XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Разработка алгоритма создания герба при помощи искусственного интеллекта

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Шарипов А.А. 1

---

1МАОУ Лицей №4 г.Перми

Куропаткина В.А. 1

---

1МАОУ Лицей №4 г.Перми

Работа в формате PDF

1.4 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

В современном мире для решения некоторых задач люди все чаще обращаются к искусственному интеллекту. Мы предположили, если процесс создания герба разбить на последовательные шаги и соотнести их с правилами геральдики, то герб можно создать при помощи искусственного интеллекта. Из сгенерированных искусственным интеллектом вариантов, можно выбрать наиболее удачные и при необходимости доработать их.

Цель исследовательского проекта: разработать алгоритм создания герба при помощи искусственного интеллекта.

Задачи исследовательского проекта:

1. изучить определение понятия герб и его функции;

2. рассмотреть основные правила геральдики и подтвердить их примерами;

3. рассмотреть как «подстраиваются» правила геральдики под современные требования;

4. разработать алгоритм создания герба при помощи искусственного интеллекта, учитывая правила геральдики.

Методы исследовательского проекта: анализ литературы, сравнение.

1. Геральдика прошлого времени и в современности

1.1 Герб и его функции

Герб — визуальный опознавательный знак, составленный по правилам геральдики, служащий для отличия одного владельца от других. Действительно, в далеком прошлом гербы служили опознавательными знаками на поле боя. Рыцари покрывали доспехи яркими узорами, чтобы союзники могли их различить в бою. В наше время герб это не только государственный символ, но и отличительный знак, используемый различными организациями для отражения рода деятельности, своей истории и традиций.[2]

Функция герба:

1. Идентификация (герб позволяет узнать, кому принадлежит тот или иной предмет, документ или территория)

2. Отличие (помогает отличить одного владельца от другого)

3. Официальная символика (государственный герб является официальным символом государства или территориальной единицы)

4. Связь и принадлежность (обозначает принадлежность к определенному роду, городу, организации или государству)

5. Передача информации (в гербе может быть зашифрована история, социальное положение, ценности и традиции владельца)

6. Репрезентативная функция (служит для официального представления и формирования имиджа владельца)

Составлением гербов занимались — герольды. Они систематизировали знания о гербах, выработали общие принципы и правила их составления и распознавания, в конечном счёте, создали науку «гербоведение» или «геральдику». [1]

1.2 Основные правила геральдики

Геральдика — это специальная историческая дисциплина и система правил, изучающая гербы: их происхождение, составление, использование и значение.

Сегодня геральдика применяется не только для государственных символов. Принципы создания гербов используют при разработке гербов и эмблем различных организаций. Каждый герб состоит из нескольких элементов. Понимание этих элементов поможет применить правила геральдики в современном дизайне.

Щит — основа композиции, центральная часть герба. Именно на нем размещаются основные символы. Например, все гербы муниципальных районов Пермского края кроме одного имеют французскую форму щита. Формы щитов в геральдике (приложение 1).

Таблица 1. Формы щитов на примере гербов районов Пермского края

Щит может быть разделен на части.

Таблица 2. Деление щита на части на примере гербов районов Пермского края

Щит может иметь форму круга, квадрата, прямоугольника или более сложной фигуры. Главное — она должна служить четкой рамкой для других элементов.

Таблица 3. Пример произвольной формы щита

Фигура — базовое геральдическое понятие, обозначающее любое отдельное изображение внутри щита, не являющееся его делением. В целях классификации, фигуры обычно подразделяют на:

1. Геральдические фигуры — простые геометрические фигуры, которые также часто используются и для деления щита (в природе такие фигуры не существуют).

2. Негеральдические фигуры — фигуры, взятые из окружающего мира или выдуманные. [1]

Таблица 4. Геральдические фигуры на примере гербов районов Пермского края

Таблица 5. Пример применения негеральдических фигур

При выборе фигуры для герба организации важно учитывать сферу деятельности организации, ее историю и традиции. Это могут быть животные, растения, архитектурные сооружения и другие предметы, имеющие символическое значение. Например, на гербах образовательных организаций часто встречаются книги, факелы, совы — традиционные символы знания. Значение фигур в геральдике (приложение 2).

Таблица 6. Пример применения фигур отражающих специфику и историю организации

Финифть в геральдике — это название геральдических цветов. Термин имеет восточное происхождение: слово происходит от персидского mina, означающего синий цвет неба (первые эмали были синего цвета). [3]

Таблица 7. Основные цвета в геральдике

Главное правило геральдики — финифть не должна соприкасаться с финифтью, металл — с металлом. Это обеспечивает хороший контраст и читаемость герба на расстоянии.

Геральдические цвета можно применять в разных оттенках. Оттенки избираются художниками, заказчиками и производителями изображений герба.

Каждый цвет в геральдике имеет свое значение (приложение 3). Пермский край богат реками, поэтому лазурный цвет встречается на гербах районов часто, символизируя водные просторы. Зеленый указывает на природные богатства края, подчеркивает сельскохозяйственную направленность деятельности населения. Черный цвет указывает на особенности некоторых районов, например, черная река на гербе Чернушинского района и черная земля на гербе Осинского района указывает на развитую нефтяную промышленность.

К дополнительным элементам герба относятся:

Шлем. Его форма и положение указывают на титул владельца герба. Корона или другие головные уборы тоже обозначают ранг.

Таблица 8. Дополнительный элемент герба на примере гербов районов Пермского края

Щитодержатели — фигуры людей или животных, поддерживающие щит с боков. Привести пример герба с щитодержателями довольно сложно, так как в современных гербах эти элементы используются упрощенно.

Девиз — краткое изречение, размещенное на ленте под гербом или над ним.

1.3 Геральдика в современном дизайне

Современные гербы стремятся к простоте. Сложные геральдические композиции упрощаются до основных элементов. Детализированные изображения превращаются в стилизованный силуэт.

Количество цветов сокращается до минимума. Вместо традиционных геральдических оттенков используются цвета, соответствующие фирменному стилю организации. В современной печати золото заменяется желтым цветом, серебро — белым.

Таблица 9. Пример применения стилизованного силуэта на гербе

В геральдике каждая деталь имеет значение. Этот принцип применим к современным гербам. Каждый элемент должен нести смысловую нагрузку.

Таблица 10. Пример смысловой нагрузки элементов герба

Геральдика выработала принципы гармоничной композиции. Симметрия создает ощущение стабильности. Асимметрия добавляет динамику. Центральная фигура должна быть главной. Второстепенные элементы не должны отвлекать от нее внимание.[4]

Основное правило геральдических цветов — контрастность — остается актуальным. Герб должен хорошо читаться на разных фонах.

2. Разработка алгоритма создания герба при помощи искусственного интеллекта

Любой официальный герб имеет геральдическое описание, которое объясняет символику и правила использования его элементов. Перед разработкой алгоритма мы опытным путем проверили, как искусственный интеллект нарисует герб по существующему официальному описанию. Таким образом, создали герб Соликамского района Пермского края.

Таблица 11. Генерирование герба ИИ по текстовому описанию

Сгенерированный герб имеет сходство с официальным гербом (деление щита, цвет, ключевые фигуры). Соответственно искусственный интеллект может быть использован для создания гербов. Для этого необходимо составить описание элементов герба. Чем полнее и конкретнее будет описание, тем более точным получится результат.

Разработанный нами алгоритм (приложение 4) позволяет поэтапно составить описание всех элементов будущего герба. Каждый этап алгоритма важен для формирования герба соответствующего правилам геральдики.

1. Излагаем суть запроса.

Шаблон: Создать герб________по следующему текстовому описанию.

Пример: Создать герб фестиваля по следующему текстовому описанию.

2. Определяем основное предназначение организации. Для этого необходимо ответить на вопрос «Для чего мы существуем?».

Шаблон:___________существует для того чтобы_________________.

Пример:Фестиваль существует для того чтобы вовлекать школьников в интеллектуально-творческую и проектно-исследовательскую деятельность.

3. Выявляем уникальные черты и характерные признаки, которые можно включить в дизайн герба. Для этого необходимо ответить на вопрос «В чем наша особенность?»

Шаблон:Особенности __________в том, что_______________________.

Пример: Особенности фестиваля в том, что он Рождественский; участники фестиваля – эрудированные и талантливые ребята из разных городов России; ежегодно фестиваль проводится в городе Обнинск.

4. Выбираем основные фигуры герба. Рекомендуется учесть историю и традиции владельца герба.

Шаблон: Ключевыми фигурами герба могут быть:___________________.

Пример: Ключевыми фигурами герба могут быть: Рождественский атрибут, например, елочка или имбирный пряник; счастливые и любознательные дети; схематическое изображение атома, так как Обнинск развивался как научный город, специализирующийся в области  ядерной физики и атомной энергетики.

5. Определяем форму щита.

Шаблон: Герб расположен на щите ____________формы.

Пример: Герб расположен на щите византийской формы.

6. Выбираем цвета герба. Рекомендуется выбрать корпоративные цвета, либо цвета геральдики в соответствии со значением.

Шаблон:Герб выполнен в следующих цветах:______________________.

Пример:Герб выполнен в следующих цветах:зеленый, красный, белый.

7. Прописываем дополнительные элементы герба.

Шаблон:Герб дополнен________________________________________.

Пример:Герб дополнен щитодержателями в виде имбирных человечков.

Получившееся описание: Создать герб фестиваля по следующему текстовому описанию. Фестиваль существует для того чтобы вовлекать школьников в интеллектуально-творческую и проектно-исследовательскую деятельность.Особенности фестиваля в том, что он Рождественский; участники фестиваля – эрудированные и талантливые ребята из разных городов России; ежегодно фестиваль проводится в городе Обнинск.Ключевыми фигурами герба могут быть: Рождественский атрибут, например, елочка; счастливые и любознательные дети; схематическое изображение атома, так как Обнинск развивался как научный город, специализирующийся в области ядерной физики и атомной энергетики.Герб расположен на щите круглой формы.Герб выполнен в следующих цветах:зеленый, красный, белый.Герб дополнен щитодержателями в виде имбирных человечков.

