心形线为灵感，结合螺旋体的流线型态，以“心形”符号作为作品创作的起点，回应创作概念中的“有机”与“生命”。笛卡尔心形线：是一个圆上的固定一点在围绕着与其相切且半径相同的另外一个圆周滚动时所形成的轨迹。在单模块小球的形态设计中，将二维平面的笛卡尔心形线结合螺旋体的流线形态拆分并延伸至三维立体结构，将平面中的曲线延展至立体空间中。曲线形态不仅是从几何数理中得到，也是从自然之美中获得灵感的，还与人的身体形态有关，具有开放和流动的特点，能带来一种从某一空间流向另一空间的感觉。让我们在折叠开合里实现结构上的多重可能，空间上的连续性，以及与环境的紧密关系。笛卡尔心形线在作品单模块上的运用图解 图片来源：低科技艺术实验室迭代设计是一种基于原型、测试、分析和改进产品或过程的循环过程的设计方法。根据设计的最新迭代测试的结果，进行更改和改进。这个过程的最终目的是提高设计的质量和功能。原型则是设计方案简化和抽象的实验模型，通常是在实验早期廉价且按比例缩小的产品版本，用于快速且廉价地测试或验证想法，有助于设计概念的验证与具体化，并且揭示当前设计存在的问题并进行适当方向的改进。在艺术作品的成型过程中，基于原型的迭代设计是必不可少的方法之一，具有快速调整创作方向、明确创作目标、加速作品落地周期的优点。正如斯坦福设计学院 (d.school) 强调的“偏向于行动”（bias towards action），其中动手制作与测试比思考和商谈更重要。想象力不能带我们走的更远。作品《未知时空的光泽》单模块的成型过程正是沿用了这种方法，在不断的原型制作与迭代中成型。
早在2019年11月，我们制作了《未知时空的光泽》最初的原型一，是由多个扇形直页通过胶带连接拼合的球形纸膜，可通过人的手动拉动进行折叠运动。在这个版本中主要验证了作品的运动方式，即开合运动。艺术家以折纸艺术的折叠方式为灵感，完成从二维平面到三维立体结构的转化。原型一的制作虽然简单，但已是在物理世界对艺术家概念思维的呈现，对作品的“态”的构想得到了物理验证。《未知时空的光泽》原型一，2019 图片来源：低科技艺术实验室2020年1月为减少单模块小球的支撑杆数量，制作了原型二，将扇形连接面优化为PVC曲面。此次形态上的优化虽是为了解决作品结构支撑的问题，在另一方面也给作品的造型带来更生动的表现。《未知时空的光泽》原型二，2020 图片来源：低科技艺术实验室 原型三的制作对单模块小球的形态进行了进一步的优化，解决单模块小球外形饱满度的问题以及其机械结构设计的便捷性，我们测试了不同角度扇形页对小球打开饱满度的影响，扇形为360°打开时有两片调光膜的中间部位会相交，扇形角度较小的页面打开后形态不是圆球形，为橄榄球形。最终测试得到使用270°的扇形页面得到的单模块小球外形饱满，且适合工程师进行动态结构的设计。《未知时空的光泽》原型三测试模型-细分面的弧度测试，2020 图片来源：低科技艺术实验室 在原型一和原型三的制作中，对单模块小球形态结构的设计已基本验证并进行迭代优化，在接下来的原型制作中，主要是对单模块小球制作的实现。原型四是对单模块小球机械控制部分进行验证的通电测试运动版本，膜片采用4片270°（3/4圆）的高透明PVC塑料片与2.5mm的银白色铝棒用白色小扎带连接，实现了单模块小球通电可运动，单次开合速度为8s/次。《未知时空的光泽》原型四，2021 图片来源：低科技艺术实验室 原型五的调光膜半径为35厘米,并将原型四中黑色PLA材料的打印件更换为尼龙与玻纤相混合的材料，此材质的硬度和精度可满足齿轮的啮合而不变形，实现单模块小球顺滑的开合运动，并将单次开合的时长从8s/次缩短到2s/次；支撑杆则由更加坚硬和轻巧的不锈钢空心管代替易变形的铝棒。此外，此版本在调光膜与不锈钢空心管的连接方式上，我们也进行了进一步优化，采用透明胶片和渔线缝合的方式，弱化连接结构的存在度，使单模块小球的外观更加整洁统一，精细的编织方式更加深了作品承载的工艺性。原型五阶段单模块小球的形态材质结构等部分基本已经确定。原型六与原型七在形态上主要是对单模块小球的尺寸进行了调整，来测试小球开合的饱满度；在技术上，解决了调光膜通断的控制问题。同时对制作流程进行了细化和文本记录。经过测试，直径45cm的原型七，在开合过程中会出现晃动现象。直径40cm的原型六，在开合过程中晃动较小，展开后小球形态也较饱满，调光膜变化明显，所以确定最后以原型六为单模块小球的形态。《未知时空的光泽》调光膜缝制局部图，2021 图片来源：低科技艺术实验室 
