Моделювання динамічних властивостей круглої скульптури в архітектурно-природному середовищі

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

УДК 658.512.23

Спеціальність: 05.01.03-Технічна естетика

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

МОДЕЛЮВАННЯ ДИНАМІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ КРУГЛОЇ СКУЛЬПТУРИ В АРХІТЕКТУРНО-ПРИРОДНОМУ СЕРЕДОВИЩІ

Максименко Олександр Євгенович

Київ - 2011



Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національній академії природоохоронного та курортного будівництва Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: - доктор технічних наук, професор Дворецький Олександр Тимофійович, завідувач кафедрою геометричного та комп'ютерного моделювання, Національна академія природоохоронного та курортного будівництва (м. Сімферополь);

Офіційні опоненти: - доктор технічних наук, професор НІЦИН Олександр Юрійович , професор кафедри нарисної геометрії та графіки, НТУ «Харківський політехнічний інститут» (м. Харків);

- кандидат технічних наук, доцент, ПАНЬКО Олексій Миколайович, Заслужений будівельник України, заступник керівника державного управління справами президента України (м. Київ).

Захист відбудеться «23» лютого 2011 року о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.056.06 у Київському національному університеті будівництва і архітектури за адресою: 03680, м. Київ, Повітрофлотський проспект, 31, ауд. 466.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Київського національного університету будівництва і архітектури за адресою:03680, м. Київ, Повітрофлотський проспект, 31.

Автореферат розісланий «21» січня 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради кандидат технічних наук, доцент О.А. Бондар



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Естетичні властивості, як одна з найважливіших якостей користувача промислових виробів, архітектурних рішень, визначають їх успіх, ціну, ефективність маркетингових кампаній.

В останні роки однією з домінуючих тенденцій промислового дизайну для об'єктів таких класів, як літаки, яхти, автомобілі, є прагнення підкреслити динаміку форми, що відповідає динамічним властивостям виробів, як і динамічному образу сучасного життя. Аналогічна задача пошуку гармонії між динамічним стилем життя і статикою форм активно вирішується сучасними архітекторами та спеціалістами в галузі паркового дизайну.

Разом із тим, прийоми, що часто використовуються для розв'язання задачі є емпіричними, неприродними, ускладнюють технологію виготовлення та не спираються на співвідношення фізичних характеристик об'єктів: розташування центру ваги, кутів повороту окремих частин, моментів інерції та ін.

Виходячи з цього, особливої актуальності набувають як задачі динаміки форми саме на основі фізичних характеристик, так і задачі впровадження одержаних результатів у методики промислового дизайну, архітектурного проектування, садово-паркового дизайну.

Отже, цілком логічно дослідити динаміку форми на прикладі скульптурних композицій, що передають динаміку живих об'єктів, і водночас допускають точні виміри та враховують особливості зорового сприйняття. Це є тим більш важливим, що широке використання комп'ютерних технологій при проектуванні зовнішніх та внутрішніх складових навколишнього середовища нерідко призводить до того, що проектувальник за допомогою готового модуля механічно включає скульптуру в ландшафт або інтер'єр.

При цьому не аналізується, наскільки ефективною є художньо-образна складова того простору, в якому домінує скульптура. Це, в свою чергу, знижує естетичний ефект від сприйняття скульптурного образу, руйнує стилістичну та смислову гармонію між скульптурою і простором. Тому розробка методичних прийомів проектування предметно-просторового середовища з урахуванням динаміки скульптури є необхідною для діяльності скульпторів і дизайнерів, які виконують архітектурні й ландшафтні проекти із застосуванням комп'ютерних технологій.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в межах державної науково-дослідницької теми «Розробка рекомендацій на комплексне проектування енергоефективного індивідуального житла. Розділ: «Архітектурно-скульптурні об'єкти в сонячних інтер'єрах», державний реєстраційний номер 0109U003044, Національної академії природоохоронного та курортного будівництва, м. Сімферополь, кафедра архітектури будівель і геометричного моделювання.

Мета і задачі дослідження. Мета дослідження - розробка методів геометричного моделювання динамічних властивостей скульптури для гармонійного включення скульптурних об'єктів у проектоване архітектурно-ландшафтне середовище на основі аналізу об'єктивних законів утворення і сприйняття форми. скульптура архітектурний ландшафтний геометричний

Для досягнення мети необхідно розв'язати такі задачі:

узагальнити існуючий історико-теоретичний і практичний досвід у галузі дослідження динаміки скульптурних форм і геометричного моделювання об'єктів мистецтва;

виявити рівні вираження ознаки «статика-динаміка» у скульптурній формі з використанням кількісної оцінки зовнішньої та внутрішньої динаміки об'єкта та розробити прийоми графічної формалізації зовнішньої та внутрішньої динаміки скульптури;

обґрунтувати послідовність реалізації моделей динамічних властивостей скульптурних об'єктів у графічних редакторах для використання їх у комп'ютерному моделюванні;

визначити, спираючись на правила побудови фігури у скульптурі, принципи моделювання динаміки скульптури як домiнанти архітектурно-природного середовища;

представити методику проектування архітектурно-природного середовища з урахуванням динамічних властивостей круглої скульптури.

