Aesthetic Research in the Northern Song Dynasty Landscape Painting “Cloudy Mountains” Based on Neuroaesthetics

Liu, Xu(유욱),Lyu, Xin(류신),Cho, Taigyoun(조택연) 한국디자인문화학회 2022 한국디자인문화학회지 Vol.28 No.2

Aesthetic Research on Infant Pupil Dilation Based on Cognitive Neuroscience

Liu, Xu(유욱),Lyu, Xin(류신),Cho, Taigyoun(조택연) 한국디자인문화학회 2022 한국디자인문화학회지 Vol.28 No.2

시각의 환원 원리를 적용한 인공지능으로 아름다움 재현하는 구조에 관한 연구

유욱(Xu Liu),조택연(Taig Youn Cho) 한국디자인리서치학회 2023 한국디자인리서치 Vol.8 No.1

눈으로 바라보는 시각 자극의 아름다움은 매우 많은 요소로 이루어진 복잡한 전체이다. 이러한 전체는 각각의 인지 요소들로 작게 나눌 수 있고, 두뇌 또한 이 구조로 정보를 처리한다. 우리는 이러한 전체에서 아름다움을 느낄 뿐, 이를 구성하는 요소와 구조가 무엇인지 알지 못하며, 그 결과 이를 통해 아름다움을 재현하는 것이 어렵다. 하지만 두뇌는 오랜 진화에서 전체를 여러 계층으로 환원 처리하는 지능을 가지게 되었으며, 신경 과학은 그 과정을 잘 보여 주고 있다. 또한 최근 활성화되는 인공지능 역시 이를 모방해 아름다움을 성공적으로 재현하고 있다. 본 연구는 인지 신경과학의 선행연구를 통해 시각 자극 환원해 6가지 지능 층위로 정리를 한다. 먼저 망막은 빛을 전기적 픽셀 데이터(Pixel data)로 변환해 외측 슬상핵 (Lateral Geniculate Nucleus)으로 전송한다. 슬상핵 에서 V1영역으로 도달한 정보는 IFOF 통로로 인식 영역으로 빠르게 전달되어 시각적 주목을 이끈다. 세상의 상태에 빠르게 대응하기 위해, 감각과 지각 상태에서 공간 시각 좌표 지도를 형성해 대상을 주목하기 위한 구조이다. 이어서, 1차 시각처리는 주목하고 있는 시각 자극을 특징(Feature)으로 환원하고, 2차 시각 피질이 시각 정보의 형편(Element), 형태(Shape), 형상(From)을 처리해 환원한다. 다음으로 시각 환원 요소와 감정 영역의 연결 구조를 살펴보고, 형상 요소를 처리하는 영역에 긍정적 감정을 불러일으키는 아편 수용체(Opioid Receptors )의 밀도가 더 높은 것을 발견했다. 다음은 이러한 시각적 환원 요소를 어휘로 변환하고 이를 조형으로 생산하기 위한 명제를 생성한다. 이렇게 생성된 어휘와 명제로 인공지능 Midjourney를 사용하여 아름다운 디자인을 시도한다. 마지막으로 재현된 아름다운 조형물에 대한 호감도 조사를 실시하여 본 연구의 타당성을 더욱 검증하였다. 본 연구는 인지 신경과학을 기반으로, 아름다움 전체를 시각 자극 요소들로 환원하였다. 인공지능의 아름다움 재현을 통해 인식 디자인의 가능성을 실증하였다. 즉, 아름다움을 느끼는 것에서, 아름다움의 구조를 이해하고 재현하는 과정을 인식 범주로 옮겨, 아름다움의 재현에서 겪는 어려움을 해결하려 시도하였다. The beauty of visual stimuli is a complex whole composed of many factors. These wholes can be divided into individual cognitive elements, and the brain can process information in this mechanism. We only perceive beauty as a whole without knowing what the components and structures are, and as a result, it is challenging to reproduce beauty through these. But the brain has evolved over a long period to have the intelligence to reduce the whole to multiple levels, and neuroscience has shown the process well. In addition, recently, active artificial intelligence has imitated it and succeeded in reproducing beauty. In this study, visual stimuli were reduced and organized into six levels of intelligence through prior research in cognitive neuroscience. First, the retina converts light into electrical pixel data, which is transmitted to the Lateral Geniculate Nucleus (LGN). Information arriving from the Lateral Geniculate Nucleus to the V1 area is rapidly transferred to the cognitive areas of the brain through the IFOF channel, causing visual attention. In order to respond quickly to the state of the world, a map of spatial visual coordinates is formed in the sensory and perceptual states as a mechanism for attending to objects. Second, primary visual processing reduced the attended visual stimuli to Feature, and the secondary visual cortex was reduced by processing visual information in Element, Shape, and From. Next, the structure of the connections between the visually reduced elements and the affective domain was examined, and it was found that the domain processing the From had a higher density of opioid receptors that elicited positive affect. Then, these visually reductive elements are converted into vocabularies, and a proposition is generated to translate them into Modellings. The generated vocabulary and propositions are used to create a beautiful design using the artificial intelligence Midjourney. Finally, the research on the goodwill of the beautiful shape is carried out, which further verifies the feasibility of this study. This study is based on cognitive neuroscience, which reduces beauty as a whole to visual stimuli. The possibility of recognizing the design is verified by the beautiful reproduction of artificial intelligence. That is, an attempt is made to transfer the process of understanding and to reproduce the structure of beauty from the feeling of beauty to the category of recognition and to solve the difficulties encountered in producing beauty.

