Zařízení

Charakteristika modulu architektury tvarování. Principy formování tvaru v designu na příkladu abstraktní kompozice. Stylový průvodce vás nezbaví designérské práce.

Každým rokem jsou hry stále detailnější a rozsáhlejší, což nevyhnutelně vede k vyšším nákladům při vytváření herního prostředí. Jak optimalizovat proces a vybudovat vysoce detailní herní svět v krátkém čase a s menší námahou? Princip modularity přichází na pomoc návrháři úrovní, o kterém si povíme níže.

Modularita v architektuře

Než se podíváme na princip modularity v designu úrovní, podívejme se na příklady z reálný život. Nejvýraznější je využití tohoto principu v architektuře při vysokorychlostní výstavbě budov.

Hlavní výhodou této metody je výrazná minimalizace nákladů a extrémně vysoká rychlost montáže. V současné době trvá montáž třicetipatrové modulární kancelářské budovy pouhých patnáct dní za předpokladu, že všechny komponenty jsou předem smontovány v továrně a připraveny k instalaci.

Když se pozorně podíváte na to, kolik komponentů bylo použito při stavbě této budovy, budete překvapeni, když zjistíte, že jejich počet byl snížen na naprosté minimum - kovová kostra, stropy mezi podlahami, schodiště a panelové stěny s okny. Kromě toho jsou všechny modulární části okamžitě vybaveny ventilačními a elektrickými komunikačními systémy a nevyžadují dokončovací práce. Stavitelé musí vše sestavit do jediného celku.

Montáž modulárních stavebních komponent © Stills z videa Broad Group

Vidíme tedy, že princip modularity v architektuře se velmi dobře osvědčil jako levný a rychlý způsob výstavba budov, kde je velmi důležitá minimalizace stavebních modulů pro snadnou montáž. Tento princip okamžitě přijali designéři úrovní a umělci herního prostředí, jakmile byli konfrontováni s potřebou vytvářet velké virtuální světy.

Princip modularity

Modulární design úrovní je oblíbená metoda vytváření herního prostředí, která je založena na principu modularity.

Modularita je sbírka (sbírka, knihovna) standardizovaných částí, které lze použít mezi sebou nebo s jinými aktivy k budování složitějších struktur, představujících základní architekturu úrovně (konstrukční geometrii) a jakékoli složité objekty (detaily herního prostředí). ).

Modulární design úrovní má bohatou historii a byl použit ve starých 2D plošinovkách od Nintenda. Klasické úrovně Super Mario Bros. (1985, Nintendo) byly sestaveny z malého počtu prvků, které byly mnohokrát znovu použity. To znamená, že úroveň nebyla nakreslena jako jeden velký unikátní obrázek, ale byla postavena z malých, opakovatelných dílků, které umožňovaly sestavit téměř jakoukoli konfiguraci a vytvořit tak zajímavou hru. Tento přístup také umožnil ušetřit na videopaměti a efektivně využít minimální sadu textur.

Princip modularity neztratil na aktuálnosti a stále se používá ve hrách s trojrozměrným prostředím. Jeden z prvních vývojářů, kteří aktivně propagovali Modulární designúrovně vytvořit vysoce detailní herní prostředí ve svých hrách byla společnost Epic Games.

Příkladem je scéna z Gears of War (2006, Epic Games), která jasně ukazuje, jak lze efektivně znovu použít jen pár prvků k sestavení velké části úrovně.

Přestože strukturální geometrie této scény vypadá poměrně složitě, ve skutečnosti se skládá z minimálního počtu modelů:

Ve scéně jsou samozřejmě také unikátní vzorky, ale 90 % celého herního prostředí je vytvořeno z znovu použitých modulárních prvků (zvýrazněných různými barvami):

Modulární princip platí nejen pro konstrukční geometrii úrovně. Používá se také při detailování herního prostředí. Například ve stejném Gears of War (2006, Epic Games) můžete naplnit úroveň velkým množstvím variací auta přidáním určitých detailů k základnímu modelu, čímž vytvoříte iluzi jedinečnosti objektu.

Sada modulárních trubek v Mirror's Edge (2008, DICE) umožňuje návrhářům vytvářet komplexní návrhy téměř jakýkoli typ, mění svou konfiguraci a barvu.