Об'єкт дослідження - динамічні властивості пластичних форм в архітектурно-природному середовищі.

Предмет дослідження - моделі, що відображають прояв «статики-динаміки» властивостей скульптури в просторі, що проектується.

Методи дослідження.

Методами дослідження є: аналітичний - при вивченні історико-теоретичної спадщини; системний - для дослідження проявів ознаки «статика-динаміка» в скульптурі; евристичний - при розробці послідовності геометричного моделювання динаміки пластичних форм; прикладного програмування - при створенні комп'ютерної моделі.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що:

вперше представлено графічну формалізацію зовнішньої динаміки скульптури шляхом визначення параметрів, що залежать від плеча зміщення центру ваги тіла по відношенню до композиційної осі;

вперше запропоновано діаграми внутрішньої динаміки скульптурних форм, що дозволяють визначити ступінь прояву динамічних властивостей скульптури, залежно від кута повороту головних осей фігури: плечового пояса (А/В), тазу (C/D), колін (E/F), стоп (G/H);

вперше запропоновано алгоритм створення комп'ютерної моделі каркаса скульптури за розробленими рекомендаціями у вигляді діаграм та таблиць зовнішньої та внутрішньої динаміки скульптури шляхом послідовного введення табличних даних. Реалізація цього алгоритму дозволяє уникнути інтуїтивного пошуку і помилок у виборі реальних положень головних осей каркаса;

отримала подальший розвиток методика проектування круглої скульптури на основі узгодження її динамічних властивостей з архітектурно-природним середовищем, що дозволяє уніфікувати всі можливі градації динаміки скульптурного об'єкту в просторі.

Практичне значення полягає в тому, що використання запропонованих методів моделювання дозволяє включити в процес проектування динамічні властивості скульптури, як домінанти архітектурно-природного середовища. Запропоновані алгоритми створення комп'ютерної моделі каркаса скульптури з урахуванням її динамічних властивостей дозволяють уникнути інтуїтивного пошуку й помилок, а також прагнути візуальної відповідності об'єкту, що проектується, простору для досягнення гармонійної відповідності між архітектурно-природним середовищем і скульптурою, як її організуючим центром.

Практична цінність роботи полягає в тому, що її результати можуть бути використані у творчості скульпторів, архітекторів, спеціалістів ландшафтного дизайну, дизайну інтер'єру, в науково-педагогічній діяльності вищих навчальних закладів для професійної підготовки студентів названих спеціальностей, а також при проектуванні об'єктів дизайну при створенні динамічних образів.

Впровадження результатів роботи. Результати, одержані в дисертаційній роботі, було впроваджено в проектну практику створення архітектурно-скульптурного комплексу «фонтан духів» у м. Алушта; використано при розробці та виконанні ряду скульптурних замовлень у творчій майстерні Національного Союзу Художників України в Криму; в навчальному процесі Республіканського вищого навчального закладу «Кримський гуманітарний університет» (м. Ялта); в науково-дослідницькій роботі Національної академії природоохоронного та курортного будівництва. Відповідні документи наведено в додатках до дисертаційної роботи.

Особистий внесок здобувача. Основні результати роботи, винесені на захист, одержані автором самостійно. У статтях, написаних у співавторстві, напрацюваннями автора є: розгляд умов прояву ознаки «статика-динаміка» у скульптурних об'єктах; геометричне моделювання зовнішньої динаміки скульптури; обґрунтування методики застосування прийомів комп'ютерного моделювання для включення скульптури до архітектурно-природного середовища.

Внесок здобувача полягає у формалізації розв'язання поставлених окремих задач дослідження, розробці комп'ютерної реалізації та конкретних розрахунках.

Апробація результатів дослідження. Основні положення дисертаційної роботи доповідались і обговорювались на: Кримських науково-практичних конференціях «Геометричне і комп'ютерне моделювання: енергозбереження, екологія, дизайн» (м. Сімферополь, 2005 р.; 2006 р.; мм. Сімферополь - Алушта, 2007 р.; мм. Сімферополь - Судак, 2008 р.; мм. Сімферополь - Судак, 2009 р.); другій україно-російській науково-практичній конференції „Сучасні проблеми геометричного моделювання” (м. Харків, 2007 р.); Х Міжнародній науково-практичній конференції «Актуальні проблеми геометричного моделювання» (м. Мелітополь, 2008 р.); шостій міжнародній науково-практичній конференції «Геометричне моделювання та комп'ютерні технології: теорія, практика, освіта», присвяченій 125-річчю Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» та 10-річчю Української асоціації з прикладної геометрії, (м. Харків 21-24 квітня 2009 р.); сьомій міжнародній науково-практичній конференції «Геометричне моделювання і комп'ютерний дизайн» (м.Одеса 21-25 квітня 2010р.); The 25th National and 2th International Scientific Conference MonGeometrija 2010. - Belgrade, Serbia.