An Aesthetic Study of Pictographic Architecture Based on Cognitive Neuroscience

Liu, Xu(유욱),Cho, Taig Youn(조택연) 한국디자인문화학회 2021 한국디자인문화학회지 Vol.27 No.4

미국의 자유의 여신상에서 ‘중국에서 선정하는 못생긴 10대 건축’ 선정에 이르기까지, 대상의 모습을 흉내 낸 상형 건축은 항상 대중과 언론이 흥미진진하게 여기는 건축 현상이다. 상형(象形) 건축은 세계 도처에서 시도되지만, 상형 건축에 대한 건축계의 연구는 많지 않다, 상형 건축물에 대한 평가 대부분은 근대건축의 평가 기준을 따르거나, 주관적인 미의식을 통해 평가된다. 이런 평가 방법은 의심할 여지없이 너무 추상적이어서 그것의 본질에 다가가기 어렵다. 본 연구는 상형 건축에서 느껴지는 긍정 혹은 부정적인 감정 모두가 두뇌에서 일어나는 시각 자극 처리와 신경 지능의 작동 구조로 본다. 따라서 본 연구는 인지신경과학에서의 선행 연구를 바탕으로, 상형 건축의 감상에서 일어나는 두 가지 관점에서 이를 설명할 것이다. 이를 위해 상형 건축이 시도되어온 맥락을 시간순으로 정리하였고, 기존 상형 건축을 평가하는 기준을 연구 정리했다. 다음으로, 신경과학 연구를 바탕으로, 상형 건축이 가진 의미에 대한 부정적인 감정이 처리되는 두뇌 메커니즘으로 설명하고, 상형 건축을 부정적으로 평가하는 이유를 다음 세 가지로 정리했다. 첫째, 두뇌 두정 경로(Dorsal pathway)가 상형 건축의 세속적 의미를 해석하는 구조이다. 둘째, 뇌의 전두엽은 하향식 (top-down) 인지 처리를 통해 상형건축에 편견을 갖게 되는 구조이다. 셋째, 전형적 원형(typical prototypes)의 유사성이 뇌의 시각 처리 즐거움을 감소시키는 구조이다. 다음으로, 두뇌의 상형건축에 대한 긍정적인 평가 메커니즘을 분석해, 상형건축물을 좋아하는 이유를 요약하고, 아래 세 가지 방면으로 정리했다. 첫째, 두뇌가 처리하려는 시각 정보에 익숙할수록 더 긍정적으로 평가한다. 둘째, 해마의 기억시스템 활성화에서 더 큰 즐거움 얻을 수 있다. 셋째, 대상회(cingulate cortex)는 보상 신호를 받으면 좋음의 감정에 도달한다. 본 연구는 인지 신경과학을 바탕으로 뇌의 시각 처리와 감정의 연계에 대한 신경 메커니즘을 이용하여, 새로운 시각에서 상형 건축에 대한 두 가지 감정 구조를 설명하고 상형 건축을 좀 더 과학적으로 평가할 수 있다. 상형 건축 인지적 감상을 통해 향후 상형 건축 설계 및 연구에 대한 과학적 참고 자료를 제공할 수 있다. From the statue of liberty in the United States to the selection of “top ten ugliest buildings in China”, pictographic architecture has been an architectural phenomenon that the media and the mass would like to talk about the most. All countries around the world are trying pictographic architectures, but there are a few studies on these architectures. The comments on these pictographic architectures are based on the evaluation standard of modernism architecture or the subjective feeling, so such evaluation method is too abstract to master its essence. The study thinks that the positive or negative emotions felt from the pictographic architectures are related to the visual stimulation processing in the brain and the automatic structure of neural intelligence. Therefore, based on the prior study of cognitive neuroscience, the study explains the two emotional statuses of people when appreciating the pictographic architecture. Firstly, the development of pictographic architectures would be sorted out according to the time order so as to sort out the standard to evaluate the existing pictographic architectures. Secondly, based on the study on neuroscience, the study tries to explain the negative feeling represented by the pictographic architectures with the mechanism of brain visual cognitive processing. Finally, it is concluded with the following three reasons. Firstly, the brain’s dorsal pathway interprets the pictographic architecture’s kitsch significance. Secondly, the prejudice on pictographic architectures is generated in the prefrontal region through top-down cognition processing. Thirdly, the similarity of typical prototypes reduces the processing fun of brain visual processing. Then, there is an analysis on the positive evaluation mechanism of the brain on pictographic architecture and it is concluded with three reasons for the preference for pictographic architecture. Here is sorted with the following three aspects. Firstly, the brain would make a more positive evaluation when processing the more familiar visual information; Secondly, there would be much more happiness in the activation of the hippocampal memory system; Thirdly, there would be a sense of pleasure when the cingulate cortex receives the compensation signal. Based on cognitive neuroscience, the study explains the two emotional structures on pictographic architectures from a new perspective with the help of the brain’s visual processing and the neural mechanism of emotional connection, so as to have a more scientific evaluation of the pictographic architectures. It is thought that it will be a scientific reference for the pictographic architectures design and studies in the future through the cognitive appreciation of these architectures.