Při bližším zkoumání se ukazuje, že všechny tyto složitosti potrubí byly vytvořeny pomocí pouhých tří modulárních prvků (zvýrazněných různými barvami):

Modulární prvky tvořící konstrukční geometrii pro vytváření interiérů z:

Assassin's Creed: Unity (2014, Ubisoft Montreal)

Konečná montáž úrovně z modulárních prvků po dekoraci vypadá takto:

Assassin's Creed: Unity (2014, Ubisoft Montreal)

Modulární princip funguje velmi dobře s přírodními strukturami, jako jsou kusy skály a kamene. Zkombinováním, otočením a zmenšením několika modulů můžete úspěšně ozdobit většinu herního světa.

Příkladem jsou rockové moduly z Assassin’s Creed: Black Flag (2013, Ubisoft Montreal):

Assassin's Creed: Black Flag (2013, Ubisoft Montreal)

Tvořivost

Dobrý návrhář úrovní je okamžitě viditelný díky své schopnosti podívat se na známé věci z nějakého neobvyklého úhlu a také znovu použít existující aktiva zcela novým způsobem.

V tomto ohledu je nejpůsobivější nápaditost, s jakou designéři z Bethesda Game Studios přistupují k výzdobě prostředí. Jejich hry Fallout 3 (2008), Skyrim (2011) a Fallout 4 (2015) jsou skvělými příklady toho, jak plánovat modulární obsah a následně jej efektivně znovu používat v průběhu hry.

Několik příkladů z Fallout 4 (2015, Bethesda Game Studios): 1. Skladování jaderných hlavic. 2. Skladujte domácí přístroje. 3. Modely lodí v plné velikosti jsou vydávány za miniaturní kvůli manipulaci s měřítkem předmětu. 4. K výzdobě pokoje je použita zmenšená socha lva.

Opětovné použití aktiv není jen o dekorativní prvky, ale i celé lokality. Například ve Fallout 4 (2015, Bethesda Game Studios) existuje mnoho různých kostelů, které se po bližším prozkoumání ukážou jako stejný model. Zároveň díky kreativnímu přístupu k dekoraci vypadá každá lokalita jedinečně.

V Dishonored 2 (2016, Arkane Studios) modulární systém velmi organicky zapadá do světa hry, takže opětovné použití geometrie úrovní téměř nepostřehnete. Například fasádní prvky s otvory jsou vynikající jak pro prázdné stěny, dveře a okna, tak pro vytváření galerií pro pěší.

Dalším zajímavým objevem designérů Arkane Studios je, že dveřní a okenní otvory slouží nejen k zamýšlenému účelu, ale také k vytvoření skříní a polic zabudovaných do zdi.

Na fasádách většiny budov ve virtuálním Londýně od Assassin's Creed Syndicate (2015, Ubisoft) můžete vidět spoustu objemných textových nápisů. Chcete-li je vytvořit, modulární sada písmen od nejvíce různé velikosti a květiny. Vývojáři tak získali tisíce unikátních nápisů sesbíraných z relativně malého počtu modelů.

Modulární přístup má jistě řadu výhod, ale má i určité nevýhody.

Výhody

Za prvé, modularita nám umožňuje snížit dobu výroby herních aktiv a úroveň jako celek. Vzhledem k tomu, že hlavní důraz je kladen na aktivní opětovné použití modulárních komponent, okamžitě odpadá potřeba vytvářet velké množství unikátních objektů. Výsledkem je, že méně návrhářů a umělců může vytvořit více herních lokací, protože... modularita má velký potenciál pro vytváření nových úrovní ze stávajících zdrojů.

Zadruhé je to flexibilní editační systém a snadná práce s modulárními komponentami. Návrhář nebude potřebovat pomoc umělce, aby provedl změny v herním světě a nahradil jeden modulární prvek jiným. A aby bylo možné okamžitě implementovat finální verze modelů napříč všemi úrovněmi hry najednou, umělec potřebuje pouze aktualizovat knihovnu modulárních komponent.

Za třetí, optimalizuje výkon snížením počtu unikátních objektů v úrovni a použitých textur. Tím se zkrátí doba načítání hry a ušetří se videopaměť.

Nedostatky

Za prvé se jedná o komplexní implementaci modulárního systému. Vyžaduje to od designérů pochopení technické provedení a funkční promyšlenost komponentů (práce se síťovinou), stejně jako výtvarné nadání pro realizaci (modelování, kompozice, proporce atd.).