Публікації. Основні результати дослідження викладено в 11 публікаціях (шість одноосібних), із них десять - у наукових фахових виданнях, затверджених ВАК України, одна стаття у збірнику науково-практичної конференції.

Структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел з 176 найменувань, і чотирьох додатків. Робота містить 137 сторінок основного тексту, 52 рисунки і 31 таблицю.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, визначено ступінь її розробленості та форми зв'язку з науковими програмами, сформульовано мету, задачі дисертаційної роботи, об'єкт і предмет дослідження, методи дослідження, аргументовано наукову новизну і практичну значущість одержаних результатів, подано відомості щодо апробації результатів дослідження, публікацій автора та структури роботи.

У першому розділі - «Теоретичне обґрунтування моделювання круглої скульптури з урахуванням її властивостей», проаналізовано літературні джерела щодо питань формалізації скульптурних образів, на підставі яких наведено обґрунтування розробки алгоритмів і рекомендацій з моделювання скульптури в архітектурно-природному середовищі з урахуванням її динамічних властивостей.

Теоретико-практичний досвід у галузі об'ємно-пластичної творчості, що розкриває проблему реалізації динамічних властивостей скульптури у процесі її взаємодії з простором, підсумований у роботах Д. Є. Аркана, А. Є. Бринкмана, Б. Р. Виппера, О. С. Красноголовцевої, Н. І. Полякової.

У роботах В. Є. Михайленка, В. О. Плоского, В. В. Товбича, М. І. Яковлєва аналіз геометричних аспектів художнього формоутворення зроблено на основі визначення провідних принципів організації цілісної композиції (принцип співпідкорення елементів), характеристики методичних прийомів графічної формалізації об'єктів мистецтва та обґрунтування комп'ютерного моделювання композиційних формоутворень.

У роботах з технічної естетики О. Л. Андрєєва, Ю. Б. Борєва, Ю. М. Ковальова, І. О. Кузнєцової, Д. Ю. Кучерюка, Л. Т. Левчук, О. Ю. Ніцина, Г. Темпера, Г. Г. Фехнера, Є. Г. Яковлєва розглянуто принципи оцінки ступеня художньої виразності об'єктів, що мають геометрично організовану структуру.

У розділі узагальнено відомості про еволюцію круглої скульптури відповідно до прийомів геометричних досліджень.

Відзначено, що вирішальною умовою моделювання динамічних властивостей круглої скульптури є використання модульних прийомів створення скульптурного об'єкту на основі класичної методики пропорціонування, що базується на співвідношенні арифметичних і геометричних величин. Геометрія пластичних форм визначає послідовність сприйняття скульптурного об'єкту й оцінки його динамічних характеристик.

Проектування предметно-просторового середовища з включенням в неї скульптури, як домінанти, вимагає геометричної організації усієї об'ємно-просторової форми.

Проаналізований досвід створення скульптури з точки зору формалізації пластичних властивостей: а) пропорціонування; б) пластики силуету. Зроблений висновок про доцільність формалізації динамічних властивостей скульптури.

У другому розділі - «Дослідження динамічних параметрів скульптури: формалізація внутрішньої динаміки» представлено форми внутрішнього прояву динамічних властивостей скульптурної форми, визначено їх структурні характеристики, що дозволило виявити закономірності динамічного силуету круглої скульптури.

Внутрішні прояви динаміки в круглій скульптурі формалізуються шляхом геометричного моделювання каркаса скульптури за допомогою осей плечового поясу (А/В), тазу (C/D), колін (E/F), стоп (G/H).

Стан спокою, рівноваги визначається у внутрішньому просторі скульптури паралельним розташуванням площин, що умовно ділять її форму, і осей, що утворюють ці площини (рис. 1).

Наростання динаміки виражається в поступовому зміщенні головних осей в об'єкті, при цьому вирішальним є положення тулуба відносно тазостегнової частини фігури. Показники внутрішньої динаміки найбільш зорове виявляються у відносному положенні головних осей попарно: плечового пояса (А/В) і тазу (C/D), колін (E/F) і стоп (G/H).

Діаграми, що візуалізують формальні показники внутрішньої динаміки скульптурного об'єкту у співвідношенні головних осей каркаса скульптури: осей плечового пояса (А/В), тазу (C/D), колін (E/F), стоп (G/H), дають можливість простежити зміну кута між головними осями.

Скульптура, що характеризується показниками урівноваженої динаміки в середині об'єкту, створює цілісне враження, оскільки рухи тулуба виявляються гармонійно врівноваженими положенням тазостегнової частини (рис.2).