Рисунок 1. Герб Рождественского фестиваля, созданный ИИ на основе алгоритма

В результате у нас получился герб полюбившегося нам, ежегодного Рождественского фестиваля. Получившийся вариант герба согласно современным требованиям выполнен в цветах соответствующих фирменному стилю фестиваля. Использованные фигуры отражают особенность фестиваля (рождественский, интеллектуально-творческий, объединяющий школьников). Надпись с наименованием города Обнинск доработали, так как искусственный интеллект вместо текста частично выдал непонятные символы.

По алгоритму создали герб Соликамского района Пермского края и сравнили его с существующим официальным гербом.

Таблица 12. Соответствие правилам геральдики герба созданного на основе алгоритма

Официальный и созданный нами герб имеют сходства по следующим признакам:

• форма щита

• дополнительный элемент в виде короны

• цвета исполнения герба,

• главная фигура (соблюдена общая идея герба, в основе которой богатые полезными ископаемыми земли Соликамского района).

Созданный на основе алгоритма герб имеет сходства с официальным гербом и соответствует правилам геральдики.

Заключение

В наше время герб используется различными организациями для отражения рода деятельности, своей истории и традиций. В ходе работы над исследовательским проектом мы ознакомились с основными правилами геральдики и рассмотрели как они «подстраиваются» под современные требования. На основании проведенного теоретического анализа нами был разработан алгоритм создания герба при помощи искусственного интеллекта.

Алгоритм представляет собой последовательные этапы, которые помогают создавать полное и точное описание будущего герба, учитывая при этом основные геральдические правила. Получившееся текстовое описание можно использовать для визуализации будущего герба при помощи искусственного интеллекта. Результат сравнения созданного на основе алгоритма герба с существующим гербом, дает основание полагать, что данный алгоритм может быть использован при создании герба.

Разработанный нами алгоритм был применен при создании герба для Всероссийского творческого конкурса «Герб моего рода» организованный Вологодским региональным отделением общероссийской детской общественной организации «Общественная Малая академия наук «Интеллект будущего». Наша творческая работа стала лауреатом 1 степени (приложение 5).

Список литературы

1. Колпакова О.В., Гербы городов Российских – СПб.: Качели, 2017. – 48 с.

2. Леонтьева Г.А., Шорин П.А., Кобрин В.Б., Вспомогательные исторические дисциплины — М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 2003. — 368 с.

3. https://geraldika.ru/ Сетевое издание «Геральдика.ру»

4. http://ogerbah.ru Геральдика сегодня

Приложение 1

Формы щитов в геральдике

Приложение 2

Значение фигур в геральдике

Символика геральдических фигур

Глава — верхняя часть щита, часто используется для обозначения знатности рода.

Пояс — горизонтальная линия, разделяющая щит на две части.

Столб — вертикальная полоса, которая может указывать на силу и стойкость.

Перевязь — наклонная линия, символизирующая движение и защиту.

Символика животных

Лев — король зверей в геральдике. Он символизирует храбрость, великодушие, силу. Изображается в разных позах. 

Леопард — лев в профиль с головой, повернутой к зрителю. Означает отвагу и стремительность.

Орел символизирует власть, прозорливость, быстроту. 

Двуглавый орел — символ империи, власти над Востоком и Западом. 

Сокол означает красоту и смелость. 

Ворон — долголетие и мудрость.

Медведь символизирует силу и предусмотрительность. 

Волк — верность и победу над врагами. 

Кабан — мужество и неустрашимость. 

Олень — благородство и чистоту.

Символика растений

Дуб — символ силы и стойкости, а дубовые листья часто используются в военной символике. 

Лавр означает славу и победу. 

Оливковая ветвь — мир и мудрость.

Роза символизирует красоту, любовь, надежду. 

Лилия — чистоту и невинность. 

Трилистник — веру, надежду и любовь. 

Виноградная лоза — изобилие и радость.

Пальма означает праведность и торжество. 

Колосья — плодородие и богатство.

Символика предметов и оружия

Меч символизирует справедливость и защиту. 

Копье — готовность к бою. 

Стрелы — быстроту и меткость. 

Щит — защиту и оборону.

Ключи означают знание, власть, доверие. Часто используются в гербах городов и учебных заведений. 

Весы — справедливость и правосудие. 

Якорь — надежду и постоянство.

Корона символизирует власть и достоинство. 

Книга — знание и мудрость. 

Факел — просвещение и стремление к истине. 

Колесо — трудолюбие и прогресс.

Приложение 3

Значение цветов в геральдике

Красный означает храбрость и любовь.

Синий — верность и правдивость.

Зеленый — надежду и радость.

Фиолетовый — достоинство и щедрость.

Черный — мудрость и печаль.

Золото — богатство и справедливость (допускается заменить желтым цветом).

Серебро — чистоту и мир (допускается заменить белым цветом).

Приложение 4

Приложение 5