Модульність конструкцій у дизайні. Модульний принцип формоутворення в архітектурі
Дизайнери в процесі проектування широко використовують принцип варіабельності, заснований на модульності елементів форми, що дозволяє як у дитячому конструкторі, збирати різні композиції, що відповідають тим чи іншим функціональним вимогам та умовам ситуації.
Сьогодні варіабельність чітко простежується практично у всіх галузях дизайну, пов'язаних з великими тиражами, і особливо дорогими виробами тривалого користування.
При придбанні автомобіля, замовнику надається можливість обрати колір, комплектацію, оздоблення та обладнання салону. Високоякісна радіоапаратура також складається з ряду взаємозамінних блоків: програвача, тюнера, магнітофона, підсилювача звуку, акустичних систем та ін. Те саме існує в дизайні меблів, одягу. Модульність конструктивних елементівє характерною рисою сучасного дизайну.
Все більшого поширення варіабельність набуває в побутових знаряддях праці. Це всілякі універсальні компактні багатофункціональні пристосування і механізми, що складаються з різних блоків, починаючи від наборів викруток і ключів зі змінними наконечниками, закінчуючи насадками до універсального електроприводу, дозволяючи перетворювати його поперемінно на електрорубанок, електропилу, електролобзик, точильний. міні-верстат.
Широкого поширення набули також комплекти вуличних меблівта обладнання з блокованих між собою просторових модулів - навіси, кіоски, виносні вітрини, торгові автомати, телефонні будки та інше, що дозволяють формувати предметне середовище різноманітних функціональних міських просторів - вулиць, пішохідних зон, парків, площ. При цьому, сучасні гарнітури вуличних меблів дозволяють створювати різні багатофункціональні форми міського середовища: ліхтар-покажчик, огорожу дерев з лавою, ліхтар-города з квітницею та ін.
У сучасному індустріальному дизайні найчастіше одна і та ж конструктивна деталь використовується в різних виробах: одні і ті ж штампи корпусів різних моделейкомп'ютерної техніки та радіоелектроніки, кріпильні елементи. Така взаємозамінність елементів, універсальність конструкцій веде до високої економічності виробництва, дозволяє модернізувати застарілі вироби заміною окремих агрегатів, продовжуючи термін їхньої служби.
Мобільність форми, можливість її видозміни в залежності від конкретних умов ситуації – одна з характерних рисдизайн. Конструкції в дизайні повинні забезпечувати таку мобільність форми виробу: верх, що відкидається у кабріолету, багатопредметний складаний складаний ніж, складний стіл-книжка, розкладний диван-ліжко. Тому окремі вузли загальної конструкції мають бути рухливими, до них пред'являються особливі конструктивні вимоги.
Конструкції та біоніка
Дизайнерське формоутворення сьогодні багато ідей черпає з навколишньої природи, де все гранично раціонально і лаконічно. "У творах природи, - як зазначає відомий фінський дизайнер Алвар Аалто, - форми виникають з їхньої внутрішньої конструкції".
Наприкінці 50-х років ХХ століття виник новий науковий напрям, основу якого складають дослідження з моделювання різних живих систем. Поява цієї науки стало наслідком розвитку кібернетики, біофізики, біохімії, космічної біології, інженерної психології та ін. Симпозіум у Дайтоні (США) в 1960 р. дав назву новій науці - біоніка (від грец. - Елемент життя). Біоніка - це наука про використання знань про конструкції та форми, принципи та технологічних процесахживої природи в техніці та будівництві.
Академік В. В. Парін характеризує цю науку як цілеспрямоване прагнення шукати та знаходити в живій природі „зразки" для створення технічних пристроїв. На думку академіка П. Л. Капіци, природа є кращим „інженером-конструктором", ніж людина.
Народження біоніки – не випадковість. Це природний результат діалектичного розвитку науки та техніки. Біоніка дозволяє об'єднати велике колоінженерно-технічних проблем, вирішення яких базується на даних біології. Біоніка спрямована в основному на вирішення практичних завдань, вона проникає в найрізноманітніші науки, стає незамінним їх помічником, сприяє їх розвитку та вдосконаленню.
У світі все взаємозумовлено. Існують закони, що об'єднують увесь світ у єдине ціле і породжують об'єктивну можливість використання штучно створюваних системах закономірностей і принципів побудови живої природи та її форм.
Правомірність біодизайну визначається не тільки біологічною та технічною єдністю людства та навколишнього світу, а й особливостями людського пізнання. Людський розум великою мірою формується під впливом процесів, які у природі.
У своїй творчій діяльності людина постійно, свідомо чи інтуїтивно звертається по допомогу до живої природи. Для всієї історії біодизайну характерне використання у промислових виробах суто зовнішніх обрисів природних форм.
Найбільш складні етапи освоєння у техніці природних форм відносяться до XVII століття. Процес бурхливого розвитку природознавства, що почався ще в епоху Відродження, мав безпосереднє відношення до техніки.
Раціоналістична філософія, основоположником якої був Рене Декарт, також серйозно впливала на технічне формоутворення. Філософи-раціоналісти Декарт, Локк, Ламетрі та інші вірили, що закони механіки – універсальні закони світобудови, та поширили їх на живу природу. Декарт вважав, що тварина є не що інше, як машина, на відміну від людини, наділеної душею. Іноді механіки переслідували ідею створення штучного життя. Леонардо да Вінчі шукав принципи дії рухового механізму тварини, щоби потім на їх основі побудувати машину. Вихідним було таке становище: природою створені у тваринному світі найдосконаліші механізми, втілені у таких досконалих формах: птиці дано прекрасний літальний апарат у вигляді крил, рибу природа забезпечила плавальним апаратом, хвостом та плавцями. У XVIII столітті привабливість і легкість проблеми, а також перші успіхи автоматики призвели до появи проектів машин, заснованих на запозиченнях форми тварин. Але рівень науки і техніки був такий, що цю ідею не можна було здійснити.
З прогресом науки виникає об'єктивна можливість використання процесів та зв'язків елементів живої природи у штучно створюваних технічних пристроях. Навряд чи можна знайти таку галузь людської діяльності, яка тією чи іншою мірою не була б пов'язана з біонікою. Не є винятком у цьому плані і творча діяльність художника-конструктора.
У природних формах головним є конструктивно-композиційне угруповання елементів, їхня ритміка. Кожна природна форма має свої, властиві лише риси. Якщо ми як об'єкт для вивчення беремо природний аналог з яскраво вираженим характером, об'ємами та конструкцією, з елементарно простою формою, ми дійсно здатні майже відразу ж оцінити її цілісність, що допоможе швидше та з меншою витратою часу досягти образності та пластичного вираження технічної форми.
Необхідність вивчення біологічних форм для художника-конструктора підкреслюється ще й тим, що вони масштабно витримані та пропорційно бездоганні, конструктивно та функціонально обумовлені
Жива природа має тенденцію у процесі свого розвитку прагнути до всілякої економії енергії, будівельного матеріалута часу. Закон мінімуму у природі обумовлений органічної доцільністю існування. Все це призвело до думки про можливість використання закономірностей формоутворення живих структур саме в конструктивному плані, а не лише з метою якихось формальних пошуків.
Стебло бамбука при значній висоті та гранично малому діаметрі має абсолютну стійкість. Ряд з'єднаних порожнистих елементів трубчастого перерізу роблять цю конструкцію до того ж надзвичайно легкою, потовщення та мембрани у місцях з'єднань забезпечують її міцність. Ця оригінальна, створена природою, конструкція стала прообразом сучасних телескопічних антен, спінінгів, сучасних настільних ламп, здатних "дотягнутися" до будь-якої ділянки робочого столу
Ще одним наочним прикладом є бджолині стільники. Це один із примітних творінь природи в галузі стандартизації та уніфікації. Вони є десятками тисяч шестигранних призм, розташованих паралельними рядами. Кожен ряд осередків бджоли кладуть із „перев'язкою”, як муляри цегляну стіну. Соти ізотропні - їхня міцність однакова у всіх напрямках. І не дивно, що першими запозичили досвід бджіл авіабудівники для створення надзвукових літаків та ракет. Досвід бджіл у спорудженні стільників успішно використовується архітекторами та будівельниками у спорудженні елеваторів, ємність яких збільшилася, а витрата матеріалу зменшилася на 30% і витрати праці скоротилися вдвічі.
Наслідуючи конструкцію листа дерева, італійський інженер П'єр Луїджі Нерві спроектував перекриття залу Туринської виставки. Легка конструкція з армоцементу завтовшки лише 4 см перекрила стометровий проліт без опор. Все перекриття пронизане кріпленнями, розташованими так само, як і жилки листа.
Прототипом багатьох сучасних штампованих конструкцій, таких як кузови легкових автомобілів, монолітні корпуси побутової техніки, може бути форма пелюстки квітки, змінна товщина якого забезпечує жорсткість. Яскравим зразком жорсткої конструкції при мінімальній витраті матеріалу є шкаралупа звичайного пташиного яйця. Співвідношення розміру "простору, що перекривається" і товщини самої шкаралупи становить тисяча до одного. Це спостереження покладено в основу формоутворення різних оболонок в архітектурі та дизайні: від великопрогонових просторових конструкцій до корпусів побутової техніки.
Природна краплеподібна форма з мінімальною площею поверхні та опором при переміщенні покладена в основу формоутворення літальних апаратівта швидкісних транспортних засобів - автомобілів, залізничних складів та ін.
Застосування біоніки у процесі художнього конструювання розвиває уяву, будить творчу думку, змушує думати, шукати, пізнавати закони природи.
Застосування модульного проектування у виробництві виробів дизайну є найвищою формою діяльності в галузі стандартизації. При цьому стандартизація виявляє та закріплює найбільш перспективні методи та засоби проектування. Цей метод сприяє уніфікації структурних елементів виробів. У техніці наявність уніфікованих вузлів і деталей та встановлення їх у різних поєднаннях дозволяють перетворювати конструкції одних виробів на інші. Основний принцип уніфікації – різноманітність продуктів дизайну за мінімального використання уніфікованих елементів (модулів). Модульне проектування передбачає конструктивну, технологічну та функціональну завершеність. Сам модуль може бути закінченим; виробом або бути складовоювироби, зокрема іншого функціонального призначення.
Модуль – одиниця міри. Раніше частини тіла людини служили одиницями виміру: дюйм – довжина суглоба великого пальця; п'ядь - відстань між кінцями розсунутих великого та вказівного пальців; фут – середня довжина стопи людини і т.д. Так, в основі середньовічної архітектури Англії лежав фут, який, по суті, був модулем. В архітектурі стародавніх греків модулем був радіус колони. В Італії деякі споруди були збудовані на використанні модуля у вигляді квадрата або прямокутника. Храм Василя Блаженного в Москві при всьому своєму різноманітті складений із видів фігурної цегли. Таким чином, застосування модуля в архітектурі минулого несло в собі художнє начало, служило засобом гармонізації цілого та його частин.
Таким чином, можна сказати, що модуль - це вихідна одиниця виміру, що повторюється і укладається без залишку в цілісній формі (об'єкті). Кратність - вкладність модуля без залишку - дозволяє збирати різні формита забезпечує їх взаємозамінність. Сучасний; архітектурний модуль дорівнює 10 см, укрупнений будівельний модуль - 30 або 40 см, модуль для приладобудування та верстатобудування складає 5 см. Обладнання інтер'єру будується на модулі 5 та 15 см.
Варіантність художніх форм, тобто можливість з обмеженої кількості створювати різноманітні твори, - одна з особливостей народно-^ творчості. Якщо взяти народний орнамент, то, як правило, він складається з невеликої кількості елементів, що повторюються. Ювеліри Дагестану покривають зброю і начиння орнаментом, що складається з невеликої кількості. стандартних елементів, яких налічується не більше ніж 27. В азербайджанських вишивках використовується від трьох до п'яти однакових мотивів. Молдовські килими з геометричним малюнком відрізняються особливим лаконізмом та великим візерунком, який створюється з одного мотиву. Отже, використання модуля - це новий прийом, ним користувалися завжди й у архітектурі, й у прикладному мистецтві.
«Зараз все виглядає настільки «кутюр», настільки дорого, що настав час почати думати по-новому, знайти щось нове», - так стверджує знаменитий японський дизайнер одягу І. Міяке. Це нове може полягати у моделюванні одягу із модулів.
Модулі можуть бути однакового розміру, який вибирається залежно від антропології тіла людини та оптимальних розмірів готового одягу. Модулі, як правило, мають прості геометричні форми, щоб при з'єднанні виходили каптур, короткий жилет, жилет середньої довжини, довгий жилет, короткі рукави, довгі рукави. Технологічно кожен модуль обробляється окремо підкладкою, утеплювачем, хутром зсередини чи зовні. Головна особливість модуля в дизайні одягу - він обробляється «чисто» з обличчя та з вивороту. Якщо модулі пошиті з двох матеріалів або з однієї тканини двох кольорів, їх можна перевертати і використовувати для складання двоколірних або двофактурних смуг, клітин, простих орнаментів. Важливим є вибір способу з'єднання простих модулів у вигляді квадратів, прямокутників, трикутників, кіл та ромбів. Якщо для з'єднання модулів вибираються зав'язки, стрічки, банти, вузли, то кінці, що їх стирчать, можуть створити додатковий декоративний ефект. Щоб модулі з'єднати друг з одним непомітно, застосовуються гачки, «липучки», супат-ные застібки. На рис. 8.7 показаний приклад використання модулів, з'єднаних між собою кнопками або гудзиками моделі накидки. Якщо модулі роз'єднати, то можна з них зібрати спідницю, довгий Жилет і т.д.
Всі ці види з'єднання необхідні в тому випадку, якщо застосовується метод трансформації - побиття форми виробу призначення виробу, асортименту. Причинами зміни форми виробу можуть бути: 1) з маленької зробити велику і навпаки (наприклад, із короткого жилета зробити довгий). Це прийом модульного згортання та модульного розгортання; 2) із простої форми скласти складну і навпаки (наприклад, до жилета пристебнути, прив'язати модулі та отримати довге пальто з капюшоном, кокетками, кишенями, сумками та головними уборами або з простих модулів у вигляді квадратів, трикутників та ромбів скласти складний декоративний візерунок, орнамент , монокомпозицію, яка органічно впишеться у виріб;3) змінюючи форму, змінити призначення виробу (наприклад, був жилет - стало пальто, тобто верхній одяг, і т.д.) Можна з однакових модулів складати різні вироби: жилети різної довжини і форми, сарафани, спідниці різної довжини, блузони, напівпальто, довгі пальто з капюшонами, накладними комірами, головні убори, сумки та ін. Таким чином, зміна асортименту відбувається шляхом модульного проектування.
Рис. 8.7. Використання форми простих модулів у моделі накидки
Форма модулів може бути і складніша: у вигляді квітів, листя, метеликів, звірів, птахів. Такі модулі досить складно пристібати та відстібати, але їх можна з'єднувати «наглухо», встикши один до одного, за допомогою «брід» (елемент вишивки «рішельє»). Створюються красиві ажурні композиції, які накладаються на лекала вироби (припустимо, сукні) і всі фрагменти зшиваються з вивороту. З ажурного полотна, що вийшов, можна моделювати вставки або повністю вироби. Модулі різної конфігурації можуть створювати складні варіанти комплектування одягу, нашаровуючись один на одного (рис. 8.8).
Важливо правильно підібрати для моделей тканину, яка дозволяла б зшивати та вивертати складні фрагменти. Для цього добре підходять еластичні тканини (типу "біфлекс"), еластичний трикотаж, який не "сиплеться" і добре тримає форму. Цікаві форми виходять при моделюванні із модулів сімейства головних уборів або сумок.
У результаті хочеться підкреслити одну важливу перевагу модульного проектування: технологічна обробка модуля дуже проста, її може виконувати некваліфікований спеціаліст навіть у домашніх умовах. Проектування та складання фрагментів у різноманітні вироби таять у собі величезні, раніше не використані можливості. Але, на жаль, такий прийом проектування одягу застосовується вкрай рідко.
УДК 72.01
ББК 85.110
Гіпотеза: при застосуванні модульного принципу побудови простору є можливим створювати автономні архітектурні структури у вигляді взаємо- і видозмінних функціональних осередків в основі загальної матричної системи в залежності від параметрів, що задаються.
Ціль роботи: розробка принципів модульного формоутворення архітектури.
вивчення наявних в архітектурі основних концепцій формоутворення;
вивчення передумов модульного формоутворення історія архітектури;
виявлення потреб до переорієнтації до модульної архітектури;
розгляд механізму модульної побудови архітектурного об'єкта;
розгляд та виявлення принципів формування архітектурного міського простору модульним принципом;
аналіз та прогнозування формування модульного принципу побудови простору;
побудова моделі розвитку модульного простору
В останні десятиліття склалася тенденція - відображення в архітектурі економічної стабільності та благополуччя людського суспільства. Така архітектура є унікальними мегабудовами: величезні райони, сплановані для кількості людей порівнянного з населенням пристойних розмірів міста і є такими по суті. Велика кількість хмарочосів стає невід'ємною частиною великого міста. Змінився лише один із параметрів, у даному випадку економічний, а принципи та механізми за якими жила світова система, більше не дійсні. Осередки, що грають визначальну роль у матриці світобудови, просто більше не функціонують правильно. Швидше за все, найближчим часом світ більше не побачить нових амбітних проектів і довго чекатиме завершення вже розпочатих. Адже з відсутністю достатнього фінансування багато незакінчених споруд так і не починають функціонувати. Прикладом цього може бути московський міжнародний діловий центр "Москва-Сіті". Башту "Росія", яка мала стати найвищою в Європі, пропонується не лише урізати з 612 метрів до 200, а й радикально змінити вигляд хмарочоса, на який вже витрачено 100 мільйонів доларів.
Тому перед суспільством стоїть завдання знайти нові механізми, які б замінили «не працюючі осередки». Необхідно знайти альтернативний вихід: створити методи, створені задля оптимізацію ресурсів, витрат, простору та інших чинників. На наш погляд, така альтернатива існує в архітектурі, яка має модульну структуру.
Розглянемо розвиток модульної архітектурикрізь призму часу. Шлях розвитку архітектури щодо недовгий. Його умовно можна подати у вигляді стадіальної системи, розбитої на ділянки, що відрізняються певним способом формоутворення простору, принципами, закономірностями, знаковою системою тощо (рис.2).
Рис.2. Схема стадіального розвитку архітектури .
Вибираючи за основу певну методику, людство розробляло її, стилізувало, коригувало, не виходячи за межі певної «ділянки». Іншими словами, продовжував свій розвиток у обраній колії. Деякі ділянки існували паралельно в часі, часто переривали свій розвиток, просто залишалися не реалізованими. Наприклад, ідеї єгиптян зі своїми знаковими спорудами і орієнтацією пірамід по зіркам розкрилися лише у межах процвітання єгипетського царства, теорія Платонових тіл, власне, і залишилася на папері. Можна навести безліч прикладів таких «ділянок», але лише деякі з них набули належного розвитку. Йдучи цією «второваною доріжкою», сьогодні ми маємо свою систему формоутворення, яка, загалом, недалеко пішла від своїх витоків. Але ж могла існувати система, в основі якої лежали б інші принципи організації антропоморфного простору. Проаналізувавши історію архітектури з погляду таких розрізнених ділянок, поєднавши їх і доповнивши недостатні етапи розвитку, як ланки безперервного еволюційного ланцюга, ми можемо відновити нереалізований шлях розвитку архітектури.
Серед нереалізованих гілок є такі, в основі яких закладена структурна закономірність, близька до основ модульної архітектури. Наприклад, формоутворення конструктивістів чи ідеї метаболістів. Що стосується останніх, у 1960-і роки японськими архітекторами Кішо Куракава, Кіонорі Кінутаке та ін. були створені капсульні споруди з осередками, що замінюються і нарощуються: вежа «Накосин» в Токіо, проект висотної забудови в Гінджуку, будинок з трансформованим простором Будинок неба») та ін. В основі цих архітектурних об'єктів закладено принципи формоутворення не властиві епосі в цілому: у них діють закони не художньої мови архітектури, а інші системи, що впорядковують, такі як основи композиції, принципи просторового структурування та ін.
Крім того, і в самій природі закладені структурні принципи побудови (лінійні структури повторюються в будові русла річки з притоками, у морозному узорі, у зоряному небі, клітинній будові живої тканини, кристалічних утвореннях тощо). Напрошується висновок у тому, що модульне формоутворення архітектури перестав бути інноваційним, його зачатки проглядаються історія. Але тільки зараз виникла ситуація, яка змушує цю «не реалізовану гілку» перейти у новий стан. Саме сьогодні склалися такі умови, які створили «точку актуалізації» для модульного заповнення простору.
Які ж ці умови чи чинники? На будь-який розвиток впливає безліч таких вимог: соціальні, економічні, культурні, історичні, екологічні та ін. Мабуть, у світі відбулися такі зміни (глобалізація, наприклад), що сучасний світстав являти собою єдину впорядковану систему, відмінну від тієї, де він існував раніше. Тепер кожен прагне зайняти своє місце в суспільстві та заповнити свій осередок. Тому модульний підхід є прототипом або відображенням сучасного суспільства. Напевно, саме трансформація світової системи призвела до створення (до «точки актуалізації») модульного принципу формоутворення простору.
У чому переваги такої архітектури, і чому саме ця гілка має реалізуватися саме зараз?
Насамперед, слідуючи концепції модульного будівництва, окремі частини архітектурного об'єкта набувають можливість автономного існування, як з погляду архітектурної самодостатності, і з функціональної погляду (рис 3). Розробивши один модуль, ми вже отримуємо цілісну композицію, яка при нарощуванні модулів лише ускладнюється. За допомогою модульного принципу формоутворення ми можемо дійти нового шляху освоєння простору, в якому одиничний модуль вже є завершеною структурою і має можливість жити самостійно, не чекаючи закінчення будівництва всієї системи, як це відбувається з одноконкуртними цілісними мегаструктурами. Крім того, система може перебувати у постійній видозміні, нарощуванні, трансформації, залежно від економічних можливостей, соціальних, естетичних та інших потреб суспільства.
Рис.3. Застосування модульного принципу формоутворення до мегабудови "Вежа Росія"
у Москві
.
Такий модульний принцип формоутворення застосовується як окремо до будинку, так і до створення міського простору. Адже об'єкт будівельної діяльності розвивається від окремої будівлідо групи функціонально-взаємопов'язаних споруд і потім – до архітектурного ансамблю, який може бути представлений як просторово-органічний комплекс і навіть цілий міський організм. Наприклад, тими ж метаболістами місто сприймалося як людський організм, що формується за принципом модульності – принципом побудови систем, згідно з яким функціонально пов'язані частини групуються у закінчені вузли – модулі. Пітер Кук розробив концепцію «крокуючого міста», яка передбачає приєднання та відключення один від одного функціональних осередків міської агломерації. І таким чином, за можливості автономного існування окремих осередків архітектурного простору неминучим стане факт появи іншої міської інфраструктури.
Література
Людина та місто: простір, форми, зміст / за ред. А.А. Барабанова - Єкатеринбург: Архітектон, 1999.
Смоліна Н.І. Традиції симетрії у архітектурі /Н.І. Смоліна. - М.: Будвидав, 1990.
Шубенков М.В. Структурні закономірності архітектурного формоутворення/М.В. Шубенків. - М: Архітектура-С, 2006.
Криволапова Олександра Василівна,
студент УралДАХУ
Науковий керівник:
кандидат архітектури,
доцент Раєвський А. А.
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Розміщено на http://www.allbest.ru
формоутворення в архітектурі та її структурний елемент
Кобзєва Ірина Олександрівна
ФДБОУ ВПО « Державний університет- Навчально-науково-виробничий комплекс»
Гвозков П.А. науковий керівник, кандидат технічних наук, доцент, кафедра архітектури, ФДБОУ ВПО «Державний університет – навчально-науково-виробничий комплекс»
Анотація
У цій статті розглянуто формоутворення в архітектурі та її структурний елемент, що є структурою архітектури, що є процесом архітектурного формоутворення.
Ця стаття описує структуру архітектури і її структурний елемент, що відповідає структурі архітектури, яка є процесом архітектурної формації.
Ключові слова
формоутворення; архітектура; структурний елемент; архітектурна форма
shaping; архітектура; структурний елемент; архітектурна форма
архітектурна форма композиція місто
Формоутворення в архітектурі створюється як організації архітектурного об'єкта з урахуванням всіх істотних його властивостей, так організації функціонального процесу. Без архітектурних форм процеси життєдіяльності людини немає, як і, як архітектурні форми немає без процесів діяльності людей. Внаслідок архітектурного формоутворення відбувається організація життєвих процесів шляхом побудови матеріально-просторового середовища для життєдіяльності людини, насамперед архітектурних форм. Їм може бути квартира, кімната, будинок і т.д. Розглянемо формоутворення та спробуємо з'ясувати можливість виявлення такого елемента в архітектурі.
Дослідники будь-якої області наукової діяльностіщодо структури явища зіштовхуються з деякими труднощами. Спочатку необхідно визначити, які елементи його формують. Необхідно знати елементи та його складові, оскільки форма, і структура є методи зв'язку, організації змісту. Поняття елемента має загальне значення. Елементи є частини предмета чи процесу, непросто отримані шляхом довільного розподілу їх, а складові ціле, що здійснює завдання гармонійного функціонування об'єкта .
У хімії елементарною часткою вважається атом (основні властивості атомів зазвичай і розглядаються як властивості того чи іншого хімічного елемента); у квантовій фізиці - елементарна фізична частка; в живому організмі – клітина. Однак ці поняття елементів знаходяться у сфері теорії відносності, оскільки у світі немає жодних "кінцевих" елементів, і будь-який елемент постає як органічна єдність певних властивостей, ознак, зв'язків. У різних ситуаціях можливий будь-який вибір елемента, аби він дозволив повніше розкрити структуру змісту явища. В елементі, як і краплі води, відбивається навколишній світ.
Ле Корбюзьє як соціальний елемент архітектури брав житловий осередок. Він писав: " Якщо клітина є початковий біологічний елемент, то - домашнє вогнище, інакше кажучи, - притулок для сім'ї, є соціальною клітиною " .
Структурною одиницею міста нині служать райони, які у своє чергу діляться на мікрорайони, оскільки вони точніше і повніше розкривають соціальну містобудівну специфіку, ніж багатосекційний будинок. Мікрорайон у соціалістичному місті стає його структурним елементом. Однак поняття елемента відносно, і сам елемент неможливо розглядати поза простором і часом, тому неможливо зупинитися на одному елементі, з якого утворювалися б усі архітектурні форми.
Структура є якесь явище. Квартиру можна як структурний елемент багатосекційного житлового будинку. В іншому аспекті квартира є самостійним явищем, а її елементом структурною одиницею стає кімната.
Розуміння цілісності архітектурної форми встановлює зв'язок між окремими властивостями художньо-осмисленої. Джерелом розкриття єдності засобів гармонізації є сучасна та історична архітектурна практика.
Архітектурна форма має ряд особливостей її конструктивної основи: геометричні та фізичні властивості, роботу несучих елементів, співвідношення несучого та несомого, параметри, організацію конструкційних матеріалів. Звідси випливає поняття «тектоніка».
Процесом архітектурного формоутворення служить композиція, завдяки якій перетворюється на рамках певних законів природи формоутворення.
Категорія «тектоніка» формує взаємозв'язок форми та конструкції та утворює композицію. Конструкція може бути як несучою, так і несомою, монолітною або збірною, тонкостінною і легкою або масивною і важкою, однорідною або неоднорідною. Форма, її структура та матеріал є те, в чому проявляється тектоніка. Поєднання кубічних форм в архітектурі виражає слабо тектонік. Кубічні форми у просторі дезорієнтовані стосовно нього. Однаковістю їхньої структури створює враження їх існування поза гравітаційним простором. Тектоніка плоских зрізів та зрушень простежується у мертвій природі (геологічні зрізи пластів землі).
У результаті все призводить до операцій геометричними законами форми - становищем елементів форми у просторі, зміною форми, співвідношенням розмірів елементів, - які виражаються у вигляді чисел. Специфіку засобів гармонізації визначає різний характер взаємодії чисел.
Механізмом, який поєднує засоби гармонізації архітектурної форми, має бути математика. Проте практичний сенс механізму у тому, щоб, створюючи архітектурні форми, представляти механізми гармонізації, долати стихійність, що це створюване художником - архітектором не підпорядковується зовнішнім, об'єктивним законам природи, лише пов'язані з внутрішнім світом архітектора. Потрібно прагнути пізнання законів і навчитися їх застосовувати.
Бібліографічний список:
1.Лебедєв Ю.С., Рабінович Ю.І., Попожай О.Д. Архітектурна біоніка/За ред. Ю.С.Лебедєва. - М.: Будвидав, 1990. - 269 с.
2. Ле Корбюзьє Ш.Е., Архітектура ХХ століття / Под ред. К.Т.Топурідзе - М.: Прогрес, 1970. - 304 с.
Подібні документи
Що таке архітектурно-просторові форми, їх властивості та роль у створенні єдності архітектурної композиції з безлічі складових. Вивчення композиції об'ємно-просторової форми, опис її геометричного вигляду та властивостей, сфери застосування.
контрольна робота , доданий 19.02.2011
Визначення поняття архітектури. Розгляд методів архітектурного проектування з Бархіну Б.Г. Вивчення методу дослідження структурної проблеми, шаблонів та фундаментального методу проектування. Створення образу будівлі та реалізація проекту.
реферат, доданий 19.10.2015
Методологія архітектури: засоби, передумови та принципи архітектурної діяльності. Комплексний метод проектування. Проектування об'єкта як системи. Спосіб структурного аналізу. Зміст та форма об'єкта, взаємодія зовнішнього та внутрішнього.
реферат, доданий 10.06.2010
Уявлення про теорію архітектурного малюнка в Епоху Відродження. Становлення архітектурного малюнка на сучасному етапі. Архітектурний малюнок у творчості архітекторів. Перехід проектної практики з ручного ескізування на комп'ютерну графіку.
реферат, доданий 06.06.2015
Поняття та Загальна характеристикабароко як архітектурного стилю, його ознаки та властивості. Архітектурні ансамблі Риму, аналіз творчості Лоренцо Берніні. Архітектура Петербурга та його околиць. Прояви класицизму в архітектурі Західної Європи.
контрольна робота , доданий 04.10.2013
Формування феномена художнього образу творчості Френка Гері. Естетичні засади формоутворення. Культурне середовище ХХІ ст. Джиммі Хендрікс в архітектурі. Архітектор сучасних бароко. Деконструктивізм та теорія нелінійної архітектури.
реферат, доданий 12.02.2015
Тріада "краса-користь-міцність" в архітектурі. Містобудування як наука про створення міст. Види будівель: житлові, громадські та промислові. Художні, функціональні та конструктивно-технологічні вимоги до архітектурної композиції.
презентація , доданий 21.04.2014
Історія зведення, планування, зміцнення та особливості архітектурного рішеннязамків Тевтоського ордена Прейсіш-Ейлау, Рагніт, Інстербург, Заалау та Бранденбурга. Заключний етапу розвитку архітектурного стилю "зміцнений замок" у Натангії.
презентація , доданий 07.02.2013
Пошук та розробка комплексного архітектурного рішення (виконання планування приміщення, композиції) малоповерхового блокованого житлового будинку. Упорядкування генерального плану ділянки з урахуванням низки вимог, необхідні проживання інваліда-візочника.
контрольна робота , доданий 23.07.2013
Стиль модерн як напрямок в архітектурі початку століття. Багатоплановість та різнолікість архітектурного образу Санкт-Петербурга. Прояв раціоналістичних тенденцій під час будівництва нових типів будинків. Найяскравіші представники стилю модерн.