Za druhé je zřejmé, že se moduly opakují, což často vede k tomu, že místnosti, které jsou si podobné, jsou vyplněny stejnými předměty. K vyřešení tohoto problému je nutný kreativní přístup k detailům a zdobení herního prostředí a také zamezení opakování prostřednictvím neobvyklé kombinace objektů.

Za třetí, geometrie úrovně je nepřirozená. Vzhledem k tomu, že modulární prvky jsou velmi často vázány na mřížku pro snadné použití v úhlech 45 a 90 stupňů, smysl pro realističnost herního světa se okamžitě ztrácí. To je zvláště patrné při vytváření přírodních krajin.

Jak si zorganizovat práci?

Vytváření modulárních komponent je úzká spolupráce mezi návrhářem úrovní a umělcem herního prostředí. Jak je organizována jejich práce?

Vývoj modulárního obsahu by měl být zahájen ihned poté, co bude připraven herní prototyp sestávající z primitivní geometrie.

Než začnete pracovat, musíte se rozhodnout o pravidlech pro interakci a upevnění modulárních prvků pod různé úhly, stejně jako se standardizací jejich velikostí. K tomu se doporučuje použít mřížku s hodnotami, které jsou násobky dvou (s rozměry 512x128x64x32), aby bylo zajištěno ideální spojení prvků. Jak větší síťovina, ty pro projektanta pohodlnější bude pracovat se sadou. Poloha pivotu (z anglického „pivot“ - bod otáčení) modelu by také měla být na mřížce.

Vlastní tvorba modulárních částí začíná analýzou prototypu hry. Návrhář společně s umělcem rozloží úroveň na modulární části a vytvoří dočasnou geometrii všech komponentů, přičemž zohlední standardní velikosti a pravidla. Co nejúčinnější opětovné použití modelů a minimalizace počtu modelů je klíčem k vytvoření dobré modulární stavebnice.

Výslednou sadu testuje designér přímo v editoru úrovní. Po úspěšném testování jsou všechny modulární komponenty předány umělci, který pak pracuje na finálních verzích všech potřebných aktiv.

Při výrobě modulárních aktiv je upřednostněna nejprve konstrukční geometrie, poté díly a teprve poté jedinečné prvky.

Formulář:

1) morfologická a objemově-prostorová strukturní organizace věci, vznikající jako výsledek smysluplné přeměny materiálu;

2) vnější nebo strukturální vyjádření jakéhokoli obsahu, nejdůležitější kategorie a předmět tvůrčí činnosti - literatura, umění, architektura a design. Forma žije jak v prostoru, tak v čase vnímání a nese hodnotově orientované informace.

Designová forma je zvláštní organizace předmětu (průmyslového výrobku), která vzniká v důsledku činnosti designéra k dosažení propojené jednoty všech vlastností výrobku – designu, vzhledu, barvy, textury, technologické proveditelnosti atd. Splňuje požadavky a podmínky spotřeby, efektivní využití výrobních možností a estetické požadavky doby.

Tvarování je kategorie umělecké činnosti, designu a technické tvořivosti, vyjadřující proces utváření a vytváření formy v souladu s obecnými hodnotami kultury a s určitými vybranými koncepčními principy souvisejícími s estetickou expresivitou budoucího díla, funkce. , design a materiál. V procesu návrhu výrobku se určují jeho funkčně-konstruktivní, prostorově-plastické a technologické struktury.

Faktory morfogeneze jsou životní podmínky a okolnosti ovlivňující morfogenezi, chápané jako syntéza řady objektivních socioekonomických, funkčních, činnostně založených, inženýrských, technických a dalších komplexně interagujících aspektů životního stylu.

Nejúplnější odraz utvářejících faktorů lze nalézt v kreativních konceptech, které formulují cíle a záměry designu. Ve skutečnosti však některé z nich nemají soubor skutečně nezbytných konstrukčních úkolů, což vede k různým druhům negativních důsledků. Radikální funkcionalismus například přeceňuje utilitárně-praktické faktory formování formy, stejně jako vášeň pro „špičkovou technologii“ na úkor tradičních forem; postmoderní koncepty naopak zdůrazňují subjektivní aspekty konstrukčních úkolů.

