Методичні прийоми до світлотехнічного та естетичного корегування пластичних форм об’єктів дизайну в інтер’єрі при штучному освітленні

Размещено на http://www.allbest.ru/

МЕТОДИЧНІ ПРИЙОМИ ДО СВІТЛОТЕХНІЧНОГО ТА ЕСТЕТИЧНОГО КОРЕГУВАННЯ ПЛАСТИЧНИХ ФОРМ ОБ'ЄКТІВ ДИЗАЙНУ В ІНТЕР'ЄРІ ПРИ ШТУЧНОМУ ОСВІТЛЕННІ

к.т.н.,

У статті розглянуто методику світлотехнічного геометричного моделювання системи найголовніших характеристик пластики форми для наочних зображень у найбільш складних випадках для практики - на каркасних кривих поверхнях форм предметного середовища в інтер'єрі. Проаналізовано метод двох поверхонь і метод графічних ітерацій та колового допоміжного проеціювання. Акцентовано увагу на тому, що побудова полисків, тіней і відблисків на поверхнях робить можливим світлотехнічне і естетичне корегування пластичних форм у процесі їх проектування в оточуючому середовищі Для створення методики відповідної побудови ортогональних проекцій були запропоновані дослідження з визначення найкоротших відстаней від точки до поверхні, з визначення блискучої точки на поверхні від точки випромінювання світла для даної точки спостереження. Доведено, що запропоновані засоби і методичні прийоми геометричного моделювання до світлотехнічного та естетичного корегування пластичних форм об'єктів дизайну в інтер'єрі при штучному освітленні розкривають методику геометричного моделювання системи основних світлотехнічних характеристик проектованих в інтер'єрі сучасних пластичних геометричних форм, що обумовлені точковим випромінюванням світла.

Ключові слова: штучне освітлення, геометричне моделювання, інтер'єр, естетичне корегування, методичні прийоми, власні тіні, падаючі тіні, графічні ітерації, ортогональні проекції, модель, допоміжне проекціювання.

Цой Н.П. Методические приемы светотехнической и эстетической корректировки пластических форм объектов дизайна в интерьере при искусственном освещении. В статье рассмотрена методика светотехнического геометрического моделирования системы наглядных изображений в сложных случаях для практики - на каркасных кривых поверхностях предметной среды в интерьере. Проанализирован метод двух поверхностей и метод графических итераций, и кругового вспомогательного проецирования. Акцентировано внимание на построение бликов, теней и отблесков на сложных поверхностях, которые делают возможным светотехническую и эстетическую корректировку пластических форм в процессе их проектирования в окружающей среде. Для создания методики относительного построения ортогональных проекций были предложены исследования по определению кротчайших 166 расстояний от точки к поверхности, с определением бликовой точки на поверхности от точки отражения света для данной точки наблюдения. Предложенные способы и методические приемы геометрического моделирования к светотехнической и эстетической корректировки пластических форм объектов дизайна в интерьере при искусственном освещении раскрывают методику геометрического моделирования системы основных светотехнических характеристик проектированных в интерьере.

Ключевые слова: искусственное освещение, геометрическое моделирование, интерьер, этетическая корректировка, методические приемы, собственные тени, падающие тени, графические итерации, ортогональные проекции, модель, вспомогательное проектирование.

Tsoi M. Methodical techniques for lighting and aesthetic adjustment of plastic forms of design objects in the interior under artificial lighting. The article deals with the technique of light technical geometric modeling of the system of the most important characteristics of plasticity of a form for visual images in the most difficult cases for practice - on frame curves of surfaces of forms of a subject environment in an interior. The method of two surfaces and the method of graphical iterations and circular auxiliary projection are analyzed. Attention is drawn to the fact that the construction of polishes, shadows and glare on the surfaces makes it possible to adjust the light and aesthetic adjustments of plastic forms in the process of their design in the environment. To create a methodology for the proper construction of orthogonal projections, studies were proposed to determine the shortest distance from point to surface, to determine the brilliant point on the surface from the point of light emission for a given observation point. It is proved that the proposed tools and methodical techniques of geometric modeling to lighting and aesthetic correction of plastic forms of objects of design in the interior in artificial lighting reveal the method of geometrical modeling of the system of basic lighting characteristics designed in the interior of modern plastic geometric shapes caused by point light. Such a tool was lacking in design-ergonomic design technology to accurately graphically illuminate the illumination of projected forms and optimally adjust their shape accordingly, including other principles and means of the laws of composition and shaping.

Keywords: artificial lighting, geometric modeling, interior, aesthetic correction, methodical techniques, shadows, incident shadows, graphic iterations, orthogonal projections, model, auxiliary projection.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

У теорії побудови проекцій тіней власна тінь гранованої поверхні і конуса будується за допомогою способів проецюючих світлових площин і зворотних променів від падаючої тіні на площину [1]. Це можна прийняти за основу адаптації самих способів до методичного прийому побудови власної тіні на будь-яких поверхнях при задаванні їх дискретним каркасом ліній з метою їх корегування в інтер'єрі.

