Імпресивна графоаналітична модель в проектуванні об'єктів дизайну

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ

УКРАЇНИ

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

УДК 51-78:7.05:658.512.2

05.01.03 - технічна естетика

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового

ступеня кандидата технічних наук

ІМПРЕСИВНА ГРАФОАНАЛІТИЧНА МОДЕЛЬ В ПРОЕКТУВАННІ ОБ'ЄКТІВ ДИЗАЙНУ

Бессарабова Олена Віталіївна

Київ - 2011



Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в Севастопольському національному технічному університеті

Науковий керівник: - доктор мистецтвознавства, кандидат технічних наук, професор Кузнецова Ірина Олексіївна, професор кафедри комп'ютерних технологій дизайну Національного авіаційного університету (м. Київ);

Офіційні опоненти: - доктор технічних наук, професор Самойлович Валентин Васильович, професор кафедри теорії архітектури Київського національного університету будівництва і архітектури (м. Київ);

кандидат технічних наук, доцент Баннова Ірина Мусіївна, завідувач кафедри дизайну Хмельницького національного університету (м. Хмельницький)

Захист відбудеться «20» жовтня 2011 року о 13.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.056.06 у Київському національному університеті будівництва і архітектури за адресою: 03680, м. Київ, Повітрофлотський просп., 31, ауд. 466.

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

Автореферат розісланий «16» вересня 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради О.А. Бондар



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Одним з восьми принципів менеджменту якості (у версії стандартів ISO 9000:2000) є організація виробництва, орієнтована на споживача. Відзначається, що задоволеність споживачів необхідно вимірювати та оцінювати. Тому для виробництва об'єктів дизайну вживають заходів, спрямованих на підвищення інтересу та задоволеності споживачів через виявлення найбільш важливих для них очікувань і наступного втілення цих очікувань у продукцію. Одним з таких заходів є врахування вражень, що формуються під час сприйняття об'єктів дизайну різними групами споживачів. Враження є результатом сприйняття об'єкта дизайну. Для створення гармонійних об'єктів дизайну багато дослідників виконували аналіз процесів сприйняття. Розглядалися питання: виникнення іррадіаційних полів під час зорового сприйняття об'єкта; вплив іррадіаційних полів на розміщення композиційних центрів; використання теорії побудови полів для вирішення композиційних завдань; визначення емоційних характеристик об'єкта за допомогою теорії інформації. У попередніх дослідженнях під час аналізу іррадіаційних полів об'єкта та його інформативності враховувалися тільки контурні лінії та особливі точки. Не вивченими залишилися питання впливу: кольору об'єкта на його іррадіаційне поле, кольору на інформативність, середовища занурення на об'єкт сприйняття.

У дисертаційній роботі запропоновано імпресивний підхід до проектування об'єктів дизайну, що враховує: зв'язок форми об'єкта дизайну з розміщенням конструктивних і декоративних елементів; вплив світло-кольорового середовища на колористичне вирішення об'єкта дизайну; вплив колористичного вирішення на інформативність об'єкта; фізіологію сприйняття та психофізичну оптику.

Зв'язок роботи з науковими програмами, темами, планами. Дисертаційну роботу виконано відповідно до плану наукових досліджень Національного авіаційного університету України, кафедри комп'ютерних технологій дизайну за темою «Засади формування гармонійного предметно-просторового середовища міських утворень» №83/10.03.03 згідно з галузевими науково-дослідними роботами.

Мета і задачі дослідження. Мета дослідження: створення імпресивної графоаналітичної моделі в проектуванні об'єктів дизайну з використанням теорії психофізики сприйняття.

Під імпресивною моделлю розуміють таку модель, згідно з якою об'єкти дизайну проектувалися із врахуванням математичних виразів вражень, що формуються під час сприйняття об'єкта дизайну.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі основні задачі:

створити імпресивну графоаналітичну модель в проектуванні об'єктів дизайну;

виявити пріоритетність основних елементів композиції певного об'єкта дизайну з урахуванням світло-колірних характеристик середовища занурення (на прикладі кримсько-татарського костюма);

створити модель побудови іррадіаційних полів об'єкта з урахуванням його колористичного вирішення та середовища занурення. Використовуючи модель побудови іррадіаційних полів, визначити інтерзони розташування конструктивних елементів та/або декору при аналізі різних зовнішніх контурів об'єкта дизайну;

довести правомірність дії гіпотези застосування іррадіаційних полів для визначення композиційних центрів;

визначити вплив контурних ліній та їх колористичного вирішення на інформативність різних об'єктів дизайну;

визначити диференційні пороги відмінностей та елементарні одиниці враження (ЕОВ) вимірюваних параметрів, що виникають під час сприйняття об'єкта дизайну. Визначити диференційні пороги та ЕОВ за будь-якого заданого рівня ймовірності з використанням психофізичних технік області диференціальної чутливості зорового сприйняття.

Об'єктом дослідження є процес ескізного пошуку в проектуванні об'єктів дизайну з урахуванням імпресивної складової.

Предметом дослідження є створення та апробація імпресивної графоаналітичної моделі в проектуванні об'єктів дизайну.

Методи дослідження. У даній роботі використовувався метод системно-порівняльного аналізу: було розглянуто композиції костюмів різних субетносів одного етносу. Психофізичний метод постійних подразників, експертних оцінок та багатовимірного шкалювання було застосовано під час аналізу елементів об'єкту дизайну, а також для проведення експерименту по встановленню порогів сприйняття та ЕОВ. Також у дисертаційній роботі використовувались обчислювальні методи та методи психології зорового сприйняття.

Теоретичною базою даних досліджень стали роботи вітчизняних та зарубіжних вчених: іррадіаційний композиційний дизайн центр

у галузі створення моделей проектування, проектування об'єктів дизайну: Т.О. Бердник, Дж. К. Джонса, Т.В. Козлової, Н.А. Коробцевої, Г.І. Петушкова, А.Л. Славінської та ін.