З кожним роком гри стають все більш деталізованими та масштабними, що неминуче веде до великих витрат під час створення ігрового оточення. Як оптимізувати процес і побудувати високодеталізований ігровий світ за короткий термін і меншими силами? На допомогу дизайнеру рівнів приходить принцип модульності, про який ми поговоримо нижче.
Модульність в архітектурі
Перш ніж розглядати принцип модульності в дизайні рівнів, звернімося до прикладів з реального життя. Найбільш показовим є використання цього принципу в архітектурі при швидкісному зведенні будівель.
Основною перевагою цього методу є значна мінімізація витрат та надзвичайно швидка швидкість збирання. В даний час складання тридцятиповерхової офісної будівлі модульного типу займає лише п'ятнадцять днів, за умови, що всі його компоненти попередньо зібрані на заводі і готові до монтажу.
Якщо уважно подивитися на те, скільки компонентів використано при будівництві цієї будівлі, можна з подивом виявити, що їх кількість зведена до абсолютного мінімуму. металевий каркас, перекриття між поверхами, сходи та панельні стіниз вікнами. Причому всі модульні частини одразу оснащені системами вентиляції та електрокомунікацій і не вимагають оздоблювальних робіт. Будівельникам залишається лише зібрати все в єдине ціле.
Складання модульних компонентів будівлі © Кадри з відео Broad Group
Таким чином, бачимо, що принцип модульності в архітектурі дуже добре зарекомендував себе як дешевий і швидкий спосіббудівництва будівель, де дуже важлива мінімізація будівельних модулів для простоти збирання. Цей принцип відразу ж взяли на озброєння дизайнери рівнів та художники з ігрового оточення, як тільки зіткнулися з необхідністю створення великих віртуальних світів.
Принцип модульності
Модульний дизайн рівнів є популярним методом створення ігрових оточень, в основі якого лежить принцип модульності.
Модульність - це набір (колекція, бібліотека) стандартизованих частин, які можуть бути використані один з одним або з іншими ассетами, щоб побудувати більш комплексні структури, що є основною архітектурою рівня (структурна геометрія) та будь-які складні об'єкти (деталі ігрового оточення).
Модульні компоненти Halo: Reach © 2010, Bungie Studios
Модульний дизайн рівнів налічує багату історію та використовувався ще у старих двовимірних платформерах від Nintendo. Рівні класичного Super Mario Bros. (1985, Nintendo) збиралися з небагатьох елементів, які багаторазово перевикористовувалися. Тобто рівень малювався не у вигляді однієї великої унікальної картинки, а був побудований з маленьких шматочків, що повторювалися, що дозволяли збирати практично будь-яку конфігурацію для створення цікавого геймплею. Такий підхід також дозволяв заощадити на відеопам'яті та ефективним чином використати мінімальний набір текстур.
Фрагмент дизайн-документу Super Mario Bros. © 1985, Nintendo
Принцип модульності не втратив своєї актуальності і використовується в іграх із тривимірним оточенням досі. Одним із перших розробників активно просувають модульний дизайнрівнів для створення високодеталізованих ігрових оточень у своїх іграх була компанія Epic Games.
Як приклад можна навести сцену з Gears of War (2006, Epic Games), яка наочно показує, яким чином можна максимально ефективно перевикористовувати лише кілька елементів для складання великої частини рівня.
Не дивлячись на те, що структурна геометрія цієї сцени виглядає досить складно, насправді вона складається із мінімальної кількості моделей:
Gears of War © 2006, Epic Games
Звичайно, в сцені присутні і унікальні зразки, але 90% всього ігрового оточення створено саме з модульних елементів, що перевикористовуються, (виділено різними кольорами):
Gears of War © 2006, Epic Games
Модульний принципзастосуємо як до структурної геометрії рівня. Він також використовується для деталізації ігрового оточення. Наприклад, у тому ж Gears of War (2006, Epic Games) можна заповнити рівень великою кількістю варіацій автомобілів, додаючи до базової моделі ті чи інші деталі, тим самим створюючи ілюзію унікальності об'єкта.
Gears of War © 2006, Epic Games
Набір модульних труб у Mirror's Edge (2008, DICE) дозволяє дизайнерам створювати складні конструкціїпрактично будь-якого виду змінюючи їх конфігурацію та колір.
Mirror's Edge © 2008, DICE
При найближчому розгляді виявляється, що всі ці поєднання труб створені за допомогою всього лише трьох модульних елементів (виділено різними кольорами):
Mirror's Edge © 2008, DICE
Модульні елементи формують структурну геометрію для створення інтер'єрів з :
Assassin's Creed: Unity (2014, Ubisoft Montreal)
Фінальна збірка рівня з модульних елементів після декорування виглядає так:
Assassin's Creed: Unity (2014, Ubisoft Montreal)
Модульний принцип дуже добре працює з натуральними структурами, такими як шматки скель та каміння. Поєднуючи, обертаючи і масштабуючи лише кілька модулів, можна з успіхом декорувати більшу частину ігрового світу.
Як приклад можна навести модулі скель з Assassin Creed: Black Flag (2013, Ubisoft Montreal):
Assassin's Creed: Black Flag (2013, Ubisoft Montreal)
Творчий підхід
Хорошого дизайнера рівнів відразу видно по його здатності дивитися на звичні речі під якимось незвичайним кутом, а також перевикористовувати вже існуючі ассети в новому ключі.
