光点构成的序列模式
作者：钟和晏
《巴克球》是由两个嵌套的测地球体组成
自动生成的艺术
到8月末，跨越伦敦泰晤士河的众多桥梁中，伦敦桥、坎农街桥、南华克桥和千禧桥这四座桥的市政照明，已经被美国公共艺术家利奥·维拉里尔（Leo Villareal）的LED艺术装置取代。这是一项耗资4500万英镑计划中的第一阶段，2016年12月伦敦市长萨迪克·汗宣布，维拉里尔与英国Lifschutz Davidson Sandilands建筑事务所赢得了“照亮河流”的设计竞赛，为泰晤士河上的15座桥梁注入光线与色彩。
这不是简单的灯光秀，夜幕之下，伦敦桥的桥拱变成了一道长长的暖橙色光带，橙色主调中其实包含了无数有细微差别的色彩。光带在舒缓地移动变化，一道道彩色倒影落在河面上。有一些隐约可辨的图形出现在光带上，有点接近逐渐褪去的落日晚霞，维拉里尔花了三年时间研究伦敦的河流和历史，流连在博物馆中，从描绘泰晤士河诗意场景的莫奈、惠斯勒、特纳等画作中寻找启发。
明年秋季，还有五座桥将被点亮，每一座都有不同的照明方案。全部完工之后，从西端的阿尔伯特桥到东端的塔桥，总共15座被照亮的桥梁延伸长度4公里，成为世界上最长的公共艺术作品。发起《照亮河流》项目的汉娜·罗斯柴尔德（Hannah Rothschild）认为，“泰晤士河是伦敦的心脏，桥梁连接着河流。但到了晚上，这些非凡的建筑，尽管每一座都有独特的历史和风格，消失在黑暗中”。所以，她的想法是“将黑暗的桥梁变成一条条光带，让艺术穿过城市的中心”。
利奥·维拉里尔与纽约画廊主桑德拉·格林在他的光雕塑作品前
《照亮河流》不是维拉里尔第一个与桥梁有关的大型装置作品，为了庆祝旧金山－奥克兰海湾大桥建造75周年，2013年，他用2.5万个白色LED完成了当时世界上最大的公共艺术装置《海湾之光》，桥梁的钢梁和基座被转化为巨幅光的画布，超过了1989年埃菲尔铁塔百年庆典的规模。
沿着2.9公里长的电缆，这些LED灯被悬挂在大桥北侧的悬索钢缆上。2.5万个可控光点中的每一个都相互连接，可以进行同步控制，一个基于云计算的连接照明平台用作远程监控和系统维护。受到桥梁周围流水、船只和车流等动能活动的启发，维拉里尔用算法将它们编程为一系列抽象图形模式。
从远处眺望，一些活跃的白色光点沿着钢缆在上下窜动。有时候是横向的，聚集成一群沿着车流的方向欢快地奔向前方。然后又变成纵向运动，从底部一直上升到钢梁的最尖端，像是突然向上喷发的喷泉。光点的律动模式由异样的节奏决定，似乎被赋予了一种额外的生命能量。
海湾大桥于1936年11月12日通车，当时，旧金山市用为期五天的游行、帆船赛和飞行表演来隆重庆祝。仅仅五个月之后，更加宏伟壮观的金门大桥完工了，用它更加华丽的红色钢板跨越海湾，灰色的、不起眼的海湾大桥也就相形见绌。当地人把这两座桥梁比作双胞胎姐妹，一个非常漂亮，另一个努力工作。2012年，大约有4000万辆汽车通过金门大桥，而海湾大桥的载有量超过了1亿辆汽车。
《海湾之光》装置将旧金山海湾大桥的钢梁转化为巨幅光的画布
《海湾之光》可能是技术上最具挑战性的公共艺术装置之一，纪录片《不可能的光》展示了它漫长而艰难的实现过程：在两年内筹集800万美元的私人资金，克服众多工业、环境和国家安全问题，找到合适的当地工程师加入团队，世界知名的地景艺术家克里斯托（Christo）还为维拉里尔撰写了项目承诺书。