《未知时空的光泽》原型六，2021 图片来源：低科技艺术实验室 《未知时空的光泽》这件作品通过迭代不断的进化，一步步趋于完美，达到艺术和技术的融合。在艺术创作不断更新迭代的过程中，让我们对创作和工艺有了更深的理解，也为后续的艺术创作提供了宝贵的经验和方法。单模块形态与整体模块群组之间的关系尺度比例关系也是作品形态设计的主要方面。作品整体是由180个可折叠球体组成，模块化的单体以阵列的形式规则排布，不仅在有限的空间释放出绵延的生命张力，更彰显了数学层面的序列美感，在公共空间中真实的再现“流动的自然奇观”。作品整体的形态设计围绕“轻盈”与“有序”两个关键词。设计灵感来源于水下物体上浮过程中，重心不变，整体发生倾斜的现象(上浮倾斜角)，对阵列在空间中的形态进行倾斜。设计师分别在x、y、z三个轴向对球体阵列进行一定角度的翻转，强化装置的轻盈感，并拉伸作品在空间中的透视。物体上浮运动过程中围绕重心位置的倾斜与受力分析 图片来源：网络 《未知时空的光泽》作品外观设计中的倾斜角度示意 图片来源：低科技艺术实验室 《未知时空的光泽》（18个模块）明当代美术馆现场作品外观设计中的倾斜角度示意 图片来源：低科技艺术实验室 除此之外，作品整体的集群运动形态设计则是基于TouchDesigner操作系统对作品进行的可视化编程，将作品的开合程度、开合速度、物理透明度等与外部数据相关联，用一种不可直接感知的算法，构建出能够对外界环境作出反应的控制论系统，实现对折纸艺术的媒介化转换。 其开放的复合性结构，结合力的运动方向，在算法的驱动下以曲线的流动性和自身结构的可渗透性构建出“流动的自然奇观”。主要体现在以下三个方面：时间性、空间性、体验性。 互动媒体艺术是一种以非线性的时间结构来承载观者互动和作品演变的开放性过程。其交互过程中，算法的随机性与观者触发交互的不确定性使作品变成一种具有时间流动性的艺术。对于作品《未知时空的光泽》，在观者参与的过程，作品不再是单一的对象，而是结合了人体数据、自然数据以及作品形态变化的能完整输入输出的系统。艺术的创造性与可能性在数据输入控制与作品呈现之间转换，让作品在不同的交互情景中将“时间”流动起来。 网络空间哲学家海姆(M.Heim)曾说“人类在20世纪的最后10年正在准备从自然界起飞,进入另一个“电子的”空间。这个空间就是媒体空间。”人类在物质空间与信息空间的活动造就了媒体空间。因而媒体空间具有广义的空间属性，是一种以物质与技术构造的虚拟的信息空间。[4]所以其同时具有物质性与虚拟性的空间结构层次。《未知时空的光泽》悬挂于公共空间中，通过算法将百里外的“自然风”呈现于作品的形态变化上。动态装置的物理运动与风数据的虚拟运动相互交织，将人造场域与自然生态进行空间联结，在人造空间中构建出体验自然生态的新途径。同时，参与者的人体数据穿插其中，与自然数据的力交融变化，呈现人与自然的和谐共生，造就出另一个新的完全虚拟的现实感觉空间。正如德国社会学家玛蒂娜·洛（Martina Löw）在有关于空间的界定中指出，“空间差不多是流动个体或集体结构的承载，它可以是物质性的，也可以是以感知、构思和回想的方式存在。”[5]空间不仅是具有物理形态特征的，还可以是一种可被感知和想象的边界。 互动媒体艺术作品对观者的“在场性”有着区别于传统艺术形态的特殊要求，它打破了传统的单一感官体验机制，实现多感官共同作用下的艺术体验。当我们在感受继而进入艺术作品时，肉身感性（ somatic sensibility） 有着连接自我与周围世界的重要性：对体积张力的身体意识，空虚空间的牵引力，在身体运动中的运动知觉的贡献，连同视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉的性质一道，都充满在所有的经验当中。[6]《未知时空的光泽》是由180个可折叠球体模块组成的阵列组合，悬吊于近20米的公共空间中。当观者进入空间，180个人造机器以有机的形态进行伸展与折叠，在可见与不可见之间进行转换，空间内弥漫的是自然之力被算法演变的声音、视觉、触觉、听觉的机器语言。在这个被自然亲和的人造机器包围的空间里，人们难以辨别任何信息，只留下像观看大自然奇观一样的敬畏与惊奇。 “奇观”从字面意义上拆解为“对奇迹的观看”和“奇特的观看”，这表明“奇观”包含了观看的对象和观看的方式。事实上，“奇观”是人类文化史上早已有之的现象，远古先民的宗教仪式、宗教里的偶像崇拜和宗教仪式、各种节日的狂欢、革命时代的庆典等以及各种大自然里的瑰宝比如埃及金字塔、大瀑布等，都是“奇观”的表现形式。对于互动装置艺术来说，奇观包含了给观众带来“震惊”的身体体验。不仅在空间中存在，并且直接以空间作为艺术的媒介元素，以作品和空间形成的巨大、复杂和真实感来生成观众新的空间体验。进而对现实世界的存在形成一种肉身化的真实体验。 《未知时空的光泽》将现代折纸的设计思维与电子材料相结合，形成“理性机器”与“感性自然”并置的差异性审美。其代表的不仅是自然与技术相融后的视觉符号刺激，更是如凯文·凯利（Kevin Kelly)所说的“我们的未来是技术性的，但这并不意味着未来的世界一定会是灰色冰冷的钢铁世界。相反，我们的技术所引导的未来，朝向的正是一种新生物文明。”[7] 人工与自然，技术与艺术都在动态的迈进中呈现出全新的样貌。
开源软件（OSS）是一种计算机软件，其中的源代码是根据许可发布的，版权所有者授予用户使用、研究、更改和分发该软件给任何人和出于任何目的的权利。开源硬件则是指与自由及开放源码相同方式设计的计算机和电子硬件。硬件与软件的结合则为作品搭建起了一套信息传递的框架，直接作用于交互的对象，是作品系统的外在表征。其理论来源于1948年由美国数学家诺伯特·维纳提出的“控制论—在动物和机器中控制和交流的科学”。维纳的控制论为理解“人机共生”奠定了基础。控制论将控制的过程看作是一种信息运动。在所有的控制和通信系统，无论是动物还是机器，生物的还是技术的，都可以用相同的语言和概念来描述和理解。因此，艺术作品本身可以从控制论的角度被概念化为一个复杂的动态系统，从某种程度上也类似于一个发展中的有机体的功能。 开源环境赋予艺术家的创作实践极大的自由度，能够根据自己的意愿搭建作品，最大程度上还原了对于作品的构想。《未知时空的光泽》作品的创作就是基于步进电机、传感器、TouchDesigner、Arduino等开源软件硬件形成的动态系统，在人与自然的参与下呈现出各种可能。《未知时空的光泽》制作工具清单 图片来源：低科技艺术实验室步进电机是常用的开源硬件之一，它是一种直接将电脉冲转化为机械运动的机电装置， 通过控制施加在电机线圈上的电脉冲顺序、 频率和数量， 可以实现对步进电机的转向、 速度和旋转角度的控制。在作品《未知时空的光泽》里，作品主体调光膜的开合就是就是通过步进电机进行实现的，通过驱动板控制电机转动的方向和速度，来带动支撑杆的开合，最终实现作品小球的折叠运动。《未知时空的光泽》单模块步进电机图 图片来源：低科技艺术实验室TouchDesigner是一个基于节点的可视化编程环境，可以用于创造交互装置和现场数字艺术表演，也可以用来进行创意和技术的原型开发。[8]它不仅仅能创造出多种复杂的视觉效果，还能简单实现与其他软件之间的数据传输，并且做到实时运行。将单片机与TouchDesigner相结合，能够得到更加高效得数据处理和传输并且具有无限的可能性创造交互装置、生成艺术和多媒体表演等。在作品《未知时空的光泽》里就利用单片机与TouchDesigner的结合来实时对作品进行控制。通过将日差值数据赋予到步进电机的“deg”数值，就可以控制作品模块的开合角度。再结合当时的风向数据影响动画的运动趋势，即可创作出基于时间的动态视觉效果，对自然数据进行可视化。
电控调光膜是日常生活中常用的“低科技”材料，同时它也是环保节能的绿色材料，常贴合于玻璃上，经过电压时的调光膜会呈现出透明和不透明两种可见与不可见的状态。在作品《未知时空的光泽》里，通过TouchDesigner可视化编程平台，使用DAT类型的“Table”元件读取其数值“transparent”，将其输出至预览界面，即可控制作品模块的材质透明度，此作品的透明度范围设置为[0-255]，对应材质从透明到不透明。自人机共生（Man Computer Symbiosis）的设计理念被提出以来，关于交互系统的多维模型、范式理论、平台开发等研究取得了显著的成就。互动，即“互相起到作用”（Acting Upon Each Other），可能发生在人与人之间、人与机器之间、机器与机器之间，或者作品与观众之间。