Vzniká proto zvláštní problém designový design- klasifikace utvářejících faktorů, která určuje objektivitu těch požadavků, které se v tomto pojetí stanou hlavními, „primárními“. Dialektika souvislostí v systému protichůdných požadavků na organizaci projekčního projektu naznačuje, že prioritou by zde mělo být optimální fungování objektu. Ve skutečnosti se však důraz může změnit, protože materiální, technické a provozní problémy se velmi často stávají hlavními v systému návrhu a vytlačují „lidské faktory“ z procesů tvarování. Proto musíme být schopni odhalováním souvislostí mezi subjektivními a objektivními aspekty formování vidět podmíněnost konceptů formování jako syntézu procesů subjektivizace cíle.

Klasifikace umožňují analyzovat možnosti vlivu určitých skupin formačních faktorů na morfologii designových objektů. Rozšířená myšlenka korespondence mezi funkcí a formou obvykle redukuje problematiku interakce životních procesů a morfologie na otázku, zda by funkce měla být vyjádřena formou, nebo zda je tato ve vztahu k funkci „volná“. Ve skutečnosti jsou tato spojení mnohem rozmanitější. A klasifikační analýza umožňuje identifikovat mechanismus vazby mezi hlavními skupinami faktorů a propojit – prostřednictvím posouzení psychologického obsahu procesů – sociální a funkční problémy utváření s jeho estetickými aspekty. Navíc v podmínkách masového designu s jeho úzkou specializací je analýza forem životní činnosti jako základu pro utváření obzvláště relevantní. Někteří designéři stále vnímají designový objekt nikoli jako prvek prostředí, ale jako samostatný „konglomerát“, spojující jen úzce utilitární a technické požadavky a některé estetické smysluplná forma, která je plná chyb v provozu.

Ale to nestačí. Analýza podmínek formování nám umožňuje identifikovat takové závislosti morfologie na životních okolnostech, které nejsou stanoveny požadavky života, ale volbou směrů pro hledání designu: výrobní metody, materiály, konstrukční systémy a tak dále.

Objektivní podmíněnost faktorů formování a tvarosloví určuje specifika typů architektonické a designové kreativity, které lze rozdělit do tří oblastí:

1. Multifaktoriální formace s dominancí organizace životních procesů. Příkladem je obydlí, které dominuje městskému prostředí. Věcně-prostorové komplexy zde umožňují umístit vzdělání relativně ekvivalentní z hlediska požadavků a tvarově rozmanité s celkovým emocionálním a mravním klimatem laděným do klidu a pohody, což přispívá ke vzniku pocitů kolektivnosti a sounáležitosti s lidmi. obydlené místo mezi obyvateli.

2. Tvorba s dominantními funkčními a technologickými faktory - průmyslové objekty, kde jsou rozhodující požadavky na organizaci pracovních procesů. Toto prostředí je tvořeno architektonickými a designovými komplexy, které zajišťují efektivitu hlavní činnosti, a to i prostřednictvím pocitu spokojenosti s výsledky své práce.

3. Formace s dominantním informačně-emocionálním (sociokulturním) faktorem. Tento typ zahrnuje některé veřejné budovy, krajinnou architekturu a monumentální komplexy. Vyznačují se tím, že staví do popředí úvahy o vnímání sociokulturního obsahu zde probíhajících procesů. Například budova divadla, která je organizována jako prostředí pro silné emoční stavy, které člověka aktivně ovlivňují. Designová organizace takových objektů se nejčastěji vyvíjí pod vlivem obrazu, který tvoří základ jeho výtvarného řešení.

Tvarové utváření v uměleckém designu zahrnuje prostorovou organizaci prvků výrobku (komplexu, prostředí), určovanou jeho strukturou, dispozicí, technologií výroby i estetickým pojetím designéra. Formování tvaru je rozhodující fází kreativity designu; v jeho procesu se zafixují jak funkční charakteristiky designového předmětu, tak jeho figurativní řešení.

Principy tvarování:

1. Racionalita. Racionalita v kompozici znamená logickou platnost a účelnost formy. Dodržování tohoto principu je spojeno se splněním dvou hlavních podmínek: zaprvé navázání úzkého spojení formy s jejím funkčním obsahem a zadruhé potřeba jasného racionálního rozvoje samotné umělecké formy.