它的存在彻底改变了旧金山海湾的夜景，2013年3月5日开幕之后，两年内大约5000万人观看了这件艺术作品，为旧金山的餐馆、酒店及游船运营商等增加了约1亿美元的营收，而它的每晚工作成本不到30美元。《海湾之光》原本计划是一个持续两年的装置，旧金山人却希望它留下来，2016年1月它作为永久装置被重新点亮。
维拉里尔的作品属于自动生成艺术（Generative Art），也是一种即兴创作。他和他的团队用自定义工具和软件设计出规则之后，让它们在丰富的环境下自由发挥，在没有预设结果的条件下产生突发的行为。
就像《海湾之光》，2.5万个光点构成的序列没有开始、中间或结束，而且永远不会重复相同的序列。不同于广告一般几分钟的循环表演，随机显示的内容保持它的自由度与新鲜感。当你接近它时，你不会觉得在观看什么错过的东西，它的结果无法预测，即使是艺术家本人。
也许，作品令人迷失其中的效果就来源于此。人们开始时被光点吸引，拥有信息或者被控制的光更加具有吸引力。观众的大脑总是想要解码呈现给它的模式，尝试理解正在观看的东西，即使它是抽象的。他们在头脑中构建了一个序列模式，随后它又出乎意料地改变了。复杂的算法操纵着异样的节奏，允许图形迭代和变形，像是冰冷的光点获得了自由的生命。
“不知何故，这些LED光点真的让人觉得具有个性。日常生活中有一些人们熟悉的体验，比如观看日落、凝视流水和波浪等，这些源于自然的经验成为我们固有的部分，会以某种方式产生反应，我就是利用这些自然的、有机的系统来接近大脑的同一区域。”维拉里尔这样解释说。
《照亮河流》的项目进程中，他在尝试如何扩展对序列的处理能力。在一次现场访问中，他在桥上行走，那是个阴天。突然间云层打开，光线从云层倾泻下来，落在水面上。目睹光线与河水相互振荡的场景，他想到的是，如何让我的程序员模拟这样的美妙时刻呢？
《照亮河流》项目穿越伦敦泰晤士河的15座桥梁，每一座都有不同的照明方案
用光激活空间
今年52岁的维拉里尔定居在纽约布鲁克林工业城，他的职业生涯始于硅谷。1990年从耶鲁大学艺术学院毕业后，他参加了纽约大学的互动电信计划ITP，并开始为加州帕洛阿尔托的技术智库Interval Research Corporation工作，由微软的联合创始人保罗·艾伦创办。
1997年的“火人节”上，他制作了一个频闪灯塔，固定在房车屋顶上，在沙漠里帮助指引归来的路径。他把灯塔带回纽约，顶端覆盖一个半透明的盖子，由此诞生了他的第一件灯光雕塑《频闪矩阵》。这件雕塑给予他某种顿悟，他突然意识到，软件和灯光是一个强大的组合。不需要头戴式显示器和大型计算机，不需要屏幕或投影仪，只要用软件和代码对灯光进行排序，就能制作出具有艺术冲击力的数字化作品。
灯光是普遍的、具有诱惑力的材料，晶体照明具有出色的稳定性和节能效果，能够持续发光100万个小时。蓝色LED的发明以及能够将它与红色、绿色混合是LED技术的一大突破，这三种颜色中，每种颜色的最亮值是255，通过混合它们就能实现1600万种色彩变化，其中的可能性几乎是无穷无尽的。某种程度上这就像绘画，关键是找到合适的组合方式。
他被这样一种观念所吸引，即代码可以对光的艺术表现产生极大的影响：“我一直迷恋像素、二进制代码中的0和1这样的最小公分母，用最简单的形式在框架内构建元素，其中添加了结合空间的时间维度，形式不断移动、改变和相互作用，并最终发展为复杂的生物体。”从一些简单的规则开始，从一系列的0和1开始，就能制作出灯光的丰富表现形式。
