Исследование, опубликованное в журнале PLOS Computational Biology, показало, что математика может помочь понять, почему одни картины по-настоящему трогают нас, а другие оставляют равнодушными.
Группа ученых под руководством Яцека Рогалы из Варшавского университета (Польша) и Шабнам Кадир из Университета Хартфордшира (Великобритания) применила методы топологии, чтобы найти скрытые особенности настоящего искусства, которые связаны с тем, как его воспринимает человеческий мозг.
Как математика помогает изучать картины
Ученые использовали относительно новый математический инструмент — персистентную гомологию. Это метод вычислительной топологии, который позволяет изучать структуру изображения сразу на нескольких уровнях: от крупных композиционных элементов до самых мелких деталей и текстур.
Исследователи сравнили две группы абстрактных изображений. В первую вошли работы признанных мастеров — Василия Кандинского, Марка Ротко, Джексона Поллока и других известных абстракционистов. Во вторую — картины, созданные искусственным интеллектом, который пытался имитировать стиль этих художников.
Анализ показал, что математическая структура настоящих произведений искусства заметно отличается от «псевдоискусства», созданного нейросетями.
Чтобы проверить свои выводы, ученые провели эксперимент с реальными людьми. Участникам показывали картины как в лабораторных условиях, так и в настоящей художественной галерее. При этом исследователи отслеживали движение глаз и активность мозга.
Результаты оказались весьма красноречивыми. При просмотре настоящих работ мозг работал более устойчиво и целостно, а взгляд двигался уверенно и осмысленно. Когда же люди смотрели на изображения, созданные ИИ, их взгляд становился более хаотичным, а мозг испытывал заметно большую неопределенность при обработке информации.
«Важной частью нашего исследования было изучение взаимосвязи между топологически выведенными характеристиками изображения, движением глаз и эстетическим восприятием», — отмечают авторы.
Они также смогли нанести топологические особенности картин на тепловые карты фиксации взгляда и увидели четкое соответствие.
Неожиданный эффект галереи
Одним из самых удивительных результатов стало влияние самой обстановки. Яцек Рогала признался:
«Больше всего меня поразило то, что мы смогли увидеть, как обстановка в галерее оказывает измеримое воздействие. Это был не просто фон — она реально меняла то, какие изображения привлекали внимание людей и как долго они на них смотрели. Этот результат можно выразить в цифрах, и он все равно кажется удивительным».
Создавая картинки, ИИ постоянно повторяет 12 клише из стоковых фото — исследование
Роботы и искусство: совместимы ли эти понятия?
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX