TÉMA Velká data a hledání ztracených světů (Lukáš Pilka

VELKÁ DATA A HLEDÁNÍ ZTRACENÝCH SVĚTŮ

Lukáš Pilka

Digitalizace velkého množství dat a jejich následné zužitkování patří k výzvám současnosti také v dějinách umění. Jednou z možností, které se skrze strojové učení nabízí, je využít je při tvorbě rekonstrukcí uměleckých děl, stylových imitací nebo imitací celých prostředí ze vzdálených epoch. Kvantitativní analýzy velkých databází nám však mohou poradit i v obecnějších otázkách (umělecko)historického poznání.

Četnost názvů řeckých archeologických lokalit v dobové literatuře od roku 1800. (Ruiny krétského Knóssu byly odhaleny až roku 1878.) Graf vygenerován pomocí nástroje Google Ngram Viewer

Průčelí Celsovy knihovny v maloasijském Efezu pochází ze sedmdesátých let 20. století. Do té doby ležely na místě pouze trosky někdejšího skvostu antické architektury, stěží zřetelné pozůstatky budovy vystavěné římským konzulem Gaiem Juliem Aquilou mezi lety 117–135 našeho letopočtu. Tuto původní stavbu významně poničil nájezd góthských kmenů a požár již roku 262. Tehdy byly ztraceny uložené svitky, zpustošen interiér a poškozena i značná část konstrukce. Samotná čelní strana objektu se zřítila k zemi při pozdějším zemětřesení, pravděpodobně během desátého či jedenáctého století. Pokud bychom se na místo vypravili kolem roku 1900, čekaly by na nás zde jen křovinami zarostlé kamenné bloky; rozsypané zdivo, povalené části sloupů, kousky kladí i torza sochařské výzdoby ukrývající se ve vysoké trávě, pokud nebyly skryté rovnou pod vrstvou zeminy.

Archeologické práce v Efezu započaly v prvním desetiletí minulého století. Tým archeologů pod vedením Rakušana Rudolfa Heberdeyho tehdy očistil ruiny knihovny, zdokumentoval nalezené fragmenty a zaměřil odkryté základy. Architekt Wilhelm Wilberg poté rozkreslil pravděpodobnou formu někdejší fasády, čímž vytvořil vůbec první dnes známý obraz budovy. Tehdy se psal rok 1908, a ačkoliv během následujících dekád probíhaly na místě další průzkumy, Wilbergův návrh byl shledán v zásadě správným a i projekt ze sedmdesátých let na opětovné vystavění průčelí se od této předlohy významně nevzdálil.

Podíváme-li se na znovu vybudovanou Celsovu knihovnu, neuvidíme identickou antickou stavbu, ale moderní představu o ní. Jak Wilhelm Wilberg, tak jeho následovníci měli k dispozici jen omezenou sadu indicií pramenících přímo z místních vykopávek, neúplné portfolio originálních součástí, z nějž bylo potřeba odvodit celkový architektonický návrh i menší stavební detaily. Proporce dochovaných sloupů se staly vodítkem pro jejich nově vytvořené protějšky, ztracené fragmenty překladů a nástavců vznikly dle tvarosloví dochovaných sousedících dílů. Kde rekonstrukční tým neměl k dispozici jasnou zprávu pocházející z místních nálezů, využil své znalosti obdobných antických monumentů, domyslel si, vymodeloval a doplnil potřebné prvky tak, aby byla konstrukce fyzicky proveditelná a vjem ze stavby ucelený. Archeologové a architekti zformovali staronovou knihovnu jako výsledek rovnice poskládané z místních nálezů, svých znalostí historie, svého vzdělání, dosavadní praxe a dalších, často obtížně uchopitelných zkušeností. Díky tomu dnes můžeme navštívit stavbu nabízející komplexní zážitek, který by nám hromada trosek jen stěží dokázala nabídnout. Setkáváme se s reprodukcí původní knihovny, reprodukcí věrohodnou, ale nutně (více či méně) odlišnou od zaniklého antického monumentu.

INSPIRACE, NEBO IMITACE

V moderní archeologii, restaurátorství či památkové péči je problematika reprodukcí a rekonstrukcí nedochovaných celků velmi dobře známá. Diskuse o tom, zda chybějící části mají co nejpřesněji imitovat své historické protějšky, zda jsou vhodnější volné aluze inspirované tradičními formami, nebo zda by se současné zásahy měly napodobování zcela vyhnout, se v těchto oborech vede nejpozději od dob Aloise Riegla. Toto téma přitom nezůstalo pouze v akademické rovině, ale významně ovlivnilo i samotnou rekonstrukční praxi. Ta se během 20. století vzdálila od původních puristických (imitačních) praktik a nově vkládané komponenty začaly být zpravidla zřetelně odlišovány. Po moderní rekonstrukci budovy, obrazu nebo sochy lze tedy citlivým okem odlišit hranice autentického materiálu a restaurátorské invence; v případě průčelí Celsovy knihovny dokážeme rozpoznat původní mramorové prvky a komponenty z umělého kamene vytvořené během „znovusestavení“; u poslepované řecké keramiky odlišíme historické střepy od

Skupina hlav s uraženými nosy, digitální reprodukce uměleckých děl setříděné pomocí nástroje Google t-SNE Map

Pohled do virtuální krajiny sestavené z desetitisíců reprodukcí uměleckých děl, vygenerováno pomocí nástroje Google t-SNE Map

dílů vytvořených při kompletaci a nově zhotovené kružby v gotickém klášteře jsou konstruované ve tvarech, které by žádný středověký stavitel nevykreslil.

Bez ohledu na to, zda restaurátor zamýšlí co nejvíce napodobit domnělý originál, či ponechat dílčí prostor dobové invenci, jeho vliv na formování obnoveného celku je vždy nezanedbatelný – je to právě on, kdo zakresluje dochované prvky, zkoumá archivní materiály, provádí komparace s podobnými případy a následně navrhuje a modeluje chybějící komponenty. I v době digitálních technologií, kdy mnozí renovátoři využívají laserové scannery a fotogrammetrické modelování k zachycení původních elementů, rozsáhlé online databáze ke komparaci děl, software typu CAD k modelování a 3D tiskárny k výrobě samotných komponentů, zůstává tento proces ve své logice beze změny. Bez ohledu na technologické možnosti je vytvoření části ztraceného artefaktu, vykreslení chybějícího místa v kulturní historii, náročný a pomalý proces formovaný a limitovaný schopnostmi a silami restaurátorského týmu, který jej provádí.

AUTONOMNÍ RESTAURÁTOR

Existují jiné možnosti? Novomediální umělec Egor Kraft představil v roce 2018 sérii soch nazvanou Content Aware Studies. Jedná se o sadu mramorových hlav, replik původních antických děl z řeckého klasického a helénského období i z doby římské nadvlády nad Středomořím. Najdeme mezi nimi vyobrazení Herkula, podobiznu Julie Mamaey, tvář neznámého aristokrata nebo portrét karyatidy. Skulptury s různými náměty i odlišnou velikostí mají však jedno společné – jejich originály se nedochovaly vcelku. V jednom případě chybí oko s kusem obličeje, jindy se poškodila brada a nos, v dalším případě se zachovala tvář, avšak zbytek hlavy nikoliv.

Ztracené fragmenty jsou ve všech případech nahrazeny novými částmi z polyamidových vláken vyrobenými za pomoci 3D tisku a zasazeny do trhlin a děr po úlomcích. Některé náhražky působí konvenčně a předvídatelně, jiné však ve svém tvarosloví ukrývají nejedno překvapení; ačkoliv jejich forma zdařile navazuje na okolní mramor a cituje tvary hlavy, v detailech se objevují nesmyslné prvky – náznak oka pod uchem, nosní dírky vyhloubené ve středu tváře či celý obličej vynořující se mezi vlasy na temenu hlavy. Částečně nelogická forma však v tomto případě není důsledkem umělcovy invence, ale algoritmu GAN, který měl návrh a modelaci ztracených fragmentů na starosti. Jedná se o druh digitální neuronové sítě speciálně navržený ke generování (nejen) vizuálních výstupů dle pravidel extrahovaných ze vzorové sady dat.

V případě antických bust Georg Kraft a jeho kolega Artem Konevskikh shromáždili databázi tisíců 3D scanů různých klasických soch z renomovaných muzejních sbírek (mj. z British Museum, Metropolitan Museum, Museo Nazionale Romano) a použili je jako základ pro strojové učení. Následoval proces studia, tedy výpočetně náročný úkol, během nějž počítač samostatně hledal vzorec co nejlépe reprezentující vložená data. Dále, když měli umělci k dispozici tuto tzv. naučenou neuronovou síť, vložili digitální model konkrétní poškozené busty a zadali algoritmu, aby navrhl možné podoby chybějícího dílu – varianty, z nichž byl nakonec vybrán finální tvar. Experiment Content Aware Studies můžeme vnímat jako formu agregovaného poznání, formální pravidla extrahovaná z tisíců dobových soch byla využita k automatické rekonstrukci konkrétního kulturního artefaktu – k remodelaci titěrného kousku dávno zmizelého světa. Jakkoliv cílem Kraftova algoritmu nebyla věrohodná imitace původní podoby (v podmínkách při výběru finální varianty například nebylo nastaveno, že tvář musí mít dvě oči a hlava pouze jednu tvář), demonstrovaná automatizace rekonstrukčního procesu naznačuje nové možnosti při remodelaci ztracených celků uplatnitelné nejen při renovaci úlomků drobných soch, ale i při remodelaci kompletních uměleckých děl či celých prostředí.

Technologie založená na tomto a podobném principu dnes dokáže destilovat malířský styl z prací vybraného autora, aplikovat jej na libovolnou fotografii, a tím vytvořit nové dílo imitující svůj vzor. Stejně tak je schopna generovat realistické tváře neexistujících lidí na základě tisíců fotografií skutečných osob nebo záběry krajiny dle předložené skici a sady snímků reálného světa. V architektuře se experimentuje s algoritmy naučenými na databázích reálných projektů, které samostatně navrhují interiér o zadané dispozici, ve světě hudby se generované skladby à la Bach, Dvořák či Beatles pomalu stávají standardem.

STVOŘENÍ ZANIKLÉHO SVĚTA

Automatizované navrhování na základě dat a parametrů vydestilovaných z existujících objektů, ať už fyzických artefaktů, či mediálních záznamů, bude ve světě umění a designu představovat další velkou revoluci. Co to však může znamenat pro dějiny umění a dějiny obecně? Nápovědu můžeme hledat v zábavním průmyslu, konkrétně u společností zabývajících se vývojem počítačových her. Toto prostředí je tradičně známé pro svou rychlou adaptaci technologických inovací a schopnost předznamenávat tvůrčí i uživatelské přístupy, které posléze pronikají i do dalších oblastí lidské činnosti. Hry jako Spore, No Man’s Sky nebo Minecraft se během minulé dekády staly průkopníky procedurálně generovaných světů, které sice vycházely z designérem předdefinovaných parametrů, ale konkrétní modely již vznikaly zcela nezávisle bez přičinění lidské ruky.

Z našeho úhlu pohledu je pravděpodobně nejzajímavější herní série Assassin’s Creed, která se dostala do širšího povědomí mimo jiné skrze podrobný 3D model pařížského Notre-Dame, jejž její tvůrci pořídili nedlouho před osudovým požárem. Samotný způsob hraní „Assassina“ není nijak pozoruhodný, ovládáme zde hrdinu plnícího různorodé úkoly, putujícího rozsáhlou krajinou a střetávajícího se s ostatními postavami v bezpočtu šermířských šarvátek. Mnohem zajímavější je však simulovaný časoprostor, do nějž jsou jednotlivé epizody situovány. Již první díl si získal pozornost atraktivním vykreslením Blízkého východu v době třetí křížové výpravy, následovala střední Itálie za vlády Lorenza di Medici, Paříž během Velké francouzské revoluce nebo viktoriánský Londýn. Zatím poslední pokračování je umístěno do antického Řecka za probíhajících peloponéských válek. Herní svět tohoto dílu je opravdu obrovský, hrdina se zde volně pohybuje v prostoru sahajícím od Makedonie po Krétu, od Jónského moře k Egejskému.

Jakým způsobem byli vývojáři schopni rekonstruovat většinu pevninského Řecka a jeho ostrovů ve formách imitujících páté století před naším letopočtem? Základem se staly trojrozměrné mapy terénu z databáze NASA a Google Maps. Následovala tvorba biotopů, sad pravidel, objektů a textur představujících různé kombinace fauny a flóry; subtropické lesy, bažiny, zelené pastviny, kamenné pláže a horské svahy. S vědomím nestálosti přírody poté tvůrci hry pátrali po dobových záznamech napovídajících její ráz na konkrétních místech před dvěma a půl tisíci lety; například historickému území Arkádie se pro jeho pšeničná pole přezdívalo „chléb Peloponésu“, budete-li ve hře tímto regionem procházet, tak se zde opravdu setkáte s obilnými lány, domestikovanými zvířaty a zemědělsky kultivovanou krajinou.

Další krok představovalo modelování antické civilizace počátku klasického období, respektive virtuální rekonstrukce architektury, měst, obcí i drobných staveb v krajině, vytváření databáze čtyř tisíc uměleckých a řemeslných děl, remodelace různorodých předmětů denní potřeby i hospodářských či válečných strojů, od kožených sandálů po athénskou triéru. Velká většina těchto komponent byla připravována dle skutečných historických předloh a programována jako „digitální stavebnice“, tedy způsobem, aby jednotlivé objekty šlo libovolně skládat a kombinovat. Nakonec designéři rekonstruovali konkrétní památky, jež se do dnešních dnů dochovaly ve formě vykopávek, ruin či historických vyobrazení; Akropoli vč. Parthenónu, Korinth s Apollónovým chrámem, Olympii se stadionem a Diovou sochou nebo v dané době již rozpadající se palác v Knóssu či

zbytky Odysseova sídla na Ithace. V okamžiku, kdy byly nachystány digitální repliky stovek skutečných míst, stačilo spustit algoritmus, který dle map a nachystaných komponent vygeneroval celý okolní svět a vše spojil do jednoho celku.

Ačkoliv ani zde vývojáři neusilovali o věrnou imitaci, ale spíše o spektakulární podívanou a zábavný herní prožitek, jejich práce je natolik zajímavá a přesvědčivá, že ji mnozí učitelé historie začali využívat jako didaktickou pomůcku. (Dnes je v Assassin’s Creed zakomponován i vzdělávací mód nabízející edukační trasy seznamující s antickou architekturou, uměním, mytologií či filozofií.) Může však podobná simulace nabídnout i nové historické poznání? Pomoct archeologům, historikům umění a dalším odborníkům lépe pochopit roli sochařství v athénské polis nebo blíže prozkoumat kulturně-ekonomické vztahy ve starověké společnosti? A může být toto poznání natolik věrohodné, abychom s ním mohli dále pracovat či o něj dokonce opírat poučení pro naši současnost?

DIGITÁLNÍ DĚJINY UMĚNÍ

V roce 2015 popsal Lev Manovich digitální dějiny umění jako soubor metodik využívající kvantitativní analýzu ke zkoumání kulturních artefaktů. Nejedná se o novou disciplínu, která by snad sledovala odlišné cíle, než mají dnešní historici umění. Jde spíše o rozšíření možností výzkumu či odlišný způsob vidění skrze různorodé počítačové klasifikace, vizualizace a simulace znázorňující jinak těžko uchopitelné vztahy a souvislosti mezi uměleckými předměty. Jde o nový přístup nahlížení na historii, který matematickými a statistickými cestami přistupuje k velkým kulturním datům, digitalizovaným muzejním a archivním kolekcím, metadatům i k textům o umění. Manovichův úvodní text Data Science and Computational Art History samozřejmě nevznikl v uzavřené bublině, ale navazoval na práce historiků a historiček, jako je Peter Turchin nebo Jo Guldi, kteří již delší dobu prosazují kvantitativní přístupy ke zkoumání dějin. Druhá jmenovaná v roce 2014 vydala knihu History manifesto představující významnou kritiku tradičních badatelských přístupů. Guldi v ní tvrdí, že tento obor se nachází v zajetí „short-termismu“, že většina kvalifikačních prací a odborných publikací se zaměřuje na velmi úzké okamžiky dějin, které jsou sice snáze uchopitelné, ale jejich popis a interpretace jen málokdy přinesou relevantní informace vzhledem k současnosti. Akademici zkrátka podléhají obavám, že skrze své metody nedokážou obsáhnout delší časové úseky či větší území, že by vynechali podstatné události, zdůraznili děje sekundárního charakteru a v nejhorším případě byli nařčeni z neobjektivity a ideologické podjatosti. Koneckonců, značná část velkých historických vyprávění napříč tisíciletími byla při svém vzniku politicky motivována a jejich obsah byl vybírán a ohýbán tak, aby jasně ukazoval směr dějin, třeba k výhře liberalismu a demokracie nebo k vítězství pracující třídy či nadvládě nejsilnější rasy.

Historický výzkum podle zmiňované autorky by měl být vždy založen na shromažďování, kritice a interpretaci dat, avšak nový historik nemá pracovat s jednotlivými dokumenty, ale s celými databázemi, a tak lépe chápat hierarchii a kauzalitu událostí. Díky digitálním technologiím a kvantitativním přístupům snáze určovat zlomové okamžiky i doprovodné jevy, odhalovat vzorce a principy, které přinesou více než jen poznání minulosti. Takový kulturní badatel by měl být schopen nalézat korelace mezi historickým vývojem a současným děním, upozorňovat na ně, a zastávat tak významnou kritickou roli v dnešní společnosti. Ostatně, vědecké disciplíny, jejichž výstupy dnes bývají veřejně citovány, již s daty zpravidla pracují. Ať už jde o ekonomii, sociologii, nebo třeba klimatologii, vždy představují v rámci té které teorie argument čísla, a nikoli vyprávění.

VELKÁ KULTURNÍ DATA

Mluvíme-li dnes o velkých datech, máme obvykle na mysli informace generované bezpočtem různých elektronických zařízení. Vybaví se nám velcí bratři v podobě technologických gigantů ze Silicon Valley, jejichž automatizovaní datoví inspektoři odkrývají naše politické názory či sexuální orientaci, predikují životní rozhodnutí a dokonce odhadují den, kdy zemřeme. Samotný fakt, že v posledních dvou dekádách prochází společnost informační explozí, však neznamená, že neexistují žádná data z bližší či vzdálenější minulosti. Podíváme-li se do depozitáře Národní galerie, najdeme v něm více než půl milionu uměleckých děl, Národní muzeum eviduje ve svých sbírkách téměř dva miliony (nejen) historických artefaktů, Národní knihovna zas uchovává přes sedm milionů svazků… Ke každé položce existují metadata, informace o tom, kdy vznikla, odkud pochází, kdy byla zaevidována, kdo je jejím autorem, kdo ji do sbírek věnoval či odprodal… A v neposlední řadě, samotný sbírkový předmět je tím nejdůležitějším nosičem informací, které, na rozdíl od minulosti, lze dnes zkoumat automatizovaně skrze „elektronické oko“ strojového vidění.

