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随着互联网的发展,越来越多的水墨画出现在网络中。如何方便地检索和分类水墨画成为近年来科学研究的热点。中国画不同于西方的艺术,其形成借助于中国的毛笔,墨汁,水和色彩。由于中国画主要是以线为造型之基础,而西方画强调用光表现物体神态活现,这就使中西绘画在造型手段上有明显之分别[1-2]。所以一些已有的针对西方画的研究不能直接用于水墨画的分析中。近年来,一些文献对中国画进行了研究。高众等[3]通过提取颜色和纹理特征,区分国画和非国画,并将国画进一步分类为工笔、写意、勾勒、设色四种表现形式。Jiang等[4-5]以颜色直方图、颜色连续向量、纹理特征、边缘尺寸直方图等作为低级图像特征,用C4.5决策树的方法来区分国画和非国画,并采用ESH和AC相结合的方法,运用SVM将国画进一步分类为工笔和写意。但是,由于水墨画不用色或少用色,故以上基于颜色特征提取的分类算法,不适合针对水墨画的研究。吕鹏[6]学习水墨作品各个局部的技法风格特征,并将这种特征赋予另外一幅画,体现出被赋予的“艺术风格特征”。而本文注重研究水墨画的整体艺术风格分类,故该方法也不适用。本文提出一种利用计算机分类检索技术,通过图像处理的手段提取水墨画的艺术风格特征的算法,以智能地识别和分类画家水墨画的艺术风格。
2水墨画艺术风格分析
无论是西方油画还是中国画的艺术珍品,都蕴藏着艺术家独特个性的构图理念或者典型笔画的创作风格。在西方艺术画中,许多印象派大师都是根据典型的一笔或几个笔画,形成了自己独特的创作风格。例如,梵高运用其独特的点彩画法来表现与世界之间的一种极度痛苦但又非常真实的关系。再比如,法国新印象派画家修拉用小圆点和纯点进行点彩的方法进行绘画,形成了其代表性的笔触风格[1]。同样地,许多中国艺术家也都具有其标志性的独特笔触特征。郑板桥和刘旦宅虽然同画竹子,但其艺术风格迥异。刘旦宅画竹,融工笔、线描、泼墨为一体,古朴脱俗。郑板桥绘墨竹的风格,忽浓忽淡,干湿并用。画瘦叶、小叶多用中锋,肥叶则多用侧锋[1]。因此针对水墨画自身特点的艺术风格分析在图像分类的研究中尤为重要。对书画作者来说,每个人由于执笔方式、书画习惯、运笔的迟速轻重、笔锋的转折变化以及墨色的浓淡干湿等各不相同,都会形成其独特的笔墨性格和形态。
3水墨画整体艺术风格特征提取及分析
3.1基于灰度直方图的整体风格分析
近年来,基于颜色的艺术作品检索和分类被广泛研究。但考虑到以下因素,本章只采用像素的亮度信息,作为图像分类的基础。(1)由于大多数水墨画不用色或少用色,强调“墨即是色”,突出水墨互渗所造成的丰富的表现效果,以体现自然的意趣,故颜色在水墨画分类研究中不是一个必要因素。(2)即使水墨画中会用到颜色,也只是有限几种颜色,无法充分提供画家的风格特征。(3)由于水墨画历史悠久,创作时间早,放置时间长久会使颜色发生扭曲。(4)排除颜色因素,而只采用灰度直方图进行分类,便于观测该算法的运行效果。综上,为剔除颜色的影响,首先对输入的水墨画进行灰度变换的预处理。水墨画的风格特征主要表现在笔墨技法、形象、字体、构图等方面,它与特定的书画方式、工具材料、思想文化等有关。对书画作者来说,每个人由于执笔方式、书画习惯、运笔的迟速轻重、笔锋的转折变化以及墨色的浓淡干湿等各不相同,都会形成其独特的笔墨性格和形态。水墨画非常讲究空白的布置和物体的“气势”,既用焦点透视法,也用散点透视法;既有严守真实的画面空间和布白,也有打破真实按构图需要而平列的空间和布白。