у галузі геометричного моделювання об'єктів, процесів та явищ: Ю.М. Ковальова, І.О. Кузнецової, В.Є. Михайленка, О.М. Пальцун, В.О. Плоского, О.Л. Підгорного, В.В. Товбича, О.В. Шоман, М.І. Яковлєва, та ін.

у галузі теорії інформації, сприйняття, психофізики та психофізичної оптики: Р. Арнхєйма, К.В. Бардіна, С.Н. Беляєвої-Екземплярської, Л.М. Веккера, В.О. Ганзена, Є.П. Ільїна, О.Д. Логвиненка, А.В. Луізова, А. Моль, Ч. Педхема, Г.Є. Руубера, К.І. Тусупбекової, Д. Хоттона, В.В. Шаронова, К. Шеннона та ін.

у галузі композиції об'єктів дизайну, в тому числі і композиції сучасного та історичного костюмів: Г.С. Горина, В.Я. Даниленка, І. Заатова, Г.І. Радде, Л.І. Рославцевої, Б.А. Куфтин, О.М. Лагоди та ін.

Наукова новизна одержаних результатів. Фундаментом розв'язаного в дисертації завдання стали наступні запропоновані наукові положення: вперше:

розроблено імпресивну графоаналітичну модель для проектування об'єктів дизайну, що дозволяє враховувати інформативність об'єктів і вплив іррадіаційних полів на розміщення декору та конструктивних елементів;

підтверджено гіпотезу існування іррадіаційних полів зображення за допомогою хвильової теорії світла та фізіології зору. Встановлено вплив довжини хвилі та яскравості об'єкта сприйняття на розміри створюваного ним іррадіаційного поля;

установлено вплив об'єктивного середовища (простору занурення) на іррадіаційне поле об'єкта дизайну, що сприймається;

визначено вплив кольору та яскравості об'єкта сприйняття на його інформативність;

удосконалено:

визначення порівняльної інформативності об'єктів (з урахуванням зовнішнього контуру, конструктивних елементів та колористики) для визначення імпресивної складової при сприйнятті об'єкта дизайну;

отримало подальший розвиток:

розширення галузі використання методу побудови іррадіаційних полів для визначення інтерзон в об'єктах дизайну зі складним криволінійним контуром.

Практичне значення одержаних результатів. Викладені в дисертації результати досліджень є науковою базою визначення композиційних центрів об'єктів дизайну на основі моделі іррадіаційного поля. Даний спосіб визначення композиційних центрів об'єктів враховує: психофізику, психофізичну оптику та фізіологію зору. Гіпотеза виникнення іррадіаційних полів підтверджені за допомогою хвильової теорії світла та фізіології зору. Розроблено спосіб керування інформативністю, утвореною колористичним вирішенням об'єкта дизайну на основі розрахованих коефіцієнтів.

Практичне значення одержаних результатів підтверджується впровадженням в: навчальний процес кафедри комп'ютерних технологій та дизайну Національного авіаційного університету України; кафедри нарисної геометрії та графіки Севастопольського національного технічного університету; на ТОВ «ВАЙСЕ-СТИЛЬ» (м. Черкаси) при розробленні процедури проведення експериментальних досліджень зі збору та аналізу інформації про споживацькі вподобання певних груп населення за допомогою імпресивної графоаналітичної моделі.

Особистий внесок здобувача. Результати проведених досліджень, які виносяться на захист і становлять наукову новизну роботи, отримано автором особисто та в основному розглянуто в працях [2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 14, 15].

У працях [4, 5, 10] викладено основні принципи імпресивного підходу до проектування сучасних моделей одягу. В праці [8] автором за допомогою методу ідентифікації сенсорного оператора й оптичної передатної функції зорової системи підтверджено гіпотезу існування іррадіаційних полів. Також автором розглянуто геометричні й інформаційні аспекти, що впливають на сприйняття об'єктів дизайну [10]. У працях [2, 3, 7, 9, 14] аналізується жіночий національний костюм кримських татар для виявлення тих композиційних елементів костюма, які більшою мірою залежать від характеристик простору занурення. В працях [1, 6, 13, 15, 16, 17] виконано аналіз композиції національних костюмів.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися та обговорювалися на: 1-й електронній науковій конференції «Теорія і практика матеріально-художньої культури» (Харків, 2002 р.), науково-практичній конференції «Сучасні проблеми геометричного моделювання» (Львів, 2003 р.), 65-й науково-практичній конференції Київського національного університету будівництва і архітектури (КНУБА) (Київ, 2004 р.), 2-ї науково-практичної конференції «Геометричне та комп'ютерне моделювання: енергозбереження, екологія, дизайн» (Сімферополь - Алушта, 2005 р.), та 7-ї науково-практичної конференції «Геометричне та комп'ютерне моделювання: енергозбереження, екологія, дизайн» (Симферополь - Судак, 2010р.), аспірантських семінарах під керівництвом проф. О.Л. Підгорного у Київському національному університеті будівництва та архітектури (2003, 2006, 2010 рр.), наукових семінарах СевНТУ (2002, 2011 рр.)

Публікації. За результатами наукових досліджень опубліковано 15 робіт (5 - одноосібно, 10 - у фаховому виданні).

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, списку використаних джерел (203 найменування) та 24 сторінок додатків. Вона містить 129 сторінок основного тексту, 43 рисунків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Вступ. Подано обґрунтування актуальності досліджень, сформульовано мету, завдання, наукову новизну і практичну значущість роботи. Подано інформацію про апробацію, структуру, обсяг дисертації.

У першому розділі розглянуто загальну сутність імпресивного графоаналітичного підходу до проектування об'єктів дизайну, яка полягає у врахуванні вражень, отриманих при сприйнятті об'єктів і залежить від зовнішніх Fi і внутрішніх Fj факторів:

, (1)

де ИО.Д - імпресивна складова об'єкта дизайну.

Імпресивна складова сприйняття формується за п'ятьма основними каналами, але в роботі аналізується інформація, що надходить тільки зоровим каналом. Цей вибір обумовлено тим, що по зоровому каналу можлива передача інформації за різних дистанцій спостережень об'єктів:



, (2)

де Aj - ЕОВ, що формуються різними каналами і залежать від порогів чутливості до змін вимірюваних параметрів та визначаються на їхній основі для знаходження ймовірності виявлення зоровою системою.