就这样，维拉里尔尝试用被自定义计算机程序控制的发光二极管，使用简单的数学规则，开创出一种特殊类型的光雕塑。被LED光照亮的代码的视觉表现是作品的核心，可以使用单色，也可以使用全彩色。
创建自己的LED电路板和控制系统，与程序员一起编写所有的自定义软件，之后的重要步骤就是序列制作了。维拉里尔在此过程中担任编辑的角色，通过加法、减法和乘法这样的简单操作来编排选择序列，这些选择由于与其他序列的组合进一步细化，序列的速度、比例和不透明度都由自定义软件操作的，复杂的构图在最终的作品中以随机的顺序显示出来。
与创作音乐的方式相似，他把序列制作比作一个组合性的过程。软件允许他使用不同的渐变和图层，在3D数据和2D数据之间进行转换，可以将多个图层添加到一起，也可以关闭图层，或者以不同的方式使光点在构成形式上移动。
维拉里尔的装置作品《椭圆》，数百个镜面不锈钢棒悬挂在天花板上，像钟乳石一样流淌着光线
然后，他可以生成图形，决定光点的跳动、隐退、停留时间和移动方式，使用粒子生成器调整它们的宽度和速度，决定连续序列的色度值、持续时间和强度等。图层的混合是一个加法过程，当然也可以变成减法。某些主题、图案在不同的节奏下，以不同的比例重复，有背景图层、前景图层以及减去光线的图层，这时候就需要处理阴影和负空间了。他还能为每一图层添加颜色，有点像用于LED的实时Photoshop。
无论是自然光还是人造光，建筑体验的精髓在于对距离、规模、比例、运动甚至时间的感知。维拉里尔的作品被认为代表了“艺术与建筑互动方式的转变”，电脑程序控制的光点激活了空间，为它带去新意与生机，这是建筑自身无法独立完成的方式。
悬挂在布鲁克林音乐学院大楼上的《星光》装置，回应着建筑的拱形门窗和几何形状。这是5个直径3米的圆形金属轮，每个金属轮包含48个辐条和2880个微型LED灯。虽然每个光点像米粒一样细小，但异常明亮。它们始终在变幻着图像，闪烁、旋转、像绽放的烟花一般点亮整个圆盘，又渐渐消隐在黑暗中。
在贝聿铭设计的华盛顿国家美术馆中，有一道60米长的走廊连接东西两座建筑，维拉里尔用他的《平行宇宙》包裹了整个走廊空间。总共4.1万个LED节点被塑料夹固定，装入通道的铝板条中，生成一个律动的迷幻空间，代表着多元宇宙的无限潜力。
维拉里尔的作品《平行宇宙》，4万个白色LED灯包裹着华盛顿特国家美术馆东西两座建筑之间的长廊字
康威的《生命游戏》
1970年，英国数学家约翰·何顿·康威（John Horton Conway）发明了一个元胞自动机（Cellular Automaton）程序《生命游戏》，最早出现在1970年10月的《科学美国人》杂志上。它不是一款普通游戏，而是由一群细胞构成的小机器，根据一些简单规则和初始图形进行演化的动力系统。
游戏设想的世界是一个有无限方格的二维棋盘，每个格子里最多可以生长一个细胞，每个细胞与周边九宫格内8个细胞相邻，其中4个处在上下左右，另外4个处在对角的位置，这些初始生命体能够一代代地生长、死亡和繁衍。
生命游戏在方格网上进行，有点像围棋。游戏规则只有四条，这四条规则对应着宇宙中的生命规律。当周围只有一个或没有存活细胞时，原来的存活细胞进入死亡状态。当周围有2个或3个存活细胞时，网格保持原样。当周围有4个及以上存活细胞时，原来的存活细胞亦进入死亡状态。当周围有3个存活细胞时，空白网格变成存活细胞。
康威说它是一种“零玩家而且永不结束”的游戏，纪录片《史蒂芬·霍金之大设计》曾经这样提到它：“像《生命游戏》这样规则简单的东西能够创造出高度复杂的特征，甚至可能从中产生智慧。这个游戏需要数百万的格子，但是这并不奇怪，我们的大脑中就有上千亿的细胞。”
《生命游戏》的进行中，由于初始状态和迭代次数不同，杂乱无序的细胞逐渐演化出各种有形的结构。有些初始图案最终会得到稳定不变的图形，比如方块、蜂窝、吐司、小船、浴缸等。康威把这些稳定图形叫作“静物”，这是从杂乱中产生的形状和秩序。
维拉里尔起初的创作正是从《生命游戏》中获得启发，从一些简单的规则开始，用基本的形式在框架内构建元素，在某些位置上设置光点。然后，他可以激活不同的部分，在运动中产生复杂的、有机的图案。这里存在着具有变化和约束的系统，与康威一样，维拉里尔对机会和突现的概念感兴趣，尤其是从简单的互动中发展出复杂的行为。
位于曼哈顿地铁站的《蜂巢》灯光装置
无论规模大小，无论极其简单还是异常复杂，贯穿维拉里尔作品的一致因素是数学、逻辑和编码的存在，系统被简化剥离到其核心，可以更好地理解它的内在结构和规则。他曾制作了一件名为《巴克球》的雕塑，安置在纽约麦迪逊广场公园里。
《巴克球》由两个嵌套的测地球体组成，直径3米的内球是连续的六边形，直径6米的外球却是连续的五边形。总共180根LED管构成格网的结构，分布在12个五边形和20个六边形的支柱上。所以，球的整体形状既是截角二十面体，也是阿基米德多面体。
有趣的巴克球形状是基于由休斯敦莱斯大学纳米技术专家发现的碳60分子，为了向巴克明斯特·富勒致敬，科学家将它命名为“富勒烯”。维拉里尔说：“在富勒的测地线穹顶结构中，支柱的长度是不相等的，但碳60分子的支柱长度是相等的，所以可以使用嵌套的结构。”
从2.7米见方的金属底座上，被点亮的《巴克球》从天蓝、粉红、浅绿到亮白色，以随机的顺序不断变化色彩，几乎在不易察觉之间，一种颜色突然接管了整个圆球。到了晚上，人们可以躺在专门设计的“零重力”木质长椅上，从斜倚的位置向上凝视夜空下流光溢彩的《巴克球》。
《体积》灯光雕塑，史密森尼博物馆
“史密森尼博物馆具有156年历史的伦威克画廊重新开放，我为此创作了这件灯光雕塑。设计和建造了博物馆的是19世纪自学成才的建筑师詹姆斯·伦威克（James Renwick），据说他的灵感来自卢浮宫。
《体积》如同博物馆楼梯上方的奢华枝形吊灯，长约6米、宽3米，2.2万个单独LED嵌入320根镜面不锈钢棒中。反光金属是一种伪装，它可以隐入周围的环境，变得几乎不可见。光的呈现模式是这件作品的关键，我需要花费大量时间来调整和改进它们，创建适合的亮度和速度。在不同的时间，你可以看到落雪、烟花、夜空中的星星或者蜂拥而至的萤火虫，这是让观众聚集在一起并迷失其中的原始聚集点。”
《目标》LED装置，佩斯画廊
“所有的系统和几何结构都是与美相互关联的，我们会对它们做出回应。我的作品不是直接关于美，但是我使用一些美的原则，这些原则可以从希腊雕塑或文艺复兴时期绘画的潜在结构中找到，你也可以用数学的方式看待它们。
我试图以抽象的方式，提炼出这些系统是如何运作的。《目标》这件作品让人感觉似乎正在观看美丽的落日场景，它是柔软无缝的大气层，它的运动速度很慢，就像与一个人的呼吸或心跳的速度。” 灯光艺术巴克球LEDled序列模式生命游戏