2. Tektonicita. V jádru tento princip znamená soulad s tvarem konstrukce. S touto korespondencí se struktura stává kompozitně-plastovým prostředkem tvarování. (Tektonika v designu je nepřímou reprezentací vzorců jejího funkčního a konstruktivního řešení, fixovaných ve formě designového objektu, jakýmsi „obrazem“ napětí stavu určité celistvosti, ilustrujícím logiku a udržitelnost jeho konstruktivní, funkční nebo vizuální struktura Tektonika v designu jako umělecký prostředek designu designu je syntézou tří principů: vyjádření ve formě produktu díla materiálu a designu, odraz v autorově tvůrčí metodě kulturně-historické představy o expresivitě jazyka tektonických forem, chápání tektoniky jako symbolu celistvosti formy produktu).

3. Struktura. Cílem strukturálního tvarování je najít harmonické spojení mezi prvky tvořícími formu. Toto spojení je vyjádřeno v podřízenosti prvků. V souladu s ní princip struktury znamená podřízenost nebo jasnost, jasnost, soudržnost vnitřní struktury formy.

4. Flexibilita. Forma musí být schopna vývoje při zachování integrity.

5. Organické. Tento princip určuje konstrukci kompozice s přihlédnutím ke vzorcům formování tvaru, které se objevují v přírodě. Pochopení forem přírody může jít několika směry.

Mezi hlavní patří analýza:

A. morfologie, tedy struktura tzv. bioforem, jako funkčních organismů;

b. vzory tektonického (strukturně-plastického) formování v přírodě;

C. rysy pohybu biologických struktur;

d. plasty živých organismů;

E. jejich barvy;

F. proporcionální struktura.

6. Obraznost. Tento princip odráží jasné a hluboké odhalení určité umělecké myšlenky ve skladbě. Figurální forma má na diváka silnější a hlubší emocionální a estetický dopad než jednoduchá utilitární forma.

7. Bezúhonnost. Jedná se o všeobjímající a jednotící princip kompozičního a uměleckého tvarování v designu. Zahrnuje vytvoření nejužšího spojení mezi všemi prostředky a technikami kompozice. V důsledku tohoto ustavení se odhaluje obecná povaha formuláře.

Designéři v procesu navrhování široce využívají princip variability, založený na modularitě tvarových prvků, umožňující obojí dětská stavebnice shromažďujte různé kompozice, které splňují určité funkční požadavky a situační podmínky.

Variabilita je dnes jasně patrná téměř ve všech oblastech designu spojených s velkými nájezdy a především vysoce hodnotnými odolnými produkty.

Při nákupu vozu je zákazníkovi dána možnost vybrat si barvu, konfiguraci, výbavu a vnitřní vybavení. Kvalitní rádiové zařízení se skládá také z řady vyměnitelných jednotek: přehrávač, tuner, magnetofon, zesilovač zvuku, reproduktorové soustavy atd. Totéž platí v designu nábytku a oděvů. Modularita konstrukčních prvků je charakteristickým znakem moderního designu.

Variabilita je u domácích nástrojů stále běžnější. Jedná se o všechny druhy univerzálních, kompaktně skládacích multifunkčních zařízení a mechanismů, skládajících se z různých bloků, od sad šroubováků a klíčů s vyměnitelnými hroty až po nástavce pro univerzální elektrický pohon, které vám umožní přeměnit jej střídavě na elektrický hoblík, elektrická pila, skládačka, brusný kotouč, příklepová vrtačka, minifrézka nebo soustruh.

Rozšířily se i sestavy městského mobiliáře a vybavení ze zámkových prostorových modulů - markýzy, kiosky, přenosné vitríny, automaty, telefonní budky apod., které umožňují vytvářet objektové prostředí různých funkčních městských prostorů - ulic, pěší zóny, parky, náměstí. Moderní sestavy městského mobiliáře zároveň umožňují vytvářet různé multifunkční formy městského prostředí: lucernu-rozcestník, stromový plot s lavičkou, lucernu-plot s květinkou atd.

V moderním průmyslový designčasto se stejná konstrukční část používá v různých výrobcích: pro stejné pouzdro různé modely počítačové vybavení a radioelektronika, upevňovací prvky. Taková zaměnitelnost prvků a všestrannost designu vede k vysoké efektivitě výroby a umožňuje modernizaci zastaralých výrobků výměnou jednotlivých jednotek a prodloužením jejich životnosti.

Jednou z nich je mobilita formuláře, možnost jeho modifikace v závislosti na konkrétních podmínkách situace charakteristické vlastnosti design. Designové struktury by měly zajistit takovou mobilitu formy produktu: kabriolet, vícepoložkový kapesní nůž, skládací stolek, rozkládací pohovka. Proto jednotlivé uzly obecný design musí být pohyblivé, podléhají zvláštním konstrukčním požadavkům.