Інформація, отримувана зоровим каналом, є функцією від елементів, які складають об'єкт дизайну:

, (3)

де Sh - форма, Sl - силуетні лінії, EP - особливі точки, PR - пропорції, C - колористичне рішення, Mt - матеріал, Dk - декор об'єктів дизайну.

Між формою, колористичним вирішенням, матеріалом об'єкта та його декором існує зв'язок. Для його підтвердження розроблено модель іррадіаційного поля, що виникає при зоровому сприйнятті об'єктів дизайну. Ця модель є структурованим конструктивно-геометричним описом фізичного явища польової природи, що враховує фізіологію зору. Фізичне поле визначається: полеутворювальними елементами, фізико-геометричними характеристиками, фізичними характеристиками середовища, зовнішніми впливами. Геометрична формалізація полягає у відображенні зазначеної множини компонентів поля на множину компонентів геометричної моделі. Відображення здійснюється за допомогою конгруенції - сукупності векторних ліній з початковою точкою, зафіксованою на зображенні контуру об'єкта сприйняття.

Для вивчення закономірності зорового сприйняття об'ємної форми використовується площинне зображення об'єкта (абрис зовнішньої форми). З геометричного погляду будь-який контурний рисунок розглядається як комбінація ліній різного характеру та способів їх зв'язку. Кількість ліній і характер їх з'єднання впливає на інформативність об'єкта дизайну. Для розрахунку кількості інформації розроблено модель визначення інформативності. Ця модель дозволяє враховувати: тип ліній контуру об'єкта та декору; колористичне вирішення; вплив симетрії та кількість повторів. Моделі іррадіаційного поля та визначення інформативності пов'язані між собою через розміри та щільність іррадіаційного поля. У результаті аналізу факторів, що впливають на сприйняття, і розроблення моделей іррадіаційного поля та інформативності створено імпресивну графоаналітичну модель (ІГАМ) у проектуванні об'єктів дизайну (рис. 1).

В ІГАМ використано таку послідовність методів:

, (4)

де MІМП - імпресивна графоаналітична модель; М1 - модель іррадіаційного поля; М2 - модель визначення кількості інформації; МСТ - статистичні методи.

ІГАМ відноситься до складно-структурованих моделей, де підсистемами є моделі негеометричної природи (модель фізичного поля, визначення інформативності), а також використовуються статистичні методи.

Статистичні методи використовуються для визначення елементарних одиниць вражень ЕОВ споживачів при сприйнятті різних параметрів об'єкта дизайну. Значення вагових коефіцієнтів вимірюваних параметрів визначається за експертним методом. Для розрахунку погодженості думок експертів W (коефіцієнта конкордації) і вагових коефіцієнтів g застосовуються формули:



;

де n - кількість експертів; mj - кількість об'єктів експертизи, Gi,j - коефіцієнт вагомості j-го показника, визначеного i-м експертом в балах.

Рис. 1. Схема - імпресивної графоаналітичної моделі в проектуванні об'єктів дизайну: ЕОВ - елементарні одиниці враження

Вагові коефіцієнти для оцінюваних показників: 1 - коефіцієнт відбиття матеріалу; 2 - колористичне вирішення; 3 - розташування декору / конструктивних елементів; 4 - форма; 5 - рівень інформативності становлять: g1 = 0,074; g2 = 0,27; g3 = 0,131; g4 = 0,33; g5 = 0,195.

Як приклад застосування розробленої моделі ІГАМ, був обраний жіночий національний костюм кримських татар. Виконано аналіз композиційних закономірностей костюма з урахуванням поділу етносу на субетноси. Становлення та розвиток субетносів пов'язані з ландшафтними зонами Криму. Таким чином, виявлено вплив зовнішніх факторів (географо-кліматичних зон, світлоколірного середовища) на форму, колористичне вирішення, декор костюма.

В другому розділі розглянуто принципи побудови іррадіаційних полів зображення об'єкта сприйняття (за Г.Є. Руубером, І. Дейчем, В.Д. Глезером, В.В. Шароновим): світлові промені, відбиваючись від об'єкта, потрапляють на сітківку, створюючи на ній джерело збудження, навколо котрого виникає поле, потенціал якого зменшується в міру віддалення від осередку. Зображується поле лініями, перпендикулярними до контуру зображення. Сходження ліній іррадіації - інтерзони, в які спрямовується зорова вісь на «відпочинок» після сприйняття контуру. Для підтвердження гіпотези існування розглянуто оптичну передатну функцію зорової системи людини:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

; (5)

, (6)

де л - довжина хвилі для спектрального або переважаючого кольору; a - діаметр зіниці (мм); d - відстань від кришталика до сітківки; н - частота.

Функції 5 та 6 перетворюють точкове джерело світла в концентричні кільця Фраунгофера, з радіусами R1 (коло Ейрі) і R2:

; (7)

. (8)

Інтенсивність освітленості в кільцях Фраунгофера розподілена не рівномірно і визначається за формулою:

; (9)

де U(И) - інтенсивність освітленості сітківки в точці, визначеній кутом И; k - порядок картини розсіювання.

Інтенсивність освітленості в радіусі R2 (при k = 2, а = 3мм і за будь-якого значення л) становить I(И)R2=2%. Таким чином, розмір іррадіаційного поля D визначається функцією:

D=f(л,a,U(И)). (10)

Діаметр зіниці залежить від яскравості об'єкта сприйняття L. За експериментальним даними С.І. Вавілова отримано функцію, що виражає залежність:

а=1,24(log0,9L). (11)

Розмір іррадіаційного поля D - це подвоєний радіус R2, оскільки поле поширюється радіально від осередку збудження. Для контуру поширення поля всередину є концентрацією, назовні - розсіюванням (рис. 2). Виходячи з формул (7 - 11), розмір іррадіаційного поля визначають так:

; (12)



де д - коефіцієнт дифузійного відбиття матеріалу; - концентрація; - розсіювання.

За формулою (12) складено таблицю зі значеннями розмірів іррадіаційного поля D (табл. 1).

Рис. 2. Поширення іррадіаційного поля

Уведено поняття радіальної і концентричної щільності іррадіаційного поля. Поняття концентричної щільності та її розрахунок дозволяють визначити вплив кольору об'єкта на його інформативність через площу поля іррадіації.

Приклади побудови іррадіаційних полів для жіночої куртки (концентрація) наведено в табл. 2.

Урахування простору занурення зводиться до врахування географо-кліматичної зони та рівня освітлення (світлоколірного середовища). Можливі два варіанти простору занурення: 1) світлоколірне середовище географо-кліматичної зони, 2) середовище зі штучним освітленням.

1. Освітленості горизонтального E_ГОР та пересіченого E_ПЕР ландшафтів:

(13)

(14)



де Е_П - пряма освітленість; Е_Р - розсіяна освітленість; Е_С - світлова сонячна стала; р - коефіцієнт запиленості атмосфери; z - зенітна відстань Сонця; Е_З - світло, яке відбивається від похилих ділянок Землі.

2. Штучне освітлення Е_Ш:

; (15)

, (16)

де Е₀ - освітленість у точці на площині під джерелом світла; Ф - світловий потік; S - площа освітлюваної поверхні.

Таблиця 1 - Значення розмірів іррадіаційного поля D

л, нм
а	L	380	…	680
1,5	1	0,25	…	0,44	D, нм
…	…	…	…	…
8,5	0,2	0,04	…	0,08

Таблиця 2 - Іррадіаційні поля костюма кримських татар

Іррадіаціне поле
Розміщення декору

Розрахована усереднена освітленість двох ландшафтних зон Криму із врахуванням запиленості р і положення Сонця над горизонтом (табл. 3).



Таблиця 3 - Розрахунки освітленості ландшафтних зон Криму

Положення Сонця над горизонтом	Е (лк) степової зони	Е (лк) гірсько-прибережної зони
	Коефіцієнт запиленості р
	р = 0,7	р = 0,8	р = 0,9	р = 0,7	р = 0,8	р = 0,9
60°	67·103	76·103	85·103	74·103	84·103	91·103

Отримано значення освітленості для приміщення площею 15м2 з потоком Ф = 4800 лм (6 лампочок - 60 Вт) - Е = 230 - 320 лк (якщо i = 90° - 45°).

Розрахунок яскравості об'єкта L виконується за формулою:

L= rE, (17)

Для підтвердження факту впливу освітленості на сприйняття об'єкта були розраховані яскравості об'єкта, в різних умовах освітлення (r= 0,48):

; (18)

; (19)

, (20)

де LОБ.Г - яскравість об'єкта в умовах горизонтального ландшафту, LОБ.П - пересіченого ландшафту, LОБ.Ш - в умовах штучного освітлення.

Різна яскравість об'єкта, поміщеного в різні умови освітленості, утворює різні за розміром іррадіаційні поля. Розмір іррадіаційного поля об'єкта в умовах штучного освітлення на 33% менший, ніж у природному середовищі (гірсько-прибережного Криму).

. (21)

Схема рис. 3 та формула 22 відображають вплив дистанції спостереження об'єкта дизайну на розміри його іррадіаційного поля.

V - висота об'єкта;

х - відстань пред'явлення об'єкта;

d - розмір головної оптичної осі ока;

v - висота зображення на сітківці.

Рис. 3. Схема формування зображення на сітківці:

. (22)

Розмір зображення об'єкта на сітківці v, так само як і відстань пред'явлення х не впливають на розмір іррадіаційних полів D (за умови збереження яскравості та освітленості об'єкта). Приклади іррадіаційних полів об'єктів різних кольорів, віддалених на різну відстань х, наведено в табл. 4.

Таблиця 4 - Розміри іррадіаційного поля об'єктів, які спостерігаються з різних дистанцій

х
1 м	4 м	1 м	4м
Колір об'єкта та довжина хвилі
л = 380 нм (фіолетовий)	л = 680 нм (червоний)



Модель побудови іррадіаційних полів дозволяє визначити композиційні центри, в яких доцільно розміщувати декор або конструктивні елементи із урахуванням кольору об'єкта.

Третій розділ. Для розрахунку інформативності сприйманого об'єкта дизайну використовується формула К. Шеннона:

, (23)

де I - кількість інформації об'єкта; N - загальна кількість елементів об'єкта; Р - ймовірність появи елементів .

На кількість інформації об'єкта, впливають: характер ліній та їх розмаїтість, наявність особливих точок та їх кількість, домінуюча довжина хвилі та яскравість ліній. Для врахування всіх складових формула Шеннона була перетворена у наступну формулу:

, (24)

де Кi, Кj, Кm - коефіцієнти, що враховують форму лінії, довжину хвилі кольору, яскравість кольору.

Коефіцієнти Ki, розраховані К. І. Тусупбековою. Інформативність ліній з урахуванням їх кольоровості до цього дослідження не розраховувалась. Для того щоб врахувати в оцінці інформативності множину спектральних кольорів були розраховані коефіцієнти Кj, які розподіляються не рівномірно, тому для їх розрахунку було використано формулу складних відсотків:

; , 

де b - початкова величина; n - кількість елементів алфавіту; h - величина приросту; l - розподільна величина.

Розподільна величина l залежить від розмірів іррадіаційних полів для спектральних довжин хвиль крайніх границь колірного діапазону (табл. 1) та обчислюється за формулою:

. (25)

Величина приросту, що припадає на одиницю довжини хвилі, розраховується за формулою: .

Значення коефіцієнта Кj для всіх видимих меж ділянок колірних хвиль Дл наведено в табл. 5.

Таблиця 5 - Коефіцієнти Кj,

Дл, [нм]	?n	n	?Кj
760 - 700	2	2	3,2 - 2,912
700 - 678	2	4	2,91 - 2,72
…	…	…	…
427 - 405	8	130	1,16 - 1

Розраховано також коефіцієнти К_m, які враховують яскравість кольору L. Яскравість впливає на інформативність через діаметр зрачка. Мінімально можливому діаметру зрачка поставлено у відповідність значення коефіцієнта К_m=1 (максимальне іррадіаційне поле).