数字时代，传感器作为最重要的基础设施之一，充当着人与机器连接的媒介，拥有输入和输出的功能，将艺术的表现形式引向动态的“过程”中。这不仅仅是一种创新的艺术欣赏方式，更在艺术家、作品、观众、机器之间形成了一种全新的“观看关系”。在《未知时空的光泽》中，当观众进行互动时，作品的动画是对互动者体征的可视化呈现，通过对参与者吹气风力数据的输入、处理，将可视化效果输出，形成一个完整的交互循环。参与者通过对传感器吹气将风力以数据流的形式传输出去，作品依靠Arduino串口获取传感器数据，再将这些数据传输到TouchDesigner中DAT类型的“Serial”元件中，数据经由算法行处理，进行可视化形态的呈现。
《未知时空的光泽》传感器与作品交互 图片来源：低科技艺术实验室吹气数据分析与动画映射流程 图片来源：低科技艺术实验室
心跳数据输入与分析程序截屏 图片来源：低科技艺术实验室互动的本质是对象之间信息传递与交换的过程。在数据互动装置中，整个信息转化的系统可概括为三个组成部分：输入设备（传感器）、数据储存与处理系统、控制与响应系统，即对数据的输入、处理和映射与输出。传感器收集我们周身的数据转化为机器可读的语言，再交由算法处理转译为视觉可视的效果。在整个过程中对于“数据”是关于控制和可视化不可见之物的过程，人与机器的系统循环构成了现实与虚拟、身体与意识、物质与非物质共融的赛博空间，算法则在有限的控制之内扩展着人类感官的无数可能。把看不见的东西变得可见，一直是科学探索精神的体现。视觉作为人类主体认知外部世界的主要感官，是人类审美活动中不可缺少的媒介。在当下的“图像转向”时代，它不是对摹仿和再现理论的简单延续，而是对图像的一种后语言学的、后符号学的重新发现，是一种视觉、机器、制度、话语、身体和比喻之间的复杂互动。[9]在《未知时空的光泽》作品中，一旦参与者呼吸数据介入作品与自然的运行转换之中，机器攫取参与者的体征后随着参与者呼吸的频率实时联动，呈现出运行的另一种状态，让机器的运动映射出身体数据的变化。此时的展演成为可视化的界面，将不可见的人体生理体征呈现。媒体艺术的先驱者罗伊·阿斯科特（Roy Ascott）曾说道：“当我们进入21世纪，我们与外部环境（充其量是一种模糊的界限）之间的接口正在变得日益数字化。我们的感知能力越来越受来自计算机的控制，我们对大量与人有关的事物认知信息也逐渐地受到了控制。”[10]在数据化互动装置里，当数据通过传感器与人实现通信，机器知觉延申了肉体的感知，并影响人类的知觉，使得人们感受一种身体与“数字”交融的赛博格生存体验。通过利用干型材料中的传感芯片，建立了机器生命与人类生命、自然生命等湿性物质之间的接口，对人类活动与外部环境变化进行实时监测并反向控制与操纵。此时人体的物理边界被模糊，人与机器通过数据流通，彼此交融，构成人机合一的新型“整体”——赛博格。交互体验的创造力是互动艺术里与观者进行沟通时的重要部分。创造的可能性来自于输入控制数据与作品呈现之间的转换；在《未知时空的光泽》里，艺术家为机器系统设立了一套算法机制，让机器能够以特定的方式处理人体的呼吸数据，呈现作品形态的不同变化。算法可以视为一种在有限步骤中完成一个“结果”的正式指令程序。此时算法机制中的随机和控制相互作用赋予机器系统一定的“自主性”，基于观众的感知层面，让人与机器进行“对话“。正如 著名的跨性别媒体理论家麦肯齐·沃克（McKenzie Wark）所说：主观性并不局限于“自我意识的人”，而是可以扩展到瓜塔里（FélixGuattari）所描述的“原始主观”的、“自动”的维度，这是每台机器的特征。[11]我们已脱离控制机器的环境进入一个与机器合作交流的现实。机器不再是附属品，而是与人共话的主体间关系。未知时空的光泽-TD系统操作平台由低科技艺术实验室设计师和工程师协作完成，是一个集编辑与预览为一体的可视化窗口。该系统平台最大的特点是可实现模拟仿真操作，在该系统模拟的整套视觉效果可直接映射在实体作品模块上并同步实时展现出来。整个可视化框架包含六个部分：数据输入系统、动画系统、模型输入系统、实时解算系统、预览系统、DMX数据输出系统，搭建历时两个月，期间经历多个版本的测试与迭代，已实现实时可视化设计的需求。其中动画系统采用可编辑关键帧的方式。在可视化界面上对作品每个模块的运动状态进行设置，包括开合速度、模块的开合角度、智能调光膜的透明度、此效果的持续时间等。另一大特点是外接传感设备可实现人机交互等其他互动。《未知时空的光泽》可视化界面 图片来源：低科技艺术实验室《未知时空的光泽》可视化效果 图片来源：低科技艺术实验室