An Hierarchical Explanation of the Perceptual Structure of Eyes that Appears in Primitive Artworks -From Humanities to Cognitive Neuroscience-

Liu, Xu(유욱),Cho, Taig Youn(조택연) 한국디자인문화학회 2020 한국디자인문화학회지 Vol.26 No.4

고고학 자료에 폭넓게 등장하는 예술적 이미지는 눈에 대한 의미를 강조하는데 이런 예술형식은 아시아, 미주, 아프리카의 전통 종교 등 인류학 재료 작품에서도 많이 발견된다. 이런 작품들은 모두 특별한 매력을 발산하고 있다. 또한, 대부분의 디자이너는 이러한 눈 이미지를 감정 표현 방식으로 자신의 시각 디자인 작품에 활용하고 있다. 예를 들어 포스터 디자인으로 활용하였다. 비록 이런 예술적 이미지에 담긴 주제 취향은 제각기 다르지만, 이런 과장되고 스타일 화한 눈 이미지 뒤에는 모종의 감지로 획득할 수 있는 감정 표현이 있다고 믿는다. 또한 눈빛 교감에 따른 강한 반응은 특정 뇌의 영역에 달렸다고 추측했다. 그러나 현재 눈의 형상예술에 관한 미학적 인식론과 그에 대한 미학적 원리에 대한 해석은 대부분 추상적인 개념 위주이고 섬세하고 구체적이고 객관적인 근거가 부족하여 심미적 연구의 믿음성에 영향을 미치고 있다. 디자이너의 시각에서 바로 그 때문에 눈을 표현하는 예술품의 형식에 매료되고, 따라서 예술 창작은 표면적인 시각 구조만을 모방하게 된다. 이처럼 기존 인류학의 연구와 조사에 기초하여 역사적으로 나타난 대표적인 눈 형상 예술 작품을 분류하고 종합하였다. 다음 영장류의 인지 연구에서 성과를 정리하여 눈의 감지가 영장류 뇌의 특정구역 및 영장류 사회에서 중요한 역할을 한다는 것을 알아냈다. 그리고 인지신경과학의 차원에서 앞선 연구와 문헌을 종합하여 눈을 바라보고, 눈동자를 관찰하는 행위의 심리적 메커니즘과 뇌의 원리를 정리하였다. 본 연구는 과학적 관점으로 예술 행위를 새롭게 해석하는 것을 목적으로 하며, 미학 이론 연구에 눈의 형상을 활용하기 위한 과학적인 이해를 제공하고 미래의 예술 창작에 활용할 수 있게 한다. The artistic images that appear in vast archaeological materials have showed the emphasis on the meaning of eye, the artistic form of which can also often be seen in anthropological materials such as the traditional religions in Asia, America and Africa. All of these works are of great unique charm. At the same time, these images of eyes as the expression of emotion are also been widely used by designers in their own visual design works, such as poster design. Although the connotations of these artistic images have different themes, the author believes that the exaggerated and stylized eye images have contained some certain emotions that have expressed by perceptions, and infers that the strong reaction caused by eye contact depends on certain brain regions. However, the existing aesthetic epistemology on eye image art and the analysis of its aesthetic principles are mostly based on general and abstract speculative conceptions and lack meticulous and tangible objective realities, making it less authentic and valid. From the perspective of designers, the above features can make designers to be attracted only by the form of artworks of eye images and then create artworks by just imitating its external visual structures. To sum up, this paper firstly has classified and summarized the representative artworks of eye images in history based on the existing anthropological studies and investigations. Secondly, Sorting out results in primate cognitive research and this paper concludes that the perception of eyes plays an important role in the specific regions of the primate brain and the primate society. Thirdly, this paper sorts out the psychological mechanisms and brain principles of eye movement behavior such as gaze and observation from the perspective of cognitive neuroscience and in combination with previous studies and literature review. This research aims to help people understand artistic behavior in a scientific way and provide scientific reference for the use of eye images in aesthetic theory research and in future artistic creation.

인지 신경과학에 기초한 문화기호 미의식에 대한 다층위적 해석 : 뱀 문화 기호 중심으로

유욱(Liu, Xu),조택연(Cho, Taig Youn) 한국디자인리서치학회 2021 한국디자인리서치 Vol.6 No.4

많은 고고학적 기록에 등장하는 뱀은 현재에도 우리의 관심을 끌며, 예술의 소재가 되고 있다. 뱀은 늘 신비롭고 사악하며 두려운 힘을 가졌다고 여겨진다. 세계 여러 문화의 종교와 문학, 그리고 다양한 시각 표현 작품에 등장한다. 이와 동시에, 뱀이 가진 문양과 부드러운 형태의 아름다움은 미술과 공예 그리고 패션디자인에도 많은 영감을 주고 있다. 본 연구는 뱀에 대한 우리의 감정은 본능으로 본다. 그 본능이 뱀의 문양과 모습에 대한 선호도와 일치하고, 이에 대응하는 두뇌 구조를 가졌을 것으로 추측한다. 본 연구는 우선 뱀의 창작에 관한 자료를 모아 문학, 언어예술, 종교 영역으로 분류한다. 다음으로 인지과학 이론을 바탕으로 뱀에 대해 신속하게 대응할 수 있는 두뇌 구조를 정리했다. fMRI(Functional magnetic resonance imaging)를 사용한 뇌의 신경 활동 이미지를 관찰하고, 두뇌가 뱀에 반응하는 신경 메커니즘의 실험 결과를 정리하였다. 이를 통해 뱀이라는 위험 자극을 받아 빠르게 공포를 감지하는 피질하 시각 통로를 찾았다. 이를 통해 뱀에 대한 공포는 선험적인 것 임을 주장한다. 다음으로 뱀의 아름다움에 대한 뇌의 신경 반응 구조를 설명했는데, 뱀에 대한 조형미다. 첫째, 뱀 문양이 지닌 미학적 특징, 즉 대칭성, 질서성, 광택성을 종합해 다음에서는 이러한 특성들에 대한 뇌의 호감 구조를 정리했다. 둘째, 뱀의 나선 형태에 대한 호감 구조를 신경학적으로 분석했다. 본 연구는 과학적 관점으로 예술 행위를 새롭게 해석하는 것을 목적으로 하며, 미학 이론 연구에 뱀의 형상을 활용하기 위한 과학적인 이해를 제공하고 미래의 예술 창작에 활용할 수 있게 한다 There are so many creations of snake themes in a large number of archaeological materials, which indicates our interest in snakes. The works of art taking snake as the theme can be seen everywhere even in today’s life. Snake always appears in works in different fields all over the world with a mysterious, evil and frightening power, such as literature, religion and so on. In addition, there are much more beautiful patterns and soft forms of snakes appearing in the fields of industrial arts and fashion design from ancient to modern times. I guess that the attention of people to snakes is an instinct, which is consistent with the love for snake patterns and shapes, with their corresponding brain structures. First of all, with the relevant materials of creations about snake, this study classifies them into literature, language art and religion. Besides, based on the theory of cognitive science, this paper summarizes the rapid detection of brain structure of primates to snakes with cognitive neuroscience. At the same time, with scientific and technological means like (fMRI) functional Magnetic Resonance Imaging, it sorts out the experimental results of the brain region and neural mechanism of human brain s rapid perception of snakes by these brain-result images, summarizing the subcutaneous visual pathway for people to quickly perceive fear when encountering the threat and stimulation like snakes. It is concluded that people are born with fear of snakes. Secondly, this paper explains the aesthetic perceptions of brain to snakes, which are the beauty of patterns and forms. On the one hand, it summarizes the aesthetic characteristics of snake patterns, such as the symmetry, order and luster, as well as the favorable structure of the brain s perception of these characteristics. On the other hand, it analyzes the structure of people s preference for the spiral shape of snakes. This research aims to help people understand artistic behavior in a scientific way and provide scientific reference for the use of snakes in aesthetic theory research and in future artistic creation.

신경미학을 기초로 한 표상의 이해성(利害性) 가치에 대한 미의식 연구

유욱(Liu,Xu),조택연(Cho, Taig Youn) 한국디자인리서치학회 2022 한국디자인리서치 Vol.7 No.1

인류는 생존에 유리한 신경 기제의 두뇌를 진화시켜 왔다. 맹수의 습격을 피하기 위해, 더 안전한 서식처를 찾기 위해, 먹을거리를 효과적으로 찾기 위해, 후손을 낳아 잘 키우기 위해서 섬세한 지능 활동이 필요하다. 이렇게 진화한 지능은 오늘날에도 여전히 사용되며, 세상을 보고, 예술과 디자인을 생산하는 심미적 지능을 낳는다. 본연구의 목적은 이해성의 표상 가치를 판단하는 두뇌의 신경 활동을 디자인에 활용하는 것이다. 본연구에서는 이해성의 개념을 정리하고 이를 인지신경과학의 이론을 기반으로 정리함으로써, 이해성을 나타내는 시각 정보 처리에 두뇌가 우선한다는 사실을 발견할 수 있었다. 시각 정보의 우선 처리 경로와 이해성의 심미적 감정의 관계를 명확히 했다. 이를 통해 표상적 공감을 얻기 위한 두뇌의 신경 기제를 사용한 디자인 방법을 탐구한다. 시각 디자인을 예시로, 공익 포스터 창작에 적용되는 8가지 유해성의 시각 요소를 요약했다. 다음으로 경관 환경설계에 적용되는 7가지 유리성으로서 공간 특징을 요약한다. 마지막으로 실내 공간 설계에 3가지 유리성 요소을 정리를 한다. 본연구는 이해가치의 판단에 대한 두뇌의 신경 활동을 탐구하고, 이를 만족하는 공간의 디자인 가치를 정리하였다, 조형을 경험 해 모방 하는 기존 디자인 방법보다, 이해를 인식한 디자인으로의 전환함으로써 효율성을 높일 것으로 사료 된다. Brain neural mechanisms of humans which are conducive to survival have evolved. Humans need careful intellectual activities to avoid the attack of beasts, to find a safer habitat, to find food effectively, for fertility and for generations. Such evolved intelligence is still used today, generating aesthetic intelligence to see the world, as well as to produce art and design. The purpose of this study is to figure out how the brain neural activity of interest’s characteristic value apply in design. First of all, this study elaborates the concept of interest, then based on the theory of cognitive neuroscience to find out that the brain gives priority to processing the visual information with interest. It clarifies the relationship between the priority pathway of interest visual information and aesthetic emotion. Finally, it discusses the design method of using brain neural mechanism to obtain characteristic resonance. With visual design as an example, this paper summarizes eight disadvantageous visual elements suitable for public welfare poster creation. Next, it also concludes seven advantageous spatial features applied to landscape environmental design. Finally, it carries out three advantageous factors in interior space design. This study explores the neural activity of brain in judging the value of interest, summarizing the design value to meet such demand. Compared with the traditional design methods like the original experiential and imitation , designing after transforming the interests into cognition can greatly improve the design efficiency.