Для розрахунку коефіцієнтів Кm також використовуються формули складних відсотків. У табл. 6 наведено отримані коефіцієнти Кm. Приклади зміни кількості інформації костюмів, виконаних в різній колірній гамі з різними формами окату рукава наведено в табл. 7.



Таблиця 6 - Коефіцієнти Кm, що відповідають діаметру зіниці та яскравості

Діаметр зіниці, мм	1,5	2	2,5	3	3,5	…	8	8,5
Значення яскравості - L	1	1	0,95	0,9	0,85	…	0,5	0,2
Коефіцієнт - Km	1	1	0,94	0,875	0,81	…	0,375	0

Таблиця 7 - Кількість інформації, що відповідає різним варіантам костюма

Костюми	Коментарі	Інформація I [біт]
		Кольори та л
		чорний л=0	Бордовий л = 405 нм, L = 0,6 у.е.	Жовтий л = 570 нм, L = 1 у.е.
	Є особлива точка А, що відокремлює окат рукава від лінії плеча	129,9	148,76	157,32
	Немає особливої точки А, змінено лінію окату рукава	110,9	131,9	142,87

Сприйняття повторюваних елементів супроводжується зменшенням оригінальності повідомлення. Кількість інформації об'єкта, в якому містяться повторювані елементи, залежить від кількості повторів n:

. (26)

Приклад зниження рівня інформативності при повторенні елементів повідомлення наведено в табл. 8.



Таблиця 8 - Приклади розрахунку кількості інформації для декору

Зразок
Кількість інформації	I = 9,97 біт	I = 13,34 біт

Порівняльна оцінка надмірності кількості інформації ІНАД одного об'єкта стосовно іншого проводиться за формулою:

, (27)

де IN, IM - кількості інформації порівнюваних об'єктів.

Модель визначення кількості інформації дає змогу у процесі конструювання об'єкта контролювати та керувати інформаційним навантаженням за допомогою збільшення або зменшення кількості декору, орнаменту, конструктивних елементів і колористики.

Четвертий розділ. Сприйняття об'єкта дизайну означає цілісне його відображення, що виникає за безпосереднього впливу об'єкта (як фізичного подразника) на органи чуття. Для людини цілісний об'єкт сприйняття є носієм інформації і характеризується кількісно (кількістю інформації) і якісно (з погляду естетики, синтактики, семіотики). Інформація, що надходить зоровим каналом від сприйманого об'єкта, є імпресивною складовою костюма. Дослідження імпресивної складової зводиться до вивчення різних відчуттів як ЕОВ. Імпресивний підхід до проектування (за Н.О. Коробцевою) - це проектування з урахуванням імпресивної складової, що є математичним вираженням враження. Урахування імпресивної складової входить в інформаційне поле проектування та визначає параметри створюваного об'єкта. Дослідження вражень проводилося на двох досліджуваних вибірках, поділених за національною ознакою. Для аналізу ЕОВ конструкції використовується метод постійних подразників (за К.В. Бардіним) та метод багатовимірного шкалювання. Для визначення вражень опитування груп споживачів проводили серіями: А - від зміни у формі костюма, Б - від розміщення декору/конструктивних елементів, В - від колористичного вирішення, Г - від типу тканини, Д - від рівня інформативності костюма. Приклади розміщення досліджуваних точок та фрагменти схем досліджень у серіях А і Б наведено на рис. 4.

Серія А	Серія Б
Кодування точок (1 - 11) і напрямок їх руху

Рис. 4. Фрагменти схем дослідження

Споживачам у серіях А і Б пропонувалися еталонні та порівнювані зразки того параметра костюма, який оцінювався. Досліджуваний дає відповіді: «вище» - «нижче» - «не бачу відмінності» і т.ін.

Після проведення опитування та ведення протоколу будуються графіки трикатегорійної системи відповідей. Частота відповідей на кожну категорію питань Р обчислюється за формулою:

Р = n / m, (28)

де n - кількість певних відповідей; m - загальна кількість пар стимулів.

Трикатегорійна система відповідей зводиться до двокатегорійної шляхом поділу частоти відповідей Р3 типу «не бачу відмінності» за формулою:

Р0=Р1+Р3/2, (29)

де Р1 - частота відповідей обраної категорії.

Для кожного опитуваного будуються графіки три- і двокатегорійної системи відповідей (рис. 5a), 5б)). Графіки відображають частоту відповідей на певну категорію питань.

Рисунок 5. Графіки опитування в серії А: а - трикатегорійна система;

б - двокатегорійна система; в - лінійний графік.

Для оброблення графіків відповідей піддослідних та побудови рівнянь прямих визначення диференційних порогів (рис. 5в)) використовується метод найменших квадратів:

; (30)

;

. 

де a та b - коефіцієнти.

У результаті застосування цього методу отримано усереднені графіки за всіма піддослідними в кожній серії опитувань. Рівняння прямих і графіки дозволяють визначити диференційні пороги (величини конструктивних змін) LЗ зорового сприйняття зміни певного параметра із заданою точністю (формула 40).

, (32)

де Ш - величина, що отримується з рівняння 30; Ш0 - величина, що позначає стандартний зразок і дорівнює 4; q - різниця між двома найближчими зразками, яка задається для кожної точки окремо.

Приклади рівнянь прямих і порогів зорового сприйняття наведено в табл. 9.

У серіях В, Г і Д споживачі ранжували надані їм зразки. В результаті ранжування отримано дані про переваги двох груп споживачів при виборі кольору, яскравості та рівня інформаційного навантаження об'єкта дизайну. Приклад графіка, побудованого за отриманими ваговими коефіцієнтами оцінювання блиску матеріалу показано на рис. 6.