跨学科的团队结构具有整合不同知识领域的资源优势，在学科碰撞中加速团队的知识生产。在跨学科协作中，机械工程师、结构工程师、视觉设计师、软件工程师、搭建团队等成员，共同参与到作品的创作和落地实施中。《未知时空的光泽》作品就是跨学科艺术团队创作方法的实践和验证，通过多学科的交流与合作，最终呈现出完整的艺术作品。跨学科艺术团队创作方法 逻辑关系图，2020年4月
图片来源：低科技艺术实验室
如在《未知时空的光泽》（18个模块）的制作过程中，工程师与团队其他成员之间的有效沟通与合作是非常重要的，工程师需要对团队成员进行教学，然后团队成员一起进行艺术作品的制作，每个成员都需要有跨学科的知识和常识来保证跨学科合作的顺利进行。《未知时空的光泽》单模块动力机械结构制作过程图 图片来源：低科技艺术实验室在作品的展陈实践中，吊装装置作为作品的视觉主体承载物，其定位与制作是作品施工搭建的重难点。结构工程设计师对吊装装置进行了前期精心设计，每个孔位都有具体对应的作品小球，由此而实现艺术作品视觉效果的完美呈现。
吊装装置吊装点位图示意 图片来源：低科技艺术实验室
跨学科艺术团队所创作的大部分艺术作品，尤其是新媒体互动装置艺术作品拥有其复杂性、容错率小的特点，在面对作品制作和布展的时候，若无有效的协作将面临进度、预算等多方面的问题。团队的项目文档式协作可以为团队构建一个基础的工作体系，将艺术创作变成一个工程化、文档化的事情，以高效执行的方式实现作品落地。项目负责人通过建立项目文档，对项目整体进度进行把控，对各项任务进行合理分配；创作人员对创作细节进行周全的考虑；技术工程师对作品各个模块制作的时间节点进行准确的制定，对问题难点进行有效的解决等……各个小组再根据自身负责的部分和外部其他专业团队进行沟通协作，确保作品的能够顺利推进。
作品展览：
“2021成都双年展”
“2021东湖国际生态雕塑双年展”
“ 青年科技艺术扶持计划” 雷电所，上海明当代美术馆
“生生与共——数字时代的艺术与设计” ，今日美术馆
注释：
[1]霍书婳.跨学科视域下数据可视化的艺术创作[D].华中师范大学,2021.
[2]吴智雪. 室内空间形态设计的分析与研究[D].南京林业大学,2007.
[3]刘晓丹.新媒体装置艺术的“机器性”研究[D].华中师范大学,2021.
[4]高荣国.广义媒体观与媒体空间论[J].电化教育研究,2010(10):25-28.
[5]Löw M. The constitution of space: Thestructuration of spaces through the simultaneity of effect and perception[J].European Journal of Social Theory, 2008, 11(1): 25-49.
[6]张莹.赤裸感知：当代艺术的“观看”机制与“身体感知”[EB/OL].(2016-9-22)https://news.artron.net/20160922/n869543.html.
[7] 吴碧琳. 艺术与科技简史：无线电与非具象声音（上）[EB/OL].(2020-10-15)https://mp.weixin.qq.com/s/OHZ1Ju5jyzhCvs1TOMUPjw.
[8]Digital Fun.Touch Designer全新交互设计及开发平台[M].人民日报出版社，2020：5.
[9]朱立元.《艺术美学辞典》[M].上海：上海辞书出版社，2012.
[10][英]罗伊·阿斯科特. 未来就是现在：艺术、技术和意识[M]. 袁小潆，周凌，任爱凡，译. 北京：金城出版社，2012.
[11] Schmidgen H. Das Unbewute der Maschinen: Konzeptionen desPsychischen bei Guattari, Deleuze und Lacan[J]. fink, 1997:188.
撰文/李芝
图片、视频/低科技艺术实验室、网络来源
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