Збільшення напруження в конструкції виявляється в тому, що головні осі розташовуються за принципом динамічного протиставлення - контрапосту, що опиняється поступовим розбалансуванням мас в об'єкті. Фігура починає вигинатися вздовж композиційної осі; осі плечового пояса (А/В) і стоп (G/H) різноспрямовані, що сприяє розвитку руху за всіма опорними точками форми (рис.3).

Рис.4. Гістограма показників внутрішньої динаміки скульптури

Запропонована гістограма зміни пропорційних стосунків між головними осями каркаса скульптури, дає можливість моделювати варіанти прояву внутрішньої динаміки скульптурного об'єкту (рис.4).

Дані рекомендованих значень поворотів і зміщень осей за станом підсумовано в таблиці для використання комп'ютерного моделювання скульптури. (табл. 1).

Таблиця 1 - Таблиця рекомендованих значень поворотів і зміщень осей за станом

Стан	Вісь	б Ч	б Х	б Ж	Д Ч	Д Х, см	Д Ж
Статика.
Спокій, Умиротворення, Пробудження, Меланхолія. Від 100 до 300	A-B C-D E-F G-H	0	2..6о	0..17о	0	-1..2	0
		0	0..-4о	0..-7о	0	-1..-3	0
		0	0..-2о	0..1о	0	-3..-7	0
		0	-3..1о	0..-5о	0	1..3	0
Слабо виражена динаміка.
Здивування, Обурення, Кокетство. Від 200 до 400	A-B C-D E-F G-H	0	5..13о	17..27о	0	-3..-5	0
		0	-4..-8о	-7..-9о	0	-3..-5	0
		0	-2..-4о	2..4о	0	-7..-9	0
		0	0	-5..-12о	0	0	0
Напруження. Внутрішня динаміка
Веселощі, Збудження, Подолання. От 400 до 700	A-B C-D E-F G-H	0	7..14о	25..33о	0	-4..-7	0
		0	-7..-10о	-8..-13о	0	-4..-7	0
		0	-3..-5о	3..5о	0	-8..-10	0
		0	0	-5..-10о	0	0	0
Інтенсивна динаміка
Запал, Стрімкість, Обурення. Від 700 до 900	A-B C-D E-F G-H	0	13..15о	33..45о	0	-6..8	0
		0	-9..-12о	-11-16о	0	-7..-10	0
		0	-4..-7о	4...7о	0	-10..12	0
		0	-10-13о	-10-13о	0	1..3	0
Максимальне напруження, гротеск
Напруження, Стрес, Розрядка. Від 900 до 1200.	A-B C-D E-F G-H	0	15..18о	45..64о	0	-7..-9	0
		0	-13-15о	-16-19о	0	10-15	0
		0	-7..-9о	7..9о	0	-12-15	0
		0	0	-13-17о	0	0	0

Для якісної оцінки внутрішньої динаміки круглої скульптури запропоновано будувати графіки повороту головних осей, що дозволяють оцінювати зміну напряму внутрішніх рухів скульптури.

Характер внутрішнього руху скульптури наближається до природного за відсутності екстремумів на графіках.

Через чотири значення кутів повороту головних осей проводиться графік із використанням кубічної параболи (1).

По горизонтальній осі відкладається частина висоти фігури людини, що відповідає однієї із головних осей.

(1)

Стопи на висоті 0, коліна - 50 см, таз - 90 см, плечі - 150 см. Ці значення відкладаються по осі х. Чотирьом значенням висоти тіла людини відповідають чотири значення кутів повороту головних осей. Рівняння, що відповідає діаграмі вигляду зверху скульптури балалаєчника, наступне

y=131/5400000*x^3-1681/135000*x^2+3607/3600*x+8 (2)

У програмі Maple побудовано графік рівняння (рис.5).

Аналіз розташування головних осей каркасу скульптури дискобола Мирона, виконаний на основі діаграм і графіків внутрішньої динаміки, говорить про те, що атлет, зображений в цій скульптурі, не може далеко метнути диск. Положення головних осей, що відповідають зарядженості спортсмена на дальнє метання диску, має бути таким як показано на діаграмі (рис. 7). Головні осі, починаючи від стоп і до плечового пояса, мають бути у гвинтовому закручуванні в одному напрямі. Графік повороту головних осей у цьому випадку не повинен містити екстремумів (рис. 7).

У третьому розділі - «Дослідження динамічних параметрів скульптури: формалізація зовнішньої динаміки" який складається з чотирьох підрозділів, виявлені рівні прояву зовнішньої динаміки пластичної форми в моделі скульптури на основі розгляду реалізації принципу «динаміка-статика».

На основі твердження, що динаміка і статика - взаємопов'язані поняття, прояви мінливості й нерухомості, руху та спокою форми зроблено висновок про те, що композиція геометричних форм, у яку вписано пропорції фігури, визначає послідовність сприйняття людиною скульптурного об'єкта. Залежно від компоновки форми, він може оцінюватися як статичний або нестійко динамічний.