Таблиця 9 - Приклади порогів зорового сприйняття за різних серій і рівнянь прямих

Код точки і номер досліджуваного	Рівняння прямої	L, якщо Р=50%
I AУ.- 1-2	P = 0,1704Ш - 0,294	1,32
I AК.Т.- 1-2	P = 0,1697Ш - 0,2894	1,303



1 - сильно посічена поверхня; 2 - посічена поверхня; 3 - матова поверхня; 4 - середньо глянсова поверхня; 5 - інтенсивно глянсова поверхня; - група кримських татар; - група українців.

Рис. 6. Графік вагових коефіцієнтів для оцінювання блиску матеріалу:

Гіпотезу випадковості відмінності між двома генеральними сукупностями перевірено методами рангової кореляції Спірмена і Стьюдента за такими формулами:

; ; ; ; ,

де сВ - коефіцієнт рангової кореляції; ТКР - значення критичної точки, ts - величина, що підпорядковується закону розподілу Стьюдента; m - помилка середньої,

Результатом проведення перевірки гіпотези випадковості відмінності є отримані дані про значущість відмінностей у враженнях на однакові параметри різних груп споживачів (табл. 10).



Таблиця 10 - Результати перевірки значущості відмінностей між різними вибірками.

Порівнювані серії	Значення критерію Стьюдента	Довірчі границі критерію	Значущість відмінностей
Ау 1-20 + Ак 1-20	1,7	2,36	3,5	не значущі
Ау 2-20 + Ак 2-20	1,97	2,36	3,5	не значущі
Бу 1-20 + Бк 1-20	3,57	2,36	3,5	значущі

Установлені значення диференційних порогів та ЕОВ є обґрунтованим критерієм відмінності однієї конструкції від іншої. А також є відображенням реакції різних груп споживачів на різні варіації об'єкта дизайну, що розглядається. Практична значущість результатів полягає в можливості їх використання для цілей моделювання і адаптивного конструювання об'єктів дизайну.



ВИСНОВКИ

У дисертації вирішена науково-прикладна проблема створення імпресивної графоаналітичної моделі в проектуванні об'єктів дизайну. У рамках розробленої моделі запропоновано нові моделі: іррадіаційного поля, та визначення інформативності сприймаемого об'єкта.

Значення для науки полягає в розробці моделі іррадіаційного поля, яка дозволяє визначити композиційні центри об'єктів дизайну з урахуванням психофізики, психофізіології та оптики та в розробці способу керування інформативністю, утвореною колористичним вирішенням об'єкта дизайну на основі розрахованих коефіцієнтів.

Значення для практики полягає в розробці експериментальних досліджень, які дозволяють отримати інформацію про вподобання певних груп споживачів за допомогою імпресивної графоаналітичної моделі.

При вирішенні поставлених задач отримані наступні теоретичні і практичні результати:

Створена ІГАМ в проектуванні об'єктів дизайну містить у собі модель іррадіаційного поля, модель визначення інформативності об'єктів і використовує статистичні методи. ІГАМ у проектуванні об'єктів дизайну враховує сприйняття об'єктів дизайну в певному середовищі як просторі занурення. ІГАМ розглядає сприйняття об'єктів дизайну зоровим каналом з урахуванням контуру, декору, колористики через пропорції, силуетні лінії, особливі точки, довжину хвилі та яскравість.

У результаті аналізу жіночого національного костюма кримських татар установлено, що композиція костюма в двох основних субетносів - степового і гірсько-прибережного - має різний характер. Особливо відмінності виражені в контурних лініях: більш прямолінійні - у степових, більш криволінійні - у гірсько-прибережних; у декорі: більш лінійні - у степових татар, більш криволінійні - у гірсько-прибережних; у колористиці: костюмам степових татар властиві більш яскраві кольори та менша їх розмаїтість на відміну від костюмів гірсько-прибережних татар.

Статистичний аналіз композиції конкретного об'єкта дизайну, виконаний з урахуванням світло-кольорової характеристики простору занурення вказує на пріоритетність лінії та кольору. Модель іррадіаційного поля дозволяє визначати центри композиції об'єкта промислового дизайну за його габаритів, співрозмірних з об'єктами побуту людини. Дослідження іррадіаційних полів різних варіацій костюма дозволило виявити зони розміщення декору і конструктивних елементів, розташованих у місцях перетину ліній іррадіації. Обґрунтовано застосування гіпотези іррадіаційних полів за хвильовою теорією світла та фізіології зору. Розроблено алфавіти для визначення інформативності контурних ліній з урахуванням їх кольору та яскравості. Елементи алфавіту складалися з урахуванням фізіологічних особливостей зорової системи. Запропоновано формулу, яка ґрунтується на узагальненому законі інформативності. Формула дозволяє за допомогою алфавітів визначати кількісні характеристики ліній, залежно від їх кривизни, кольору та яскравості. Проведені дослідження: зміни точок контуру конструкції; зміни точок розміщення декору; відчуттів, отриманих унаслідок зміни параметрів конструкції для жіночого костюма на двох вибірках споживачів, поділених за національною ознакою, - показали значення порогів сприйняття та елементарних одиниць враження для конструктивних точок і точок розміщення декору одягу. Отримані значення дають змогу врахувати під час проектування об'єктів дизайну реакцію споживача на конструктивні зміни об'єкта дизайну, раціональність унесених змін у конструкцію, колористичне вирішення об'єкта дизайну, розміщення декору або конструктивних елементів.

Отримані рівняння лінійної апроксимації експериментальних даних дозволяють визначити пороги сприйняття за будь-якого, довільно заданого рівня ймовірності відмінності вимірюваних значень. Надійність отриманих результатів підтверджено перевіркою гіпотези випадковості відмінності (критерій Стьюдента та Спірмена).

ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Кузнецова Е.В. Караимское платье как один из источников дизайна современного крымского костюма / Е.В. Кузнецова // Технічна естетика і дизайн. - К.: Віпол, 2001. - Вип.1. - С. 162 - 166.

2. Кузнецова Е.В. Тенденции в дизайне современного костюма и характерные черты костюма жителей Крыма / Е.В. Кузнецова, И.А. Кузнецова // Технічна естетика і дизайн. Міжвідомчий наук.-техн. зб. - К.:Віпол, 2004. - Вип. 3 - 4. - С. 216 -219.