Мета. Необхідно вдосконалити і адаптувати засоби графічного світлотехнічного геометричного моделювання до створення методичних прийомів побудови наочних зображень контурів власних тіней і бліків у найбільш складних випадках практики проектування -- на каркасних кривих поверхнях форм предметного середовища. Розробити методичні прийоми побудови наочних зображень блискучих точок на дзеркальних кривих поверхнях подвійної кривини форм предметного середовища.

Основна частина. Побудова ортогональних проекцій полисків від точкового випромінювача світла на просторових кривих лініях загального вигляду як на дротяних моделях

Метод двох поверхонь: ідея методу заснована на знаходженні нормального до просторової кривої лінії променя від точкового випромінювача світла як результату перетину двох лінійчастих поверхонь, виділених із конгруенції нормалей заданої кривої лінії, шляхом занурення в конгруенцію_додатково проведених через точку випромінювання проецюючих до площин проекцій двох променів.

Нехай потрібно побудувати ортогональні проекції полиску С від точкового випромінювача S світла на просторовій кривій лінії т загального вигляду, що задані на ортогональних проекціях (рис. 1).

Дві лінійчасті поверхні X та Ф, виділені із конгруенції нормалей до кривої лінії т визначаємо вертикальним променем а э S та глибинним променем b э S'.

Кожна нормальна до кривої лінії т площина, проведена через окремі, довільно обрані точки С1, С2, С3,... кривої лінії т, перетинає промінь а в точках А1, А2, А3,... та промінь b у точках В1, В2, В3,...,через які пройдуть прямолінійні твірні В1С1, В2С2,В3С3,... лінійчастої поверхні Ф нормалей.

Кожна така нормальна до кривої лінії m площина задається лініями f та h рівня як перпендикулярна відносно дотичних прямих С111, С212, С313,... до кривої лінії у точках С1, С2, С3,... Лінії рівня кожної такої площини показані на рисунку пунктирними лініями. Вони проводяться під прямим кутом до відповідних дотичних прямих на тих проекціях, де вони зображуються у натуральну величину.

Точка S випромінювання світла для поверхонь X та Ф загальна. Ще одна загальна для таких поверхонь точка знаходиться на перетині кривих ліній k (E1, E2, E3,...) та l (F1, F2, F3,...), знайдених в результаті перерізу цих поверхонь якою- небудь проецюючою площиною у. Остання в нашому прикладі вибрана горизонтально проецюючою.

Пряма лінія SE перетинає задану криву лінію у шуканій точці С- точці полиску.

Для побудови проекцій прямої лінії SE методом двох поверхонь X та Ф замість способа січної проекцюючої площини можна запропонувати інший, більш точний методичний прийом, що спирається на теорію графічних побудов наочних зображень кривих поверхонь. Згідно з цією теорією, відповідна проекція шуканої нормалі SE як однієї з прямолінійних твірних поверхні X повинна бути обвідною до обрису проекції поверхні X та як однієї з прямолінійних твірних поверхні Ф повинна бути обвідною до обрису проекції поверхні Ф.

Обрисом горизонтальної проекції поверхні Ф є крива лінія q1, до якої горизонтальні проекції прямолінійних твірних В1С1, В2С2, В3С3,... цієї поверхні є обвідними.

Рисунок 1. Горизонтальна проекція SiEi прямої лінії SE зображується як проведена через проекцію Si заданої точки S дотично до кривої лінії qi.

Обрисом фронтальної проекції поверхні Е є крива лінія Г2, до якої фронтальні проекції прямолінійних твірних А1С1, А2С2, А3С3,... цієї поверхні є обвідними. Фронтальна проекція S2E2 прямої лінії SE зображується як проведена через проекцію S2 заданої точки S дотично до кривої лінії Г2.

Метод графічних ітерацій та колового допоміжного проеціювання: ідея методу заснована на знаходженні полиску, що є точкою перетину із заданою просторовою кривою лінією нормального до кривої лінії променя світла від точкового випромінювача як крайнього випадку перетину із заданою лінією пучка концентричних сфер зі спільним центром у заданій точці випромінювання світла. Неперервна зміна радіуса сфери у пучку концентричних сфер призводить до неперервної трансформації положень відрізків ліній, що з'єднують точки перетину сфери з просторовою кривою лінією аж до виродження кінців відрізків на сфері в єдину подвійну точку на кривій лінії, яка є полиском і разом з точкою випромінювання світла визначає перпендикулярний до заданої кривої лінії промінь. Подвійна точка-полиск може бути знайдена одним із способів графічних ітерацій у просторі. А колове допоміжне проеціювання по лініям обертання навколо проецюючої осі, що проходить через випромінюючу точку, просторової кривої лінії на осьову площину, паралельну до обраної площини прямокутних проекцій і проведену через центр пучка концентричних сфер, дозволить отримати відстані від заданої точки випромінювання світла до будь -якої точки заданої кривої лінії у натуральну величину, як це було запропоновано у [3] для визначення найкоротшої відстані від точки до просторової кривої лінії.