Статичним силуетом характеризуються скульптури, центр ваги яких наближено до композиційної осі, що організує форму. Ці скульптурні об'єкти відрізняються симетричним розміщенням елементів, горизонтальним розподілом площин з акцентованим центром. Збільшення показників зовнішньої динаміки відбувається в скульптурі, композиційне рішення якої засновано на видаленні центра ваги від композиційної осі та, відповідно, на зміні відношення між величиною його зміщення щодо осі рівноваги і його висотою.

Для розрахунку центра ваги твердого тіла (скульптури зокрема), геометричної точки, через яку проходить рівнодіюча усіх сил ваги, що впливають на частини тіла при будь-якому положенні його в просторі, застосовуються формули:

, (3)

(4)

Показником зовнішньої динаміки скульптури, є відношення величини зміщення центра ваги відносно композиційної осі до висоти центра ваги.

, (5)

де h - висота центра ваги, L - плече. Pb - ступінь зовнішньої динаміки скульптури у відсотках.

Силует зі зміщеним центром ваги в межах опори - силует динамічного балансування - створює враження виразного, але нестійкого стану, все напруження сконцентровано в площині опорної ноги, в сторону якої розвернуто верхню частину корпуса, тобто перерозподіл сил у скульптурному об'єкті чітко виражено в зовнішній формі

Запропонована гістограма зміни динамічного силуету, залежно від зміщення центра ваги відносно композиційної осі (плеча), дає можливість моделювати варіанти прояву зовнішньої динаміки скульптурного об'єкту (рис.9).



Рис.9. Гістограма прояву зовнішньої динаміки скульптури.

Найбільш сильне вираження зовнішньої динаміки скульптурної форми - максимально динамічний силует - визначається зміщенням центру ваги по горизонталі, коли скульптурна форма характеризується нестійкою рівновагою мас. Такий твір глядачем сприймається в широкому смисловому діапазоні - від безсилля, невпевненості, безвихідності до надії, стійкості, прагнення до мети (рис. 10).

Результати, які одержані на основі кількісної оцінки параметрів зовнішньої динаміки, пiдсумовані в таблиці рекомендованих значень плеча зміщення центру ваги відносно композиційної осі. Ці значення пропонуються для використання при моделюванні скульптурних форм у комп'ютерних графічних редакторах (табл. 2).

Таблиця 2 - Таблиця рекомендованих значень зміщення центра ваги

Стан	Вісь		б Ч	б Х	б Ж	ДЧ	Д Х, см	Д Ж
	Статика
Спокій, Умиротворення, Пробудження, Меланхолія. Pв від0% до20%	A - B		0	0	0	-10	-1..2	0
	C - D		0	0	0	-8	1..2	0
	E - F		0	0	0	7	-3..0	0
	G - H		0	0	0	11	1..3	0
	Динаміка
Здивування Кокетство Запал Pв від10%до30%	A - B		0	0	0	-15	-3..-5	0
	C - D		0	0	0	-11	-10..15	0
	E - F		0	0	0	9	-7..-9	0
	G - H		0	0	0	15	0	0
	Інтенсивно виражена динаміка
Веселощі Збудження Стрімкість Подолання Pв від25%до40%	A - B		0	0	0	-37	-4..6	0
	C - D		0	0	0	-12	-7..-10	0
	E - F		0	0	0	10	-10..12	0
	G - H		0	0	0	16	1..3	0
	Максимальна динаміка (гротеск)
Напруження Обурення Стрес Pв від35%до45%	A - B		0	0	0	-43	-5..-8	0
	C - D		0	0	0	-26	-10..-15	0
	E - F		0	0	0	15	-12..-15	0
	G - H		0	0	0	27	0	0

Динамічні властивості круглої скульптури реалізуються в її зовнішніх проявах в результаті зміщення центра ваги фігури відносно композиційної осі, і характеризуються положенням центра ваги (за межами опори або в межах опори (рис.11).

Алгоритм створення комп'ютерної моделі каркаса скульптури:

1. Вибір натури відповідно до завдання на проектування.

2. Виконання ескізу з натури або виміри необхідних параметрів натури.

3. Побудова діаграм і графіків динаміки скульптури по її ескізах.

4. Визначення рівня внутрішньої і зовнішньої динаміки по гістограмах.

5. Побудова базової моделі з використанням рекомендованих значень зміщення центру тяжіння і кутів повороту головних її осей.

6. Комп'ютерне моделювання каркаса майбутньої скульптури.

7. Перевірка отриманого рівня динаміки по діаграмі комп'ютерної моделі скульптури.

Враховуючи алгоритм створення комп'ютерної моделі каркасу скульптури проектувальник (дизайнер) спочатку створює образ, наближений до реальності, а скульптор посилює, додає, узагальнює, деталізує на користь яскравішого звучання задуманого твору.