这些留白的特点和独特的“气势”都是通过整幅画卷的笔墨分布情况来具体体现出来的[1,7]。因此,研究水墨画的笔墨力度分布特征可以很好地捕捉和分析不同画家的整体水墨画艺术风格。中国画家主要依靠不同的线条力度,或者以轻重缓急笔触所表现出的层次丰富的布局,在他们的作品中表达不同的外观和情感。笔触的力度、宽度、分布密度等信息能够用来辨别艺术风格,比如一件艺术作品的笔触是否细腻、粗犷或是整齐划一。因此,在判别艺术家风格时笔触信息起着决定性作用,不同艺术家用墨方式的不同决定了他们的笔触力度等信息千差万别。受到图像处理技术相关文献的启发[8-12],进行了实证研究,通过提取简单的灰度直方图代表整体的特征。发现灰度直方图能有效描述笔画力度分布信息、空白的布置和物体的“气势”,在中国画的自动分类方面有很好的应用潜力,图1显示不同艺术家整体风格有明显差异。徐悲鸿和刘旦宅在灰度级230~250附近出现明显的波峰值,验证了他们的构图风格中习惯使用大块的留白。另外,徐悲鸿作画最具代表性的特点是其擅用手画曲线的技术在马的头、颈、腹部、腿、蹄用厚重浓密的笔触进行勾勒,力透纸背。这一点与图1中灰度级为10附近徐悲鸿的曲线中有明显的小波峰相吻合,印证了徐悲鸿擅用着墨力度大、粗线条的笔触用墨汁勾勒出精确的轮廓。相比之下,黄公望作画基本不留白,如图2(c)所示,黄公望用墨呈现出一种精细分散的均匀分布态势,这恰恰与他的用墨风格相吻合。黄公望作画喜好用平滑的线条,大范围的泼墨,书法的风格写意,岩石形状竖直、平行,水面纹理细腻。综上分析,直方图能够很好地反映出不同艺术家艺术风格的差异。基于以上的实验分析,本文提出一种基于灰度直方图的水墨画整体风格特征提取的方法。此算法从整体的着墨力度、笔画分布、画面布局信息来描述一幅水墨画的整体特征,并依据此特征进行不同艺术家间的分类。具体算法如下:令{R1R2RiRT}表示在图像亮度标度范围[0,255]内的T个灰度级,水墨画整体特征提取如下:Himage={C1C2CT}W′H(1)Ci是灰度级为Ri亮度标度范围内的图像中的像素数,W′H代表图像尺寸。T控制直方图灰度级个数,即整体特征提取的维数,由实验本文取T=60得到较好的特征便于分类。
3.2BP神经网络训练
神经网络是为了逼近期望的决策函数。Hornik等[13]已经证明,三层网络在隐层中使用S型传输函数,在输出层中使用线性传输函数,就几乎可以以任意精度逼近任何感兴趣的函数,只要隐层中有足够的单元可以使用。由此,本文选择三层网络的BP神经网络模型。下面确定每一层的神经元节点数。首先考虑输出层输出的数据,风格学习系统的输出数据个数为1,即输出某个画家标签。由于输出数据个数与输出层个数相等,故本文得到输出层的神经节点数为1。在实际应用时,综合考虑计算速度、误差等因素后,以精度要求作为网络性能评估指标,确定一个合理的网络节点数[14-15]。实验中,隐含层节点数按以下公式计算。pk=pm+pn+c(2)上式中,pk为隐含层节点数,pm为输入数据个数,pn为输出层节点数,c为常数,通常c=1210。为了计算隐层节点数,需要先确定输入数据的个数。输入数据(即特征提取器抽取的特征参数集合)的个数pm=60,pn=1,可以通过公式(2)得出pk=7816。利用BP神经网络对国画艺术风格研究通过两个阶段实现:(1)根据选择的具有代表性的水墨画训练集样本数据,对BP网络进行训练。(2)将训练好的BP网络作为艺术风格分类器对测试集中的水墨画进行艺术风格分类。
4实验结果及分析
为了评估本文提出的算法,建立了水墨画数据库,其数据全部采集自天津美术学院,并从数据库中随机选取5位画家每人40幅进行分类实验,从元朝至现代时期包括徐悲鸿,吴昌硕,黄公望,郑板桥,刘旦宅五位艺术家。其中对每一个画家,其所有水墨画被分成对等的两部分,分别作为训练数据和测试数据,从而保证实际的测试中,输入的水墨画是分类器没有学习过的。另外值得注意的是,在构建神经网络过程中,增加隐层节点数可以减少训练误差,但超过13以后测试误差产生波动,即泛化能力发生变化。根据经验,综合比较各个神经网络的训练误差和测试误差,决定隐层节点数选用13。下面专门考察隐层节点数为13的神经网络本文采用查准率和查全率来评价算法的执行结果。为给出较全面的实验结果,除了利用BP神经网络(ANN),本文还对其他两种常用的机器学习方法包括决策树(C4.5)和支持向量机(SVM)进行测试和对比实验,如表1所示。由表1分析可知,基于直方图提取出的整体技法风格特征描述符能够有效地识别和分类中国画。对比实验结果表明在此实验中基于ANN方法所取得的查准率0.766和查全率0.74,均优于其他两种被比较的分类器。另一方面,为了验证算法的通用性,实验数据意加入了一些艺术家画同种类事物的水墨画作品,如图2(b)和图2(c)所示,分别为刘旦宅和黄公望的山水画,虽然作品内容相近,但两位画家由于不同的用笔技法体现出不同的风格特征。如图3所示,基于直方图的特征提取算法能够很好地描述出两位画家的不同作画风格。黄公望的山水画皴点多而墨不费,设色重而笔不没,这与图3中灰度级150附近黄公望的曲线出现明显波峰值相吻合。而刘旦宅在灰度级30和240附近出现波峰值,印证了他融工笔、线描、泼墨为一体的作画风格。实验表明,本文提出的算法对不同画家内容相似的作品也具有很好的识别能力,验证了算法的通用性。
5结论
关键词 现代社会 学生 自身素质 艺术素养 自身培养
中图分类号:G455 文献标识码:A
1 现代社会对学生自身素质要求
当今的艺术世界是一个充满挑战、矛盾、抗争和变革的世界。处于这个历史时空的中国传统绘画教育,也正以多元的价值追求和空前的形态变化策应着汹涌澎湃的文化冲突、波澜壮阔的社会变革和起伏跌宕的艺术思潮。千百年来,中国传统绘画教育在时代的文化大潮和中华民族后代的学习与成长中发挥着举足轻重的作用,它的发展与生存关系到我们传统文化的繁荣与兴盛;继承与创新,所以,无论作为中国传统绘画的教育者,还是学者,都必须担负起这个传统文化体系的研究工作和教育改革,以便使中国传统绘画教育的当代性具有更为正确的理性分析。
审视20世纪以来的中国传统绘画教育,其生存的境遇几经沉浮,在近代内外交困的中国政治现状中,传统的中国绘画艺术深受西方强势文化的冲击,随之而来的状况则是废除传统,质疑教育。于是,中国传统绘画艺术的教育开始模仿西式教育而进行素描、色彩等西方艺术教育模式,中国传统绘画艺术的根本被义无反顾地抛弃了,这一状况的改变也殃及了文化教育的方方面面,其影响是可想而知的。然而,在艺术上有着真知灼见的进步艺术家们并没有为之而消沉,他们主张“以15世纪以前的中国画”为体,“取欧画写形之精,以补我国之短”这一理论来继续着中国画教育的“新文化美术”之路。20世纪70年代末至80年代初,以传统水墨为载体的中国画教育,开始以抵制既有的被神圣化了的创造方法为标志的“85美术思潮”为教学主体思想。
面对现代社会对学生自身素质的要求,高校艺术教育致力于解决现当代文化思潮多元发展下的传统文化弘扬发展问题,在此基础上进一步阐明高校艺术生对于自身艺术素养的培养的重要性和发扬传统文化艺术的特殊使命和意义,为提高国民的文化艺术素养,廓清艺术发展思路作一份贡献。
2 学生艺术素养自身的培养
传统绘画思想是学生艺术素养培养的必由之路。中国传统文化在21世纪有非常大的潜力,鞭辟入里,博大精深。老师既要把正确的观念灌输给学生,又要保持教学的稳定性和把握一定的依据性,让学生学有所长和学有所依,从而增加对传统文化的兴趣。怎么看待传统,也是艺术教学中要明确的问题。艺术的发展只有根植在传统文化的土壤里才能得到创新和发展,所以传统并不会束缚学生的创造,反而会提高学生的艺术素养,这样才能让学生具有健康的人格和高尚的情操,成为符合时代需要的人才。
基于现代社会对学生自身素质的要求,对教师培养好学生的使命要求有所提高,特别是对学生艺术素养自身的培养,这就需要老师在传统艺术教学中对学生艺术素质及基本技能培养进行精心设计,其具体参照表1。从举措一览表中可见,评价内容从评价项目、评价方法两方面来展开。其中,评价项目包括多读书、广闻见、有胸襟、勤习苦四项;评价方法包括静态分析、形成性评价、动态分析、终结性评价四种。静态评价的评价内容包括如下,艺术论文写作水平(多读书:即通过多读书提高艺术论文写作水平),艺术批评与审美、艺术作品鉴赏水平(广闻见:即通过多读多看多听所思考来提高艺术批评水平与审美、艺术作品鉴赏能力),道家哲学思想与现代艺术创作的融合(有胸襟:即找出传统文化及现代艺术的互补之处来加以融合),作业数量及艺术作品质量的通过率(勤习苦:即通过大量的练习来提高艺术作品质量),即在特定时空现实状态下的评价为静态评价;同时,更重要的是动态评价,即对被评价者的过去与现在进行比较,注意学生的发展,动态评价的评价内容包括如下,文化知识、理论水平(多读书:即通过多读书提高艺术文化水平),分析及解决艺术问题方面(广闻见:即通过多看多听增强分析及解决艺术问题的能力),艺术认知力度及创作力度(有胸襟:即通过学习传统文化来加大艺术认知力度及创作力度),专业技能水平(勤习苦:即通过勤奋苦练促进专业技能的增长)。
形成性评价指在教学过程中为改进教与学而提供频繁信息反馈而进行的评价。①它所包括的评价内容有,所学生需读的书有:古今论画之书(如各种画论等书籍)、金石碑帖、古人诗歌、笔记小说四部分;开阔学生的见闻:文人之神悟(意境)、作家之绳墨(规矩)、习俗之移人(群众需要)、师传之墨守、气质之褊弊、家法之渊源、物理之探究(造化与事物之规律)、地壤之区分(所居地区山川之不同);加大学生的胸襟:不贪浮华、轻视图财、心无俗忧、自拟先哲(以前贤为榜样);培养学生的品德;朝夕染翰(早晚练习作画)、多观名迹、着意临摹、到处写生、力祛褊弊(努力除去褊狭陈旧的成见)。
总结性评价(终结性评价)是一门课程或一个学期结束后,为判断学生是否达到教学目标或评定教学方法的有效性而对教学结果作出的综合总结和成绩评定。②在终结性评价中,主要体现鉴定功能,以课程目标为参考。③它所包括的评价内容有:增加学生的勤习苦练:考察学生素质、学养、格调、文化、境界的综合,实现量的积累;考察学生吸收、继承、体悟、理解、分析的艺术学习态度之综合能力;考察学生人格魅力、执着精神、谦虚为学的思想品德及行为操守;考察学生学习兴趣、眼界、技能及创新的个人发展能力。
通过以上举措一览表可见:传统艺术教育对学生艺术素质及基本技能培养符合现代社会赋予高等艺术学生的时代新要求。在艺术形式百花齐放的现当代社会,各种艺术思潮层出不穷,学生学习艺术传统必然会很好地廓清艺术发展的思路,同时更好地对不同的艺术形式进行正确的鉴赏,从而提高自己的艺术素养。
艺术理论教学有利于学生综合艺术素质的培养。学生在艺术技能的学习中重视传统文化及绘画理论的学习,能很好地将实践技能与理论相结合,更好地指导实践,同时也更进一步提高学生的综合文化水平和艺术修养。
注释