3. Особистий внесок здобувача: здобувачем в результаті дослідження морфологічної структури костюма виявлено; конструкторсько-технологічні та художньо-композиційні елементи, притаманні національному костюму кримських татар.

4. Кузнецова Е.В. Использование морфологического анализа для систематизации конструкции и композиции костюма крымских татар / Е.В. Кузнецова // Зб. наук. праць Київ. нац. ун-ту технологій та дизайну: Спецвипуск: Доповіді другої кримської науково-практичної конференції «Геометричне та комп'ютерне моделювання: енергозбереження, екологія, дизайн». - К.: КНУТД, 2005. - С. 341-344.

5. Кузнецова И.А., Кузнецова Е.В. Информационные и геометрические аспекты в восприятии деталей костюма / И.А. Кузнецова, Е.В. Кузнецова // Технічна естетика і дизайн. Міжвідомчий наук.-техн.зб. - Київ, 2008. - Вип. 5. - С. 207 - 211.

6. Особистий внесок здобувача: виявлено інформаційні базові деталі для створення геометричного апарату сприйняття деталей костюму.

7. Бессарабова Е.В. Применение импрессивного подхода к проектированию современных моделей одежды / Е.В. Бессарабова // Технічна естетика і дизайн. Спецвипуск: наук.-техн. зб. - К.: Віпол, 2010. - С.226 - 230.

8. Кузнецова И.А. Единство и различие греческого и татарского национального костюма в Крыму / И.А. Кузнецова, Е.В. Кузнецова // Вісн. Харк. художньо-промислового ін-ту. - Харків:ХДАДМ, 2001. - Вип.4. - С.122 - 125.

9. Особистий внесок здобувача: здобувачем встановлено основні композиційні відмінності між національними жіночими костюмами греків та кримських татар.

10. Кузнецова Е.В. Восприятие композиционных элементов костюма в зависимости от рельефа местности / Е.В. Кузнецова // Вісн. Харьк. держ. академії дизайну і мистецтв. - Харків: ХДАДМ, 2004. - Вип. 8. - С. 141-146.

11. Кузнецова Е.В. Использование методов теории систем при анализе композиционных характеристик костюма / Е.В. Кузнецова // Збірник наукових праць. Наукове фахове видання «Геометричне та комп'ютерне моделювання». - Харків: Изд-во ХДУХТ, 2005. - Вип. 11. - С. 155 - 161.

12. Бессарабова (Кузнецова) Е.В. Анализ колористики костюмов этноса Крыма (на примере костюмов крымских татар) / Е.В. Бессарабова (Кузнецова), И.А. Кузнецова // Зб. наук. праць. Наукове фахове видання «Геометричне та комп'ютерне моделювання». - Харків: Изд-во ХДУХТ, 2007. - Вип. 18. - С. 235 - 241.

13. Особистий внесок здобувача: здобувачем встановлено вплив освітленості та кольору фона ландшафтних зон Криму на колористичні рішення костюмів підгруп кримських татар.

14. Кузнецова И.А. Импрессивный подход в проектировании на примере дизайна одежды / И.А. Кузнецова, Е.В. Бессарабова, С.Л.Тарнавская // Наукові нотатки. Міжвуз. зб. (за напрямком «Інженерна механіка»). - Луцьк: ЛДТУ. - 2008. - Вип. 22. Частина 2. - С. 176- 183.

15. Особистий внесок здобувача: здобувачем запропоновано для імпресивного підходу к проектуванню одягу використати аналіз сприйняття інтервалів в розміщенні композиційних елементів.

16. Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір № 36827. Науковий твір «Підтвердження гіпотетичної теорії іррадіаційного поля зображення за допомогою хвильової теорії світла та фізіології зору» / Бессарабова О.В.; дата реєстрації 08.02.2011. Міністерство освіти і науки України, Державний департамент інтелектуальної власності.

17. Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір №36828. Науковий твір «Вплив кольору «переважаючої довжини хвилі і яскравості» об'єкта на його інформативність» / Бессарабова О.В.; Дата реєстрації 08.02.2011. Міністерство освіти і науки України, Державний департамент інтелектуальної власності

18. Кузнецова І.О. Національне та інтернаціональне у дизайні кримсько-татарського костюма / І.О. Кузнецова, О.В. Кузнецова, В.Р. Курмаєва // Вісник Київ. держ. ун-ту технологій та дизайну. - К.: КДУТД, 2001. - Вип.1. - С.33 - 37.

19. Особистий внесок здобувача: здобувачем проведено порівняльний аналіз композиції національного жіночого костюму кримських татар з урахуванням поділу етносу на субетноси. В ході аналізу виділено композиційні особливості притаманні різним субетносам.

20. Кузнецова Е.В. Анализ композиции костюмов национальностей, проживающих в Крыму / Е.В. Кузнецова, И.А. Кузнецова // Вісн. Харьк. держ. академії дизайну і мистецтв: Спеціальний випуск за темою: «Дизайн-освіта 2006: Пошук нової естетичної парадигми в сучасному дизайні». - Харків: ХДАДМ, 2006. - Вип. 4. - С. 95 - 103.

21. Особистий внесок здобувача: здобувачем виявлено ступінь впливу національних костюмів кримських татар на костюми інших національностей, виявлено елементи костюмів, які найчастіше зустрічаються в інших національних костюмах.

22. Кузнецова И.А. Возможности использования исторического декора крымско-татарского костюма для современного дизайна / И.А. Кузнецова, Е.В. Кузнецова // Теорія і практика матеріально-художньої культури. 1 електронна наукова конференція. - Х.: ХДАДМ, 2002. - С. 113 - 121.

23. Особистий внесок здобувача: здробувачем проаналізовано типи декоративні рішень національних жиночіх костюмів кримських татар. Встановлено області, яким віддавався пріоритет при розташуванні декоративних елементів.

24. Кузнецова О. Створення баз даних для національних костюмів Криму / О. Кузнецова, Е. Самченко, И. Кузнецова // Сучасні проблеми геометричного моделювання. Матеріали міжнародної наук.-практ. конф. - Львів, - 2003. - С. 212-214.