У четвертому розділі «Практичний додаток результатів роботи до проектування архітектурно - природного середовища» представлено реалізацію геометричного моделювання динамічних властивостей скульптури в практику проектування архітектурно-природного середовища, запропоновано методику використання такої моделі при проектуванні ландшафтних ансамблів.

Рис. 11. Зіставлення форм зовнішньої і внутрішньої динаміки скульптури

У розділі реалізовано алгоритм створення комп'ютерної моделі каркасу скульптури за виробленими рекомендаціями у вигляді діаграм і таблиць зовнішньої та внутрішньої динаміки скульптури шляхом послідовного введення табличних даних. Це дозволяє уникнути інтуїтивного пошуку й помилок, а також домагатися візуальної відповідності об'єкта, що проектується, простору для досягнення гармонійної відповідності між архітектурно-природним середовищем і скульптурою, як її організуючим центром.

Конструювання базової моделі на основі використання вказаних показників дозволяє створити послідовність прояву динаміки скульптурного об'єкту в просторі відповідно до представлення його динамічних властивостей і моделювання різних станів об'єкту - від спокійного, розслабленого до напруженого, експресивного (рис. 12).

Методика проектування круглої скульптури на основі узгодження її динамічних властивостей із архітектурно-природним середовищем з використанням комп'ютерного моделювання дозволяє успішно «вписувати» у простір, що реконструюється, й монументальні, й декоративні скульптурні форми. Їх динамічні властивості забезпечують створення запланованого ефекту від скульптурного образу (рис.13).

Безпосереднє здійснення проектних дій пропонується через реалізацію таких етапів: 1) аналітичний - виявлення взаємодії параметрів зовнішньої та внутрішньої динаміки в скульптурній формі за допомогою діаграм, графіків та на їх основі комп'ютерної моделі; 2) проектний - вибір ландшафтного проекту з урахуванням динамічних параметрів скульптури; 3) практична реалізація знайденого планування ландшафту з урахуванням домінування скульптури, якій притаманні певні динамічні властивості. Метою цього етапу є здійснення проекту з використанням прийомів класичного пропорціонування для вибору просторових рішень.

Використання такої методики дозволяє здійснювати реальні проекти гармонійного впровадження в архітектурно-природне середовище скульптурних форм, виразність динаміки яких створить необхідний пластичний і естетичний ефект (рис.14).



ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ПО РОБОТІ

Дисертацію присвячено новому графоаналітичному методу геометричного моделювання динамічних властивостей скульптури для гармонійного включення скульптурних об'єктів у проектоване архітектурно-природне середовище на основі аналізу об'єктивних законів освіти і сприйняття форми.

Значення для науки Пропонуються способи гармонізації довкілля, створення геометричних моделей, які узагальнюють і формалізують процеси взаємодії скульптури і архітектурно-природного середовища.

Значення для практики роботи полягає у запропонованому алгоритмі створення комп'ютерної моделі каркаса скульптури за розробленими рекомендаціями у вигляді діаграм та таблиць внутрішньої та зовнішньої динаміки скульптури.

При цьому отримано результати, що мають науково-практичну цінність:

Проаналізовано досвід створення скульптури з точки зору формалізації пластичних властивостей силуету. Аналіз літератури доводить, що формалізації динамічних властивостей круглої скульптури приділялось недостатньо уваги, це може стати основою гармонізації архітектурно-природного середовища.

Запропоновано рівні оцінювання динамічних властивостей скульптури. Формалізація зовнішньої динаміки скульптури заснована на зміщенні центру ваги фігури, відносно композиційної осі. Основні динамічні стани наочно представлено положенням вектора ваги (за межами або в межах опори) й відображено параметрами, що використовуються для створення комп'ютерної моделі.

Прояв внутрішньої динаміки формалізовано за допомогою діаграм, що відображають відносне положення головних осей каркасу круглої скульптури. Побудовано графіки повороту головних осей як результат апроксимації значень кутів повороту за допомогою кубічної параболи, що дозволяють оцінювати характер рухів моделі.

Розроблені рекомендації для комп'ютерного проектування скульптури дозволяють знизити ймовірність помилок у процесі створення задуманого образу, які важко або неможливо виправити в подальшій роботі.

Методика проектування архітектурно-природного середовища, яка запропонована в роботі, та алгоритми i рекомендації з формоутворення пластичних об'єктів із урахуванням їх динамічних властивостей знайшли застосування в практиці створення круглої скульптури, як домінанти архітектурно-природного середовища й можуть бути використані у створенні динамічних об'єктів в комп'ютерної графіці.



СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Максименко А. Е. Геометрические вопросы проектирования садово-паркового пространства на основе «Модулора» Ле Корбюзье / А. Е. Максименко // Збірник наукових праць Київського національного університету технологій та дизайну (спецвипуск), Київ, 2005. - С. 359-364.

2. Максименко А. Е. Компьютерное моделирование визуального пространства при проектировании архитектурно-ландшафтной среды / А. Е. Максименко // Вісник Київського Національного університету технологій та дизайну. - Вип. № 4. - Київ, 2006 - С. 246-250.

3. Максименко А. Е. Геометрическое моделирование эмоционального воздействия / А. Е. Максименко // Прикладна геометрія та інженерна графіка. - Вип. 78. - КНУБА. - Київ, 2007. - С. 384-391.

4. Максименко А. Е. Геометрия силуэта в объемах пластики / А. Е. Максименко, Е. И. Максименко // Геометричне та комп'ютерне моделювання. - Вип. № 18.- Наукове фахове видання; Х.: ХДУХТ, 2007.- С.242-247.

5. Особистий внесок здобувача: запропоновано визначення центру тяжіння скульптури через трикутники, вписані в контур фігури.

6. Максименко А. Е. // Внешние проявления признака статика-динамика в садово-парковой скульптуре / А. Т. Дворецкий, А. Е. Максименко, Е. И. Максименко // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. - 2008.- Вип.4. Прикладна геометрія та інженерна графіка. - Том 38. - Наукове фахове видання. - Мелітополь. - С. 59-65.

7. Особистий внесок здобувача: обґрунтування методики застосування прийомів комп'ютерного моделювання для включення скульптури до архітектурно-природного середовища.

8. Максименко А. Е. Интерпретация последовательностей пластической динамики формообразующих скульптуры в виде геометрических фигур / А. Е. Максименко, Е. И. Максименко // Прикладна геометрія та інженерна графіка. - Вип. № 80. - КНУБА. - Київ, 2008. - С. 429-434.

9. Особистий внесок здобувача: запропоновано геометричне моделювання зовнішньої динаміки скульптури.

10. Максименко А. Е. Компьютерное моделирование воздействия динамики скульптуры на зрительное восприятие / А. Т. Дворецкий, А. Е. Максименко, Е. И. Максименко // Геометричне та комп'ютерне моделювання. Наукове фахове видання - Х., 2009. - Вип. № 24. - С. 209-214.

11. Особистий внесок здобувача: розгляд умов прояву ознаки статика-динаміка у скульптурних об'ємах.

12. Максименко А. Е. Геометрическое моделирование эмоционального воздействия внешней динамики скульптуры / А. Е. Максименко // Прикладна геометрія та інженерна графіка. - Вип. №4.- Том 44. - Мелітополь, 2009.- С.136-141.

13. Максименко А. Е. Эмоциональное воздействие высоких и низких частот на визуальное восприятие произведений скульптуры / А. Е. Максименко // Технiчна естетика i дизайн: науково-технічний збірник. - К., 2009. - Вип. № 6. - С. 208-212.

14. Максименко А. Е. Использование моделей динамики скульптурных форм в проектировании архитектурно-природной среды / А. Е. Максименко // Прикладна геометрія та інженерна графіка. - Вип. № 84. - КНУБА. Київ, 2010. - С. 265-269.

15. Maksimenko A. Internal Dynamics of Sculpture [Електронний ресурс]/ A. Dvoretsky, A. Maksimenko// The 25th National and 2th International Scientific Conference MonGeometrija 2010.- Belgrade, Serbia.

16. Особистий внесок здобувача: запропоновано геометричне моделювання внутрішнього прояву статики - динаміки в садово-парковій скульптурі.



АНОТАЦІЯ

Максименко О. Є. «Моделювання динамічних властивостей круглої скульптури у архітектурно-природному середовищі». - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 05.01.03 - технічна естетика. - Київський національний університет будівництва та архітектури.

У дисертації на підставі узагальнення та систематизації спеціальних досліджень з питань теорії та методології формоутворення, геометричного моделювання, технічної естетики, науки й техніки, психофізіології сприйняття розв'язано задачу створення моделей виявлення динамічних властивостей круглої скульптури в архітектурно-природному середовищі. Формалізовано ознаки статики-динаміки у зовнішній та внутрішній формі творів об'ємної пластики, виявлено параметри співвідношення головних конструктивних осей фігури та зсуву центру ваги (за межами опори, або у кордонах її), що використані для створення базової моделі прогнозування візуального ефекту від сприйняття скульптури у проектованому просторі. Розроблена «стрічка Максо» - формалізований комп'ютерний шаблон, що уможливлює узагальнення та уніфікацію спектру художньо-виразних характеристик скульптури як структурно-образної домінанти ландшафтного простору.

Представлено методику проектування архітектурно-природного середовища, організованого за допомогою скульптурної форми, що спрямовує, координує й акцентує ландшафтну композицію. Методика дозволяє кількісно, а не суб'єктивно, оцінювати динаміку пластичних форм у просторі та доводити ефективність знайдених рішень у ході обчислювальних експериментів.