Struktury a bionika

Design shaping dnes čerpá mnoho nápadů z přírody kolem nás, kde je vše extrémně racionální a výstižné. "Ve výtvorech přírody," jak poznamenává slavný finský designér Alvar Aalto, "formy vycházejí z jejich vnitřní struktury."

Na konci 50. let dvacátého století vznikl nový vědecký směr, jehož základem je výzkum modelování různých živých systémů. Vznik této vědy byl důsledkem rozvoje kybernetiky, biofyziky, biochemie, vesmírné biologie, inženýrské psychologie aj. Sympozium v Daytoně (USA) v roce 1960 dalo název nové vědě - bionice (z řečtiny - prvek život). Bionika je věda o využití znalostí struktur a forem, principů a technologických postupů divoká zvěř v technologii a stavebnictví.

Akademik V. V. Parin charakterizuje tuto vědu jako cílevědomou touhu hledat a nacházet „vzorky" v živé přírodě pro vytváření technických zařízení. Podle akademika P. L. Kapitsy je příroda lepší „projektant" než člověk.

Zrození bioniky není náhoda. To je přirozený výsledek dialektického rozvoje vědy a techniky. Bionika umožňuje kombinovat širokou škálu inženýrských a technických problémů, jejichž řešení je založeno na biologických datech. Bionika je zaměřena především na řešení praktických problémů, proniká do široké škály věd, stává se jejich nepostradatelným pomocníkem a přispívá k jejich rozvoji a zdokonalování.

Všechno na světě je na sobě závislé. Existují zákony, které spojují celý svět v jediný celek a dávají vzniknout objektivní možnosti využití zákonitostí a principů konstruování živé přírody a jejích forem v uměle vytvořených systémech.

Oprávněnost biodesignu je předurčena nejen biologickou a technickou jednotou lidstva a okolního světa, ale také vlastnostmi lidského poznání. Lidská mysl je do značné míry utvářena procesy probíhajícími v přírodě.

Při své tvůrčí činnosti se člověk neustále, vědomě či intuitivně obrací o pomoc k živé přírodě. Celou historii biodesignu charakterizuje používání čistě vnějších obrysů přírodních forem v průmyslových produktech.

Nejtěžší fáze zvládnutí přírodních forem v technologii se týkají XVII století. Proces rychlého rozvoje přírodních věd, který začal v renesanci, přímo souvisel s technikou.

Technickou formaci vážně ovlivnila i racionalistická filozofie, jejímž zakladatelem byl René Descartes. Racionalističtí filozofové Descartes, Locke, La Mettrie a další věřili, že zákony mechaniky jsou univerzální zákony vesmíru, a rozšířili je na živou přírodu. Descartes věřil, že zvíře není nic jiného než stroj, na rozdíl od člověka obdařeného duší. Někdy mechanici sledovali myšlenku vytvoření umělého života. Leonardo da Vinci hledal principy fungování motorického mechanismu zvířete, aby na nich mohl sestrojit stroj. Výchozím bodem bylo toto: příroda vytvořila nejdokonalejší mechanismy ve světě zvířat, vtělené do stejně dokonalých forem: pták dostal úžasný létající přístroj v podobě křídel, příroda poskytla rybám plavací přístroj, ocas a ploutve. V 18. století vedly lákavá a zdánlivá snadnost problému, stejně jako první úspěchy automatizace, ke vzniku konstrukcí strojů založených na vypůjčení tvaru zvířat. Ale úroveň vědy a techniky byla taková, že tuto myšlenku nebylo možné realizovat.

S pokrokem vědy vzniká objektivní možnost využití procesů a souvislostí prvků živé přírody v uměle vytvořených technických zařízeních. Je stěží možné najít oblast lidské činnosti, která by v té či oné míře nebyla spojena s bionikou. Tvůrčí činnost umělce-designéra není v tomto ohledu výjimkou.

V přírodních formách je hlavní věc konstruktivní a kompoziční seskupení prvků, jejich rytmus. Každá přírodní forma má své vlastní jedinečné vlastnosti. Vezmeme-li jako předmět ke studiu přírodní analog s výrazným charakterem, objemem a designem, s elementárně jednoduchou formou, jsme skutečně schopni téměř okamžitě vyhodnotit jeho celistvost, což nám pomůže dosáhnout obraznosti a plastického vyjádření technickou formu rychleji a za kratší dobu.

