イメージの生成
人は音声を発することはできますが、「光」を発することはできません（人は音源をもっていますが光源はもちません）。*1 「光」は数百nmという非常に波長の短い電磁波で、我々の身体スケールではこれを音声と同様の仕方でコントロールしながら放射することなど、とうてい不可能です。したがって、私たちが視覚情報を生成するという場合は、もっぱら頭と体を使うことによって直接あるいは間接的に空間的な形状（情報源）をつくり、それを光源で照らすという手段をとることになります。
身振り
ペンをもつこともできない乳児が最初に発信する視覚情報、それが身振りです。
脳科学の分野で、近年ミラーニューロンという概念が話題になっていますが、それは「他者の身振りはイコール私の身振りである」ということを説明する概念です。人間が他者の行為を見る際の脳の状態を調べると、自分自身がその行為を行う場合と同様の部位が興奮しています。つまり人の身振りというものは、見る人を同一の感覚に駆り立てる視覚情報であり、ただ単に「体の動く形が見えている」という以上にコミュニケーションを体感的なものにする特殊な視覚情報なのです。ビデオ映像でもあくびがうつります。身振りは、それが映像に映し出された人物のものであっても、非常に重要な情報を担っています。
さて、身振りという視覚情報の中でも最も重要なのは、「手の動き」と「顔（まなざし）の動き」です。このことは、手品師の動作を見ればよくわかります。観客は手品師の行う指差し動作や、小道具を見つめるまなざしに最も誘導されやすい。アニメ・キャラクターの動き、パントマイム、手話、いろいろな表現を思い出してみて下さい。身体を情報源とした視覚情報の大半はまなざしと手の動きが担っています。
蛇足ですが、視覚情報には照明が必要です。身振りも当然「光の下」でなければ見えないし、光の方向が変われば印象も変化します（能面・あごから懐中電灯）。立体である身体（顔）も、形と照明の両方に依存した視覚情報です。
画材
次に、人間が最も古くから一般的に用いているイメージ生成の手段について確認しましょう。いわゆる画材による絵画的な画像の生成です。
鉛筆・色鉛筆
鉛筆は、我々にとっては、筆記具として最もなじみ深い存在です。 木製の軸のなかに黒鉛を主成分とする芯を埋めこんだもので、工業製品として世界的に知られるようになるのは18世紀ドイツのバヴァリア鉛筆から。現在、9Hから6Bまで17種類の硬度のものがあって、これは描線の反射率（すなわち黒さ）によって分類されています。
一方色鉛筆は、色彩表現に用いられる画材のとして最もポピュラーなもので、一般的には、硬質（ルモグラフ等グラフ作成や製図用）・中硬質（一般的な絵画デザイン用）・軟質（ダーマトグラフ等マーキング用）の３段階があります。
芯の形成は、鉛筆の場合、微粉砕された黒鉛と粘土を練り合わせ、脱水、押し出し成型、乾燥、焼成、油脂・樹脂の含浸の手順で行われます。色鉛筆の場合は、着色成分として黒鉛のかわりに白亜・アルミナを染料で着色したものや着色合成樹脂などが用いられる点と、高温での焼成を行わない点が異なるだけです。
パステル
パステルは少量のメディウムに顔料を混ぜ圧力をかけて固めたもので、そのアイデアは１７世紀ごろに生まれ、１８世紀のはじめにはパステル画というジャンルでパリを中心に普及しました。
メディウムの濃度の差で、ソフト・セミハード・ハードに分類され、色名と明度番号（０から８の階級）で特定できます。
パステルはメディウムが少ないため、色が鮮やかで、そのものの色と紙に塗ったときの色に差がないといった長所がありますが、一方で混色が難しい、定着力がないなどの短所もあります。
尚、オイルパステルは、1925年に「クレパス」の名前で登場した日本発祥の画材です。クレヨンの主原料である顔料と蝋に液体油を加えたもので、軟らかく定着力も高い画材です。
インクとペン