Розроблені у дисертації алгоритми та рекомендації з формоутворення пластичних об'єктів із урахуванням їх динамічних властивостей знайшли застосування в практиці створення круглої скульптури, як домінанти архітектурно-просторового середовища й можуть бути використані у створенні динамічних об'єктів в комп'ютерної графіці.

Ключові слова: моделювання, кругла скульптура, динамічні властивості, зовнішня динаміка, внутрішня динаміка, архітектурно-природне середовище.



АННОТАЦИЯ

Максименко А. Е. «Моделирование динамических свойств круглой скульптуры в архитектурно-природной среде». - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.01.03 - техническая эстетика. - Киевский национальный университет строительства и архитектуры.

В диссертации на основе обобщения и систематизации специальных исследований по вопросам теории и методологии формообразования, геометрического моделирования, технической эстетики, науки и техники, психофизиологии восприятия решена задача моделирования динамических свойств круглой скульптуры в архитектурно-природной среде.

Формализованы признаки статики-динамики во внешней и внутренней форме произведений объемной пластики определены параметры соотношения главных осей фигуры и смещения центра тяжести (за пределами опоры или в границах её).

Внутренние проявления динамики в круглой скульптуре определяются поворотом главных осей каркаса скульптуры (плечевого пояса (А/В), таза (C/D), коленей (E/F), стоп (G/H)) так, что предложив разные углы соотношения между этими осями, можно проследить изменения динамических состояний скульптуры.

Для качественной оценки внутренней динамики круглой скульптуры предлагается строить графики поворота главных осей, позволяющие оценивать смену направления внутренних движений скульптуры.

Увеличение показателей внешней динамики происходит в скульптуре, композиционное решение которой основано на удалении центра тяжести от композиционной оси и, соответственно, на изменении отношения между величиной его смещения относительно композиционной оси равновесия и его высотой. Это выражено формулой Pв=L/h, где h - высота центра тяжести, L - плечо.

Конструирование каркаса скульптуры на основе использования указанных показателей позволяет создать последовательность проявления динамики скульптурного объекта в пространстве в соответствии с представлением его динамических свойств и моделирования разных состояний объекта - от спокойного, расслабленного до напряженного, экспрессивного

Непосредственное осуществление проектных действий предлагается через реализацию таких этапов: 1) аналитический - выявление взаимодействий параметров внешней и внутренней динамики в скульптурной форме с помощью диаграмм, графиков и на их основе компьютерной модели; 2) проектировочный - выбор ландшафтного проекта с учетом динамических параметров скульптуры; 3) практическая реализация найденной планировки ландшафта с учетом доминирования скульптуры, обладающей определенными динамическими свойствами. Целью этого этапа является осуществление проекта с использованием приемов классического пропорционирования для выбора пространственных решений.

Разработанные в работе алгоритм и рекомендации по формообразованию пластических объемов с учетом их динамических свойств нашли применение в практике создания круглой скульптуры, как доминанты архитектурно - пространственной среды и могут быть использованы в создании динамических объектов, движущихся в упругой среде: автомобилей, яхт и т.п.

Ключевые слова: моделирование, круглая скульптура, динамические свойства, внешняя динамика, внутренняя динамика, архитектурно-природная среда.



ANNOTATION

Maksimenko A. E. Simulation of dynamic properties of a round sculpture in architecturally-environment. Manuscript.

The thesis for conferring scientific degree of the candidate of the technical sciences in the specialty 05.01.03 - Technical Esthetics. Kiev National University of Civil Engineering and Architecture.

Dissertation is devoted to the formalization of sculpture dynamics and its role in forming space surroundings. In the computer model the position of axes of shoulders, pelvis, knees and feet are given by designer taking in a count recommendation proposed by authors based on parameters of internal sculpture dynamics.

Axes shoulders А-В, pelvis C-D, knees E-F and feet G-H are parallel each other. These axes are called main axes of sculpture framework. The turnings of axes relatively to the vertical axis are absent. Dynamic properties of the sculpture framework can be statics, of balance dynamics, internal effort and grotesque.

Four conditions of sculpture internal dynamics is proposed whish determine by four main axes of human body and angles of axes positions. It gives us the possibility to simulate the framework of sculpture with the help of computer taking into account the historical experience of sculpture creation.

Motion of figure by sight is perceived at emotional level. A dynamics and statics in a sculpture is based on moving of centre of gravity and equilibrium. The human figure motion in our perception have certain limits after which a grotesque follows and farther destruction. Memory decrypts us signals, which is in a motion and gives us emotional estimation.

The algorithm and recommendations of the plastic volume forming with dynamic properties are used in round sculpture creation as a dominant of architecturally-environment and can be used in creation of dynamic objects that move in resilient medium: cars, yachts and so on.

Размещено на Allbest.ru

...