Potřeba umělce-designéra studovat biologické formy je zdůrazněna také tím, že jsou v měřítku konzistentní a proporčně bezvadné, strukturálně a funkčně určené

Živá příroda má v procesu svého vývoje tendenci usilovat o všestranné úspory energie, stavební materiál a čas. Zákon minima v živé přírodě je určen organickou účelností existence. To vše vedlo k myšlence na možnost využít zákonitosti utváření živých struktur právě v konstruktivním smyslu, a nikoli za účelem jen nějakých formálních rešerší.

Bambusový stonek se svou značnou výškou a extrémně malým průměrem má absolutní stabilitu. Řada spojených dutých trubkových prvků činí tuto konstrukci extrémně lehkou, zatímco zesílení a membrány ve spojích zajišťují její pevnost. Tento originální design, vytvořený přírodou, se stal prototypem moderních teleskopických antén, přívlačových, moderních stolní lampy, schopný „dosáhnout“ na jakoukoli část pracovní plochy.

Dalším zřejmým příkladem je plástev. Jedná se o jeden z pozoruhodných výtvorů přírody v oblasti standardizace a sjednocování. Jsou to desetitisíce šestibokých hranolů uspořádaných v rovnoběžných řadách. Včely umístí každou řadu buněk „obvazem“, jako zedníci cihlová zeď. Voštiny jsou izotropní – jejich síla je ve všech směrech stejná. A není divu, že výrobci letadel si jako první vypůjčili zkušenosti včel k vytvoření nadzvukových letadel a raket. Zkušenosti včel se stavbou plástů úspěšně využívají architekti a stavitelé při stavbě výtahů, jejichž kapacita se zvýšila, spotřeba materiálu klesla o 30 % a mzdové náklady se snížily na polovinu.

Italský inženýr Pier Luigi Nervi napodobil strukturu listu stromu a navrhl strop haly turínské výstavy. Lehká konstrukce z vyztuženého cementu o tloušťce pouhých 4 cm pokryla stometrové rozpětí bez podpěr. Celý přesah je prostoupen spojovacími prvky umístěnými přesně stejným způsobem jako žíly listu.

Předobrazem mnoha moderních lisovaných konstrukcí, jako jsou karoserie automobilů a monolitické skříně domácích spotřebičů, může být tvar okvětního lístku, jehož proměnná tloušťka zajišťuje tuhost. Nápadným příkladem tuhé konstrukce s minimální spotřebou materiálu je skořápka obyčejného ptačího vejce. Poměr velikosti „překrývajícího se prostoru“ a tloušťky samotného pláště je tisíc ku jedné. Toto pozorování tvoří základ pro vytvoření široké škály skořepin v architektuře a designu: od prostorových struktur s dlouhým rozpětím až po pouzdra pro domácí spotřebiče.

Přirozený kapkovitý tvar s minimální plochou a odolností proti pohybu je základem pro formování letadel a vysokorychlostních vozidel. Vozidlo- auta, vlaky atd.

Využití bioniky v procesu uměleckého designu rozvíjí představivost, probouzí kreativní myšlení, nutí přemýšlet, hledat a poznávat přírodní zákony.

anotace. Tento článek pojednává modulární princip tvarování v rámci architektury a environmentálního designu. Je podán rozbor historického vývoje modulární výstavby, využití jejích principů a mechanismů v moderním designu a trendy jejího budoucího vývoje.

Klíčová slova: modulární princip tvarování, modulární výstavba, architektura, environmentální design, moduly, urbanismus, veřejné prostory.

V moderním světě se architektura a design neustále vyvíjejí a poskytují nám kvalitativně nová a ergonomická řešení pro zlepšení životních podmínek lidí v jejich přirozeném prostředí. Nejnovější technologie design za pouhé jedno století radikálně změnil a usnadnil lidský život. Ale jak se životní úroveň zvyšuje, objevují se další potřeby a následně nové problémy, které musí design řešit. V tomto ohledu se vývoj designu a architektury nikdy nezastaví a vždy bude směřovat k dosažení výsledků diktovaných konkrétní dobou.