Ačkoliv jen zlomek artefaktů uchovávaných domácími institucemi má svou digitální reprodukci, řada jejich zahraničních protějšků je v tomto směru podstatně aktivnější. Amsterdamské Rijksmuseum nebo Metropolitan Museum v New Yorku má digitalizovanou (a ve formě otevřených dat přístupnou) celou svou sbírku. Organizace jako Wikimedia Commons, Google Cultural Institute nebo Europeanea disponují databázemi obsahujícími desítky milionů uměleckých děl, dokumentárních snímků a historických předmětů. Jakými způsoby však mohou badatelé s těmito zdroji zacházet? Jaké nástroje jim dovolí odstoupit od zkoumání jednotlivých exponátů a podívat se z větší vzdálenosti na celé soubory a kolekce?

Na webu experiments.withgoogle.com se nacházejí desítky konceptů i hotových nástrojů aplikujících současné technologie na velká kulturní data. Najdeme mezi nimi mj. rozhraní Ngram viewer využívající databázi 25 milionů nascanovaných knih ze služby Google Books a znázorňující četnost výskytu konkrétních hesel či frází v průběhu času. Jinou ukázkou může být projekt X Degrees of Separation, v němž lze prohledávat umělecká díla na základě formální podobnosti. Uživatel si v tomto případě zvolí dva konkrétní artefakty, například plakát od Henriho de Toulouse-Lautreca a práci od Alfonse Muchy a systém řízený strojovým viděním mu automaticky vrátí několik děl z databáze tvořících „evoluční linii“ mezi nimi (v daném příkladě se Lautrecova a Muchova díla proloží japonskými grafikami). Umělý zrak je klíčovou technologií nejednoho experimentu operujícího s automatickou klasifikací a porovnáváním výtvarných děl. Za všechny jmenujme ještě alespoň t-SNE map – interaktivní 3D krajinu generovanou z desetitisíců uměleckých předmětů utříděných podle vzájemných podobností. Čím silnější vizuální paralela mezi dvěma díly panuje, tím blíže se na mapě nachází. Uživatel či kurátor může tímto virtuálním prostorem procházet, přibližovat a oddalovat svůj úhel pohledu, odhalovat překvapivá seskupení a brzy snad také odhalovat nová historická poznání.

Pojem informační přehlcení je dobové klišé, které postupně ztrácí svůj význam. Už nežijeme v době, kdy s daty neumíme zacházet, ale postupně získáváme a tvoříme nástroje rozšiřující naše způsoby vidění. Problém s velkými daty o kulturní historii tedy není ani tak v tom, že by jich byl nedostatek (pomalá digitalizace je snad jen přechodný stav) či neexistovaly způsoby, jak s nimi pracovat. Potíž spočívá spíše v malém množství výzkumníků, kteří jsou schopni a ochotni k nim přistoupit. Jistě, k podobnému druhu práce jsou potřeba jiné dovednosti, než se používaly doposud. Nestačí jen znalost dějin, dějin umění či estetiky. Nyní vstupuje do hry také statistika, datová věda, programování, digitální design, interakční design, vizualizace a řada dalších, často náročných disciplín, které zcela jistě nelze obsloužit v jednom člověku. Individuální historik umění bádající v zaprášených archivech a hledající ve starých svazcích zapomenutou pravdu o kulturních dějinách je sám o sobě muzejním artefaktem či romantickou představou z hollywoodského filmu. Budoucnost patří transdisciplinárním týmům schopným pokrýt všechny potřebné odbornosti, hledat bohatství ukryté v datech, klást nové otázky, zkoušet nové metody a novými cestami rekonstruovat ztracené světy. Lukáš Pilka je historik a teoretik umění.