У цьому плані найбільше вражає те, з якою фантазією дизайнери Bethesda Game Studios підходять до декорування оточення. Їхні ігри Fallout 3 (2008), Skyrim (2011) і Fallout 4 (2015) є чудовим прикладом того, як потрібно планувати модульний контент, щоб потім його ефективно перевикористовувати протягом усієї гри.
Декілька прикладів з Fallout 4 (2015, Bethesda Game Studios): 1. Сховище ядерних боєголовок. 2. Магазин побутової техніки. 3. Повнорозмірні моделі човнів видають за мініатюрні з допомогою маніпуляцій з масштабом об'єкта. 4. Зменшену статую лева використовують для декорування приміщення.
Перевикористання ассетів стосується не тільки декоративних елементів, а й цілих локацій. Наприклад, у Fallout 4 (2015, Bethesda Game Studios) існує безліч різних церков, які при найближчому розгляді виявляються однією моделлю. Водночас завдяки творчому підходу до декорування кожна локація виглядає унікальною.
Fallout 4 © 2015, Bethesda Game Studios
У Dishonored 2 (2016, Arkane Studios) модульна система дуже органічно вписується у світ гри, тому перевикористання геометрії рівнів практично не помічаєш. Наприклад, елементи фасаду з прорізами відмінно підходять як для глухих стін, дверей та вікон, так і для створення пішохідних галерей.
Ще одна цікава знахідка дизайнерів Arkane Studios – дверні та віконні отвори використовуються не тільки за призначенням, але й для створення вбудованих у стіну шаф та полиць.
Dishonored 2 © 2016, Arkane Studios
На фасадах більшості будівель віртуального Лондона з Assassin Creed Syndicate (2015, Ubisoft) можна бачити безліч об'ємних текстових вивісок. Для їх створення був використаний модульний набір літер різних розмірів і кольорів. Таким чином, розробники отримали тисячі унікальних написів, зібраних із порівняно невеликої кількості моделей.
Assassin's Creed Syndicate © 2015, Ubisoft
Модульний підхід безумовно може похвалитися рядом переваг, але він також має певні недоліки.
Переваги
По-перше, модульність дозволяє зменшити час виробництва ігрових ассетів та рівня загалом. Оскільки основний акцент робиться на активне перевикористання модульних компонентів, то необхідність створювати велику кількість унікальних об'єктів відразу ж відпадає. Як наслідок, менша кількість дизайнерів та художників можуть зробити більше ігрових локацій, т.к. модульність має великий потенціал для виробництва нових рівнів з наявних ресурсів.
По-друге, це гнучка система редагування та зручність роботи з модульними компонентами. Дизайнеру не буде потрібна допомога художника, щоб внести зміни до ігрового світу та замінити один модульний елемент на інший. А для того, щоб миттєво впровадити фінальні версії моделей одразу за всіма рівнями гри, художнику достатньо лише оновити бібліотеку модульних компонентів.
По-третє, це оптимізація продуктивності за рахунок зменшення кількості унікальних об'єктів на рівні та текстур, що використовуються. Це дозволить скоротити час завантаження гри та заощадити на відеопам'яті.
Недоліки
По-перше, це комплексна реалізація модульної системи. Вона вимагає від дизайнерів розуміння технічного виконання та функціональної продуманості компонентів (робота з сіткою), а також художній талант для реалізації (моделлінг, композиція, пропорції тощо).
По-друге, це явна повторюваність модулів, яка часто призводить до того, що схожі один на одногокімнати заповнені однаковими об'єктами. Для вирішення цієї проблеми необхідний творчий підхід до деталізації та декорування ігрового оточення, а також уникнення повторюваності за рахунок незвичайної комбінації об'єктів.
По-третє, це неприродність геометрії рівня. Оскільки часто модульні елементи прив'язані до сітки для простоти використання під кутами в 45 і 90 градусів, то відразу ж втрачається відчуття реалістичності ігрового світу. Це особливо помітно під час створення природних ландшафтів.
Як організувати роботу?
Створення модульних компонентів це тісна взаємодія дизайнера рівнів та художника з ігрового оточення. Як будується їхня робота?
Розробкою модульного контенту варто займатися відразу після того, як буде готовий геймплейний прототип, що складається з примітивної геометрії.
Перш ніж розпочати роботу, потрібно визначитися з правилами взаємодії та скріплення модульних елементів під різними кутами, а також зі стандартизацією їх розмірів. Для цього рекомендується використовувати сітку зі значеннями кратними двом (з розмірами 512х128х64х32), щоб забезпечити ідеальне стикування елементів. Чим більша сітка, тим зручніше дизайнеру працюватиме з набором. Положення пива (від англ. «pivot» - точка опори) моделі має бути також по сітці.
Безпосереднє створення модульних елементів починається із аналізу геймплейного прототипу. Дизайнер спільно з художником розбивають рівень на модульні частини та створюють тимчасову геометрію всіх компонентів з урахуванням стандартних розмірівта правил. Максимально ефективне перевикористання моделей та мінімізація їхньої кількості є ключем для створення гарного модульного набору.
Отриманий набір тестується дизайнером у редакторі рівнів. Після успішного тестування всі модульні компоненти віддаються художнику, який потім працює над фінальною версією всіх необхідних ассетів.
Під час виробництва модульних ассетів пріоритет віддається спочатку структурної геометрії, потім деталям і потім унікальним елементам.