25. Особистий внесок здобувача: здобувачем розроблено базу даних, в якій враховано різні композиційні рішення жіночих костюмів двох груп кримських татар.

26. Кузнецова Е.В. О композиции костюмов национальностей Крыма / Е.В. Кузнецова, И.А. Кузнецова // Матеріали наук. конф. «Дизайн - освіта 2006». - Харків: Изд-во Харьк. держ. академії дизайну і мистецтв, 2006. - С. 22- 23.

27. Особистий внесок здобувача: здобувачем в результаті дослідження встановлено спільні елементи композиції в жіночих костюмах різних національностей, а також ті елементи які відрізняють цей костюм від решти.



АНОТАЦІЯ

Бессарабова О.В. Імпресивна графоаналітична модель в проектуванні об'єктів дизайну. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.01.03. - Технічна естетика. - Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, Україна, 2011.

Дисертація присвячена розробці імпресивної графоаналітичної моделі (ІГАМ) в проектуванні об'єктів дизайну. ІГАМ містить в своїй структурі моделі іррадіаційного поля та визначення інформативності, а також статистичні методи. Модель іррадіаційного поля створена для визначення місця розташування декору / конструктивних елементів в об'єктах дизайну різної форми. Побудова іррадіаційних полів проводиться із врахуванням психофізики сприйняття та психофізичної оптики. При побудові полів враховано не лише форму, а також колір і яскравість ліній, які утворюють форму. Модель визначення інформативності розроблена також із врахуванням кольоровості контурних ліній. Дані, отримані при побудові іррадіаційних полів і оцінці інформативності об'єктів використовуються для отримання одиниці враження різних груп споживачів. Практичне значення роботи полягає в можливості використання отриманих даних для моделювання і адаптованого конструювання об'єктів дизайну.

Ключові слова: імпресивний підхід, іррадіаційне поле, інтерзони, інформативність, психофізична оптика, психофізика сприйняття, світло-кольорове середовище.



АННОТАЦИЯ

Бессарабова Е.В. Импрессивная графоаналитическая модель в проектировании объектов дизайна. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.01.03. - Техническая эстетика. - Киевский национальный университет строительства и архитектуры, Киев, Украина, 2011.

Диссертация посвящена разработке импрессивной графоаналитической модели (ИГАМ) в проектировании объектов дизайна.

ИГАМ относится к сложно-структурированным моделям, где подсистемами являются модели негеометрической природы (модель физического поля, определения информативности), а также используются статистические методы. Статистические методы используются для оценки впечатлений, которые получают разные группы потребителей при восприятии разных параметров объекта дизайна.

Модель иррадиационного поля, входящая в состав ИГАМ, является моделью физического поля. Обосновано использование гипотезы иррадиационных полей при помощи волновой теории света и физиологии зрения. Введены понятия и рассчитаны концентрическая плотность и радиальная плотность иррадиационного поля. Радиальная плотность дает возможность связать две модели, входящие в состав ИГАМ: иррадиационного поля и определения информативности. Рассчитаны размеры поля иррадиации с учетом преобладающей длины волны воспринимаемого объекта и его яркости через диаметр зрачка.

Модель иррадиационного поля так же учитывает: влияние, которое оказывает окружающая среда на воспринимаемый объект; дистанцию предъявления объекта воспринимающему человеку.

Модель иррадиационного поля создана для определения месторасположения декора / конструктивных элементов у объектов дизайна с различной формой. Построение иррадиационных полей проводится с учетом психофизики восприятия и психофизической оптики. При построении полей учтены не только форма объекта, но также колористическое решение линий, образующих форму.

Модель определения информативности разработана с целью определения количества информации, поступающей от воспринимаемого объекта потенциальному потребителю.

На количество информации, содержащейся в контуре объекта, влияют: характер линий и их разнообразие, наличие особых точек и их количество, доминирующая длина волны и яркость линий. Для учета всех перечисленных составляющих на основе формулы Шеннона К. была составлена формула, для расчета количества информации, получаемой от объекта. Для этого были рассчитаны коэффициенты, позволяющие учесть множество спектральных цветов, распознаваемых глазом - Кj и коэффициенты которые учитывают яркость цвета через диаметр зрачка - Кm.

Данные, полученные при построении иррадиационных полей и оценки информативности объектов используются для поучения элементарных единиц впечатления (ЭЕВ) у различных групп потребителей. Изучение ЭЕВ - это исследование импресивной составляющей, получаемой воспринимающим от объекта дизайна. Импресивный подход к проектированию - это проектирование с учетом импресивной составляющей, которая является математическим выражением впечатления.

Практическое значение работы заключается в возможности использования полученных данных для моделирования и адаптивного конструирования объектов дизайна.

Ключевые слова: импрессивный подход, иррадиационное поле, интерзоны, информативность, психофизическая оптика, психофизика восприятия, свето-цветовая среда.



ABSTRACT

Bessarabova E.V. Impressive graphic-analytical model in planning design object. - The Manuscript.

The dissertation on competition of advanced academic degree of Doctor of Philosophy on a speciality 05.01.03 - Technical aesthetics. - Kyiv National University of Construction and Architecture, Kyiv, Ukraine, 2011.

The present thesis is devoted to developing an impressive graphic-analytical model (IGAM) in planning design objects. Tue IGAM's structure includes models of irradiational fields and informativity assessment, as well as statistical methods. The model of irradiational fields is created to identify the location of dйcor / elements of construction in design objects having different forms. The construction of irradiational fields is done taking into account psychophysics of perception and psychophysical optics. In the process of creating fields, not only the form but also the colour and brightness of the lines making up the form were taking into consideration. The model for assessing informativity is also developed taking into account the chromaticity of contour lines. The data obtained in the process of constructing irradiational fields and assessing informativity of objects are used to get impression units from different groups of consumers. The practical importance of the work lies in the possibility of using the obtained data in modelling and adaptive construction of design objects.

Keywords: impressive approach, irradiational field, interzones, informativity, psychophysical optics, psychophysics, light-color environment.

Размещено на Allbest.ru

...