Jak se lidstvo vyvíjelo, v architektuře se objevilo mnoho stylů a trendů, které řešily naléhavé problémy konkrétní společnosti v různých časových obdobích. Když tedy analyzujeme architekturu a design z historické perspektivy, můžeme dojít k závěru, že ze století na století nebylo hlavním kritériem pro změnu ani vzhled budov a plochy zabrané soubory budov jako celku a konkrétních budov zvláště. Jak se zvyšovala demografická úroveň obyvatel planety a vznikaly státy s jasnými hranicemi, plochy přidělené pro výstavbu se neustále zmenšovaly. A v procesu urbanizace všechny městské budovy postupně rostly nahoru a přidávaly další a další patra, protože... Hlavním cílem města bylo zajistit dostupné bydlení pro všechny jeho obyvatele. Tento problém byl obzvláště akutní v zemích s malým územím.

Modulární výstavba se objevila ve 20. století v důsledku průmyslové revoluce, která znamenala vznik nových materiálů, stavebních technologií a následně i příležitostí k radikální změně obrazu měst. V USA a Sovětském svazu bylo v té době nutné postavit velké množství dočasných osad pro stavitele, montážníky, vojáky a geology. Modulární stavby té doby byly nejčastěji tradiční chatky, přívěsy, sudové domy TsUB a další dočasné stavby doprovázející proces výstavby.

V moderním světě se modulární princip tvarování využívá nejen při stavbě dočasných konstrukcí. Principy modulární výstavby jsou aktivně využívány pro výstavbu soukromých obytných budov, vícepodlažních budov, veřejných a informačních ploch, dětských hřišť atd.

Typy modulárních struktur. Modulové domy jsou rozděleny na rámové panelové a blokové. Rámové panelové budovy se montují na základě společného rámu s použitím typizovaných prvků stěnových plotů, krycích desek, stropů, vnitřních příček a schodišť.

Základními jednotkami druhé kategorie jsou bloky standardních velikostí se stěnami, podlahami a stropy. Blok může být samostatnou budovou nebo částí jiné stavby. Zároveň může fungovat jako samostatná místnost, nebo být součástí místnosti kombinované z více modulů. Jednopodlažní konstrukce lze instalovat bez základů na připravené místo z betonu nebo asfaltu. Pokud je výška budovy dvě nebo více podlaží, je pod ní položen základ.

Rámové modulární konstrukce. Blokové moduly jsou kontejnerové a rámové modulární. Kontejnerové konstrukce jsou vyvinuty na základě konvenčních nákladní kontejnery s standardní velikosti, které se v průběhu stavby modernizují pro různé úkoly. Rámové modulové bloky vyrábíme podle vlastních výkresů. Obvykle však rozměry bloků nepřesahují povolené rozměry pro přepravu dopravou. Stavby vyrobené z přestavěných námořních kontejnerů jsou dlouhodobě velmi oblíbené díky snadné konstrukci, variabilitě kombinování konstrukcí a dokončovacích prvků, snadnému použití základních rozměrů a absenci dopravních problémů atd.

Stavba modulových domů je rostoucím trendem, který dnes nabývá mnoho nových variací a využívá se v mnoha oblastech lidského života.

Modulární konstrukce lze použít k výstavbě:

dočasné tábory, kde lze levně a rychle ubytovat velké množství stavebních dělníků;
skladové komplexy (při kombinaci námořních kontejnerů);
kancelářská a logistická centra;
sociální bydlení (využívá se v hustě obydlených zemích: Čína, Indie, Latinská Amerika);
tržní komplexy;
soukromá bytová výstavba (stále populárnější systém výstavby ultramoderních domů);
vícepodlažní bytová výstavba (hlavní výhody: nízké náklady, odolnost proti seismickým katastrofám, energeticky úsporné vlastnosti);
veřejné prostory městského pozemku (snadno přenosné modulové konstrukce, které lze upravovat podle potřeb člověka a plochy, na které je objekt instalován).

V hustě obydlených městech nastává problém s úsporou místa, které je vyčleněno nejen pro obytné budovy, ale i pro zařízení pro volný čas a rekreaci pro obyvatelstvo, které je často rozlohou mnohem menší. Ale aby se člověk cítil v městském prostředí příjemně, musí mít místo, kde může odpočívat a relaxovat bez ohledu na to, v jaké městské části se nachází. Proto moderní design V dnešní době se zaměřuje na aktivní navrhování různých konstrukcí, které dokