分形艺术在数字媒体技术专业教学改革中的应用研究
中图分类号：G45 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（a）-0194-02
新媒体时代，数字媒体的表现形式越来越多样化，媒体的受众对于数字媒体的艺术性与表现性的期待越来越高。这些环境的变化促成了艺术的发展与创新，而数字媒体技术专业培养人才的理念与思路也应该与时俱进。新媒体的发展要求数字媒体的形式更为多样，传播更加快捷，内容更加炫酷与震撼眼球。
分形理论强调整体对部分的依赖性，它超越了传统构成学，揭示了艺术形态新的构成规律[1]。分形艺术图形不仅丰富了传统的图形样式，更是以新技术、新方法、新理念引导着图形艺术的数字化转型。数字媒体技术专业应该把握这一良机，将分形几何的理论，分形艺术的设计工具，分形动画的制作等引入到教学中，引领学生学习多维的艺术设计工具与理念。
1 分形艺术的特性
与传统的数字媒体设计相比，基于分形的数字媒体设计具有如下特性。
（1）数字分形艺术节省了存储空间，各种美丽复杂的分形图形不再由像素组成，而是有数学分形算法的不同参数计算渲染生成。存储图形只需要存储几个简单的参数以及迭代吸引子即可，一张分形图片渲染后的结果可能几M，但是参数与算法的存储却只要几K，存储空间的压缩比达到上千。
（2）降低了美学的门槛，曾几何时，艺术作品的生成至少需要十几年的艺术积淀，数字分形艺术可以让算法生成艺术作品，这样没有绘画功底也可以通过各种分形软件调整参数生成符合自己需要的分形仿真作品，如闪电，地毯，山脉，迷宫等，这对游戏与动画领域是一个福音。
（3）分形算法可以节省运算时间，分形作品具有自相似性，局部与整理具有相似的特性，因此对于分形图像而言，可以渲染局部，然后扩展复制到整体，可以较好地优化空间。
（4）性能配置灵活，比如在三维游戏贴图中，传统的方式需要准备三种不同画质和加载效率的图，往往低效图看起来画质很差，而在数字分形图像用于贴图时，针对不同的运行环境，可以根据需要调高或者调低画质，只需要修改分形的维度参数，生成的分形艺术图都照样清晰。
因此，将分形理论与分形艺术引入数字媒体教学是十分必要的，分形艺术图形的冲击可以带动传统艺术在空间形态上的延展与数字化转变，激发学生的创意与灵感，使其在数字化的图形与二维三维的动画创作中采用更广阔的表达与更创意的思维。
2 基于分形艺术的专业教学改革
2.1 分形数字化转型的教学改革
分形图形是以整体与局部的自相似性为特点的，当一个复杂、精美的图形以多次重复迭代的方式拼贴形成一个复杂的具有冲击力的图像。这种不规则的图形是由数学公式生成，且多个不同的数学公式可以进行拼贴，为图形的外观赋予更多的、更复杂的变换[2]。将这些数学公式按照不同的取值赋予不同的颜色，就可以生成色彩炫丽的分形艺术图。
分形艺术图是形象艺术与数学相融合的产物，是以数字化的方程作为基本的作图元，拼贴组合成具有无数变化可能的带有分形特质的艺术图。用分形的方式作图可以激发学生的数字化想象力，也可以将复杂的图形用简单的数学公式符号进行存?Γ?极大地节省了存储空间，也实现了传统图形向数字化艺术创作的转型。
2.2 打破维度的分形空间应用
传统的艺术图形总是以二维或者三维的形式出现，而分形的物体打破的传统整数维的理论。分形的空间在不断的迭代重复过程中，可以对空间进行无限的分割，从而生成非整数的多维效果[3]。电影《奇异博士》中对于分形的空间维度理论有着很好的应用，奇异博士对空间的折叠、时间的操控等都呈现了炫酷的分形效果。
2.3 基于分形动画的教学改革
新媒体时代的图像与动画生成正逐渐向动态而具有视觉冲击力的多元化表现方式发展。传统的媒体正在数字化，而艺术的传播形式正逐渐轻量级地数字化。对传统的动画而言，是存储的实实在在的图像信息，图像信息随着时间的变换形成了动画效果，一部动画成品的实现需要大量的人力进行关键帧的创作与绘制，耗时耗钱耗人力。而利用分形软件制作的分形动画艺术感强，且动画的生成是通过数学公式的参数调整完成的，存储容量小而且动画效果炫酷。
由于分形可以对大自然的具有自相似的分形图形进行仿真和模拟，因此对于植物、山峰、火焰等场景的生成也可以使用分形进行模拟，同时将过程通过参数调节做成动画[4]，产生的分形效果视觉冲击力强。如电影《奇异博士》中大部分的特效都应用了分形技术与分形的空间维度理论。分形的理论与技术近年来已被大量地应用于影视特效、舞台美术、影像装置等多个动态视频领域。
由于分形图像的生成是通过数学公式迭代拼贴而成，因此要想改变图像的外观只要改变公式的参数即可[5]。而分形动画的生成就可以在关键帧中改变参数，存储的数据量也即使数学公式及其对应的参数取值，数据量非常小，还可以保证图片的精美画质，数据传输快，数据视觉效果好，充分体现了数字媒体相对于传统媒体的实时性与高效性。
3 分形仿真引领教学改革
图像与动画、视频是数字媒体专业进行新媒体创新的主要载体，要培养面向新媒体时代的新型人才，需要打破传统媒体的创作方式，不局限于绘制图像、建模图像的传统方式，将媒体的创作与设计向数字化、动态化、交互化转型是数字媒体技术专业进行教学改革的重要课题。
分形艺术以数学公式引领艺术的潮流，既可以对大自然的实物进行仿真，又可以创新地设计具有分形美与混沌美的图像与动画视频，拓展了数字化媒体的创新形式。数字分形研究融合了科学与艺术，力争发挥科技的魅力，为艺术注入新的思潮与途径，为数字艺术带来了许多优势，也为数字媒体技术的教学革新带来了新思路。
4 结语
该文针对数字媒体时代对多维、动态的数字化作品的需求，提出了应用数字分形解决当下数字媒体技术专业培养创新型人才转型所面临的问题。数字分形研究融合了科学与艺术，力争发挥科技的魅力，为艺术注入新的思潮与途径，为数字艺术带来了许多优势，为数字媒体技术的教学革新提供了新的方向。