Кожній хорді, яка з'єднує точки перетину допоміжної колової проекції заданої кривої лінії з одним із концентричних кіл, що є коловою допоміжною проекцією у проецюючому положенні відповідної сфери у просторі, може відповідати у просторі будь-яка крива лінія, що з'єднує відповідні точки 162 перетину заданої кривої лінії зі сферою, але належить відповідному конусу. Хорда на допоміжній проекції - прямолінійна твірна конуса.

Нехай потрібно побудувати ортогональні проекції полиску В від точкового випромінювача світла S на просторовій кривій лінії b загального вигляду, що задані на ортогональних проекціях (рис.2). Обертаємо дискретну множину точок C, D, E, F, G, H заданої кривої лінії b навколо вертикальної осі і, проведеної через точку S випромінювання світла, до суміщення із фронтальною інцидентною з віссю і площиною А допоміжних колових проекцій. Кола обертання при цьому є променями колового допоміжного проеціювання, а результат їх перетину із площиною А є колова допоміжна проекція C Е, DЕ, EЕ, F Е, Gs, HЕ обраної дискретної множини точок, яка визначає на вигляді спереду колову допоміжну проекцію b заданої кривої лінії.

Рисунок 2

Засікаємо отриману колову допоміжну проекцію b заданої лінії рядом концентричних кіл із центром у коловій допоміжній проекції точки випромінювання світла, фронтальна проекція S2 якої збігається з її допоміжною проекцією. Концентричні кола у допоміжній проекції є зображеннями відповідних концентричних сфер із центром у точці випромінювання світла. Дві точки перетину кожного кола з допоміжною проекцією заданої лінії визначають хорду. Середини дискретної множини хорд визначають криву k похибок, яка перетинає допоміжну проекцію bf заданої кривої лінії у допоміжній проекції Bf шуканого полиску. За допомогою ортогональних проекцій кола зворотного допоміжного проеціювання отримуємо ортогональні проекції В2, Ві шуканого полиску.

Перспективи подальшого дослідження. Вважаємо, що розробка нових методів геометричного моделювання в дизайн-ергономічному проектуванні для різних видів дизайну, архітектури і фахівців образотворчого і різних видів декоративно-прикладного мистецтва є важливим напрямом для подальшого дослідження методів, які вдосконалюють і автоматизують запропоновану методику у розвитку цієї важливої галузі.

1. Михайленко В.Є., Євстифеєв М.Ф., Ковальов С.М., Кащенко О.В. Нарисна геометрія. Навч. посібник. - К.: НМК ВО, 1991. - 348с.

2. Кузнецов Н.С. Начертательная геометрия. Навч. посібник.- М, 1969 - 495 с..

3. Бугайов В.І., Цой М.П. Графічний метод підвищення точності побудов взаємного дотику і перпендикулярності ліній на площині для потреб геометричного моделювання у практиці проектування. Містобудування та територіальне планування: Наук.техн. збірник, К.: КНУБА, 2009. - Вип.32.- С.71-76.

4. Бугайов В.І. Побудова проекцій найкоротшої відстані від точки до поверхні за методом 2-х поверхонь. //Сборник трудов 4-й международной научно-практической конференции «Современные проблемы геометрического моделирования», г. Мелитополь: ТГАТА. 1997. - С 123-128.

1. Mykhailenko V.Ie., Yevstyfeiev M.F., Kovalov S.M., Kashchenko O. V. Narysna heometriia. Navch. posibnyk. - K.: NMK VO, 1991. - 348s.

2. Kuznetsov N.S. Nachertatelnaia heometryia. Navch. posibnyk.- M, 1969 - 495 s..

3. Buhaiov V.I., Tsoi M.P. Hrafichnyi metod pidvyshchennia tochnosti pobudov vzaiemnoho dotyku i perpendykuliarnosti linii na ploshchyni dlia potreb heometrychnoho modeliuvannia u praktytsi proektuvannia. Mistobuduvannia ta terytorialne planuvannia: Nauk.tekhn. zbirnyk, K.: KNUBA, 2009. - Vyp.32.- S.71-76.

4. Buhaiov V.I. Pobudova proektsii naikorotshoi vidstani vid tochky do poverkhni za metodom 2-kh poverkhon. //Sbornyk trudov 4-y mezhdunarodnoi nauchno-praktycheskoi konferentsyy «Sovremennbie problembi heometrycheskoho modelyrovanyia», h. Melytopol: THATA. 1997. - S 123-128.

Размещено на Allbest.ru