インクの原型は、油煙を膠やゴム質などのメディウムに混合したものです。 それは中国・日本など東洋地域では墨汁として古くから利用されてきたものですが、ヨーロッパでは、古くは主な成分に木材のタールを用いる「ピスタ」や、コウイカの墨をベースにした「セピア」なども用いられていました。12世紀以降は主として「ブルーブラックインク」（空気に触れて酸化すると青黒く変化する化合物溶液）と呼ばれるもの、今日ではカーボンを水に溶かしてつくる「ブラックインク」や水溶性染料による「色インク」が使用されています。
ヨーロッパで発達したペンは（鳥の羽根(pan) に由来する）このインクを鋼鉄のペン先につけながら描く筆記具で、アルファベットの書体はこの「ペン」で描くための線であるとも言えます（アジアにおける毛筆と漢字、ヨーロッパにおけるペンとアルファベット、情報を記録するメディアはそうした文化の根源的な部分にまで大きく影響しています）。
ペンの形態には、一定の太さで描くのに適した標準的な「かぶらペン」、漫画家がよく利用する「Gペン」、製図やテクニカルイラストレーションに利用される「丸ペン」などがあります。
絵具と筆
水彩・アクリル・油彩などに大きく分類されるのですが、基本的には顔料は同じで媒質がそれぞれ異なると理解すればよいでしょう。
水彩絵具は、18世紀後半からイギリスを中心に広まったもので、メディウムとしてはアラビアゴムが利用されますが、メディウムに対する顔料の割合や顔料の粒子径をコントロールするなどして透明性を変化させて、透明水彩・ポスターカラー・グワッシュなどと区別します。 透明水彩はその名のとおり透明性が高く、重ね塗りをすると下の色が透けます。 ポスターカラー・グワッシュはともに不透明ですが、その差は、グワッシュのほうが品質が高く、粘性が高いといった点にあります。
アクリル絵の具は、ビニル絵具などと同様に合成樹脂をメディウムとするもので、1930年代ごろからの壁画創作運動に関連して発達しました。 絵具の接着力が強いため、紙以外でも布・木版などの吸収性のある媒体が相手であれば描画が可能で、また調整剤によって様々な表現効果を得ることができるため、その応用範囲は広くなります。
油絵具は、植物性の乾性油をメディウムとするもので、一般に溶剤の調合によりその乾くスピードをコントロールしながら様々な表現効果を得ます。15世紀のヨーロッパにおいて考案されたと言われ、はじめは白の地塗りをした板に描いていた（ファン・アイク）が、１７世紀後半になるとキャンバス（画布）に描くのが主流となって、今日のスタイルが確立しました。
さて、筆ですが、これは中国では文字の歴史とともに、ヨーロッパでは美術の歴史とともに発達しました。 今日では洋画用の筆として、フラット（平筆）・フィルバート（筆先が楕円）・ラウンド（丸筆）・ファンブラシ（扇筆）などの区別があって、日本画用としては平筆（平塗り）・削用筆（一般の線描）・面相筆（細線描）・則妙筆（墨描き）・彩色筆（彩色）・隈取筆（ぼかし）といった区別があります。
- The Making えのぐができるまで jstsciencechannel
- GoogleImage:絵筆
マーカーその他
上記以外にも現在多くの画材があって、俗にマジック・フェルトペンなどと呼ばれるマーカー（1949年アメリカで最初に発売。油性と水性の区別がある）、ドローイングペンなどの様々な筆記具、またインスタントレタリング・スクリーントーンなどの転写型の画材、カラーペーパー・グラフィックテープといった直接貼るタイプのものなど、用途に応じて使い分けられています。
キャンバス・紙
キャンバスは、麻布にニカワを塗って乾燥させ、その上に白く地塗りをほどこしたものです。肖像・静物画（Ｆ）、風景画（Ｐ）、海景画（Ｍ）、正方形（Ｓ）など縦横比の違いで区別があり、そのサイズは号数で表わされますが、紙のように倍々で考えられる単位ではないため注意が必要です。ちなみに100号がほぼ等身大の大きさです。
紙は、一般に和紙と洋紙とに分けられますが、絵を描く場合や、印刷が前提となる場合は洋紙を用います（和紙はその耐久性から、長期保存すべき文書に用いられる他、障子・襖・照明器具など建築・工業デザインの材料としても用いられています）。洋紙は、その原料として、植物から抽出したセルロース繊維の集合体すなわちパルプを用います。パルプには機械パルプ（原木を機械的にすりつぶしたもの）と化学パルプ（圧力釜で薬品で煮てつくる）ものがありますが、その製紙のプロセスなどによっても様々に分類されます。
さて、ここで紹介したような画材は、今日どこでも手に入るものですが、逆にそのことが、我々の創作活動を惰性的にしていることも否めません。例えば、よく見かけるB1のパネルや、A4のケント紙。これらはルート２矩形（縦と横の比が1:1.414）といわれますが、この矩形を皆が美しいと感じているわけではありません。この縦横比は、半分に切っても同じ縦横比の矩形となりサイズのシリーズ化がしやすい、つまり工業的に都合の良い比率であることがその普及の大きな理由です。そう考えると、一枚の絵を描くのにこの比率に縛られる必要はないということがわかります。商業的なデザインワークでは予算や流通の問題から結果的に標準的な「規格もの」に依存せざるをえませんが、モノ作り一般においては、既製の版形や各種材料・道具といったものから、もっと自由になっていいのではないでしょうか。画面は丸くてもよいし、また紙である必要もない。ペンの代わりになるものなどいくらでもあるし、植物の葉やワインでも色は染まるのです。画材の歴史をふまえた上で、あえてそれを遡ったり、路線を踏みはずしてみたりすることも、新たな発想への契機として大切なことといえるでしょう。
コンピュータによるイメージの生成
いわゆる CG（コンピュータ・グラフィックス）は、従来の画材によるイメージ生成とは異なり、「数値データから自動的にイメージが生成される」という特徴 をもっています。
数式がつくりだす抽象的なパターン、生物・物理・化学におけるミクロ・マクロな世界のふるまい、カメラでは撮影不可能な架空の世界の構築など、かつて視覚 が体験した事のないイメージの生成が可能になりました。
CGの歴史は、サザランド（1963）によるスケッチパッド（対話型の描画ツール）の開発にはじまり、その後、図形の描画のための各種アルゴリズムの確立 と、それに関連するハードウエアの進歩が相まって、現在では、建築・工業・出版・芸術・娯楽映像・ゲーム・Web と、わずか半世紀で「もはやできな いことはない」という域に達しています。
形状記述 によるイメージ生成
頭で思い描いた形を、ペンタブやマウスを用いて対話形式で作り上げる・・・
これは、皆さんが普通に2D・３Dのソフトを使用して行うイメージ生成のプロセスに相当します。こうしたタイプのCGを、形状記述型のCGと言います。このタイプのものは、従来の絵画や彫刻の場合と同様の思考方法でモノづくりを行うもので、絵筆をマウスに置き換えたようなものと言うことができます。最近 ではそのツールも非常に身近なものとなっています。
- ペイント系ツール｜RasterGraphics
画面を画素（ピクセル）の2次元的な集合と考え、各画素に色情報をもたせるかたちで像の生成を行います。ブラシや消しゴムを使う感覚で利用できるものです が、写真などの静止画を取り込んで様々な画像処理を行える点は、従来の画材にはない特徴です。 ペイント系ツールの上では、絵画も写真も区別なく同質のデータとして扱われます。
RasterGraphics
- ドロー系ツール｜VectorGraphics
画面を図形（オブジェクト）の集合と考え、図形単位に頂点座標と結線情報および色彩などの属性情報をもたせるかたちで画面を構成するものです。
文字も含むすべての図形要素について、拡大・縮小における画質の劣化がないため、印刷物を作成するツールとしての利用価値は高いものです。
VectorGraphics
- 3DCGツール
３次元すなわち（x,y,z）の軸をもつ架空の世界でデータを定義し、その形状を代数的な計算によって2次元のスクリーンへ投影して表示するものであす。
3次元空間内でのデータの移動・回転・拡大・縮小、視点をカメラの位置へ移動する視野変換、隠線・隠面の消去、光源・物体・視点の関係に基づく影と明るさ の計算、テクスチュア画像のマッピングなど様々な計算プロセスを経由して、最終的には架空の世界の写実的なイメージが生成されます。
さらに、その位置・回転・サイズなどのデータを時間というパラメータにしたがって変化させれば3DCGアニメーションができあがります。その制作は従来のセルアニメーションの場合と同様のキーフレーム法、すなわち、動きのキーポイントとなるフレームのみを定義し、その中間部分は計算で補間 していくという方法が多く採用されています。
3DCGアニメーションには、全体の動きを骨格の動きとして定義するスケルトンアニメーション、関節の回転角に制限を与えて先端から中心へ（指先から肩 へ）のなめらかな関節の動きを定義するインバースキネマティクス（逆運動学）、さらに、対話型操作では、定義が難しい複雑な動きを、実際の人間に取り付け たセンサーから取り込むモーションキャプチャなど、キャラクターに振り付けを行うための様々な技法が用意されています。 - Wikipedia:3次元コンピュータグラフィックス
- Google:Blender
- Google:Unreal Engine
- Google:Unity
手続き記述によるイメージ生成
手順(計算規則)を記述して、コンピュータに自動的に形を生成させるタイプのもので、これは、あまり馴染みがないかもしれませんが、例えば、Photoshopのフィルターの雲模様など、乱数によってパターンを自動生成するプロセスなどに 相当します。
コンピュータ・グラフィックスには、何らかの造形的規則と生成パラメータを与えて、あとは機械に描き出してもらうという発想のものがあります。
数学者の（美的）実験から発見されたジュリア集合やマンデルブロ集合といった フラクタル図形もその典型で、単純なプログラムで生成されているにも関わらず、 無限の奥行きをもったディテールで美しい秩序を表出させます。
- GoogleImage:fractal figure フラクタル図形
- GoogleImage:recursive tree
- GoogleImage:mandelbrot set
- GoogleImage:julia set
同様の発想で、剰余や三角関数のもつ周期性を利用した幾何学的な造形も、
そのプログラムに何らかの工夫をこらすことで思いがけない変化を生むことがあり、このような数式という生成規則による造形も、その応用は無限の可能性を もっていると言えます。
こうした発想はもちろん音楽の領域でも応用されていて、 語の生成（作詞）や旋律・和声の生成（作曲）に規則を与えたうえで、ランダムに複数のサンプルを自動生成し、その中から気に入ったものを選ぶ・・という発想が、コンピュータの登場以来一つの作曲の手法として現実に利用されています。
さて、こうした手続記述型の発想法には大きく二つのタイプがあります。ひとつは 「全体を統一的な生成規則で描く」というもので、もうひとつは「要素の相互関係にのみ規則を与えて、複数の要素から成る全体を描く」というものです。
前者の典型的な例は数理曲線や再帰図形などですが、これらは一般に 「いかにも機械的で表情に欠ける」という性格をもつため、生成の過程で若干の乱数を加えることで表情を豊かにするという方法をとることが多いようです。この乱数は先の話で言うと対称性を破る存在で、例えば単純な 2分木の再帰図形でも、適度な乱数で十分豊かな表情を醸し出します。
後者は、いわゆる複雑系の現象のシミュレーション、例えばフォン・ノイマン（1957）のセル・オートマトン、クレイク・レイノルズ（1989）のボイド（鳥もどきのアニメーション）などにその典型を見ることができます。
多くの要素が絡みあう複雑な系（Complex System）において、我々の目に面白く見える部分というのは、秩序の領域と混沌の領域がせめぎあう「カオスの縁」と呼ばれる領域です。
たばこの煙に例えて言えば、たばこの先から一直線に上昇している部分が（決定論的に記述される）秩序の領域で、天井に拡散した部分が（確率論的に記述され る）混沌の領域。そして、その中間にある煙の「乱れそめ」の部分が（カオス理論の対象となる）見ていて面白い領域です。
コンピュータで要素間の関係に規則を与えて、そのふるまいを観察した場合も同様で、安定した秩序に落ち着くか、あるいは無秩序な撹乱になるか、あるいはそ の中間的状況として複雑で有機的な形を次々に展開するかになるのですが、もちろん最後の状態が見ていて面白いものであり、造形的にも応用が効きやすいもの といえます。
ただしこの場合の条件の与えかたは難しく、その試行錯誤はゲーム感覚ですらあります。
- YouTube:boids craig reynolds Craig Reynolds ボイド
- GoogleImage:カオス図形
いずれにせよ、こうした発想法の最大の特徴は、「何ができるかは、結果を待つしかない」という点と「数多く生産させて、美的に良いとおもわれるものを選択 する」という作品に対する姿勢（進化論的な発想）で、これは機械（特にコンピュータ）が 登場する以前にはできなかった発想です。もちろん自然界にある偶然の産物のなかから面白い部分を抽出するという発想は古くからあるものかもしれませんが、 偶然を機械的に制御しながら面白い形が出来るまでひたすら作らせるというのはまったく新しい発想と言えるでしょう。
- 参考
- GenerativeArt 手続き記述型の造形
- p5.jsによる手続き記述型グラフィックスの例
プリンタ・ディスプレイ
コンピュータで生成された静止画や動画は、最終的にプリンタやディスプレイといった媒体で可視化されます。この2つは、前者が CMYK 4色の減法混色、後者が直接「光」を素材とした RGB 3色の加法混色で画像を生成するという違いがあり、それぞれの発色の限界に関しては注意が必要です。
2Dプリンタ
プリンタにはインクジェット式（染料系と顔料系）、レーザー方式（トナー画像転写式）、熱転写式（溶融型と昇華型）などがありますが、家庭用では主にインクジェットプリンタが、また高速かつ大量の出力が必要なオフィス等ではレーザープリンタが主に用いられます。
ディスプレイ
テレビ、PC、スマートフォンなど、画面出力にはラスタスキャン型の液晶ディスプレイや有機ELディスプレイが用いられます。PCやスマートフォンでは、テレビとは仕組みが異なり、ノンインターレース方式（上から下への順次走査）で、画面のリフレッシュレートも高くなっています。アスペクト比は16:9、4:3など様々で、画素数も4,096 x 2,304、 1920 x 1080、1600 x 1200、1280 x 1024、1024 x 768など、複数の規格が存在しています。
プリンタの出力も画像の出力も基本的には平面ですが、音響のシステムと同様、立体視のためのステレオグラフィックスシステムもあります。2チャンネル分の複合画像を偏光や時分割シャッターで左右の目に分離する眼鏡方式が主で、ＶＲシステムの最終出力としても欠かせない技術となっています。
3Dプリンタ
3Dデータ（主として.stl 形式）をもとに立体を造形する装置で、樹脂を何層にも積み重ねるかたちで実体化します。建築、医療、教育と、様々な分野で利用されています。
デジタル造形時代の覚書
さて、コンピュータによる画像・映像の生成について概観したのですが、便利な環境が整った今日の状況に関して、これまでの経験をふまえた私なりの「覚え書き」を残したいと思います。
私が、コンピュータというものと出会った時、それはまだ「画面」を持たない存在、つまり入力も紙（パンチカード）で、出力も紙（連続伝票）というものでした。それが、80年代にはパーソナルコンピュータが台頭し、モノクロ、8色、16色、4,096色、90年代に1670万色と、あっという間にフルカラー表示が実現し、 現在では動画像のリアルタイム処理も可能になりました。
かつて、動画はもとより、大きなサイズの画像や色数の多い画像はモニターに表示する事ができず、CGで作品を作るには、生成した画像データ（画素ごとの RGB値を羅列した汎用画像ファイル）を専門のラボで出力してもらうしかありませんでした。そんな時代と比較すれば、3DCGを含めた映像の制作がPCの画面上でストレスなくできてしまう現状はまさに夢のようです。
しかし、このコンピュータに依存した今日の制作の環境では、余計なことに必要以上の時間がかかったり、目的と手段が逆転してしまったりすることも多いよう です。デザイン教育に携わる中で、日頃感じている「大切なこと」をいくつか挙げておきたいと思います。
第一に、ツールは手段であって目的ではないということ。優れた機能をもつソフトウエアを前にして「すべてを使いこなさなければ」という強迫観念が、制作の手を鈍らせてしまうことが多いようです。確かに、競争原理で動くデザインの現場では、作業能率を上げるために、ソフトを使いこなす知識が必要になりますが、しかし、それも度を過ぎると、結局、「使い方を覚えるためだけにソフトを使っている」という状況に陥ってしまいます。今やるべきことは何か、無意味なことに時間を使いすぎていないか、常に自分に問いかける必要があるでしょう。
第二に、画面に向かう前にしっかりした設計（スケッチ）が必要だということです。特に、紙に書くことは重要です。例えばメモ。エディターで打ち込んだメモは確かに美しいのですが、すべての文字が均一に打ち出されるため、思考のメリハリが見え なくなります。一方手書きのメモは、文字の大小や強調・省略、さらに文字と文字の位置関係から、すぐにその主題と思考の図式が想起できるのです。直接画面上で編集すれば 修正と同時に完成であり、それは一見能率的に見えるのですが、切り貼りの堂々巡りで何を書いているのかわからなくなってしまうことも多々あります（これはプログラムの開発でも同じです）。直接画面に向かう方が能率的に見える時代ですが、設計段階では紙と鉛筆の方に軍配があがります。
第三に、「何を伝えたいのか」を忘れてはならないということです。作業がゆっくりと進行していた頃はそれを常に意識する余裕もありました。しかし、「ファイル・新規作成」 だけで新しい紙が準備されてしまうような環境では、いろんな技術を試してみたくなります。そして思考が追いつかない。技術の誇示ばかりが優先されて肝心の「伝えたいこと」が脇に追いやられてしまうことがないよう心がけたいものです。たとえ線一本でも十分に存在感はあるの です。
最後に、CGもひとつの手段であってその領分があるということ。絵の具がもつ物質的な存在感や写真映像がもつ「聖なる一回性」の感覚は、CGが勝負できる領域ではありません。大事なのはCGでなければできないことを模索することです。メディアの「らしさ」が十分追求されたとき、それはツールの良し悪しに関わらず強い存在を生むのだと思います。
付記
- 手品師の動作
手品師が、指差し動作やまなざす動作によって観客の意識をタネから遠ざける操作をミスリーディングといいます。右を指さすと観客はほぼ間違いなくそちらに注目します。その間に左側で細工をするというものです。「あっち向いてホイ」という遊びも同じ現象を利用したものです。
- 洋紙
欧米の図書館で問題となっているように、従来の洋紙はそれに含まれる酸性物質のために、やがてはボロボロになってしまいます。そこで保存に適した耐久性のある紙対策が考えられ、現在は中性紙や微アルカリ紙が多く生産されるようになってきました。
- ツール
「競争原理が優先する現場」を離れれば、もともとモノ作りのツールは何でもいいのです。その意味では、有志が集まって開発を続けるオープンソースのツールは、無料であるという以外にも、極端な仕様変更やライセンス管理のわずらわしさがなく、なにより「自由な配布」が永久に保証されているという信頼感があります。純粋なモノ作りには、本来このようなツールが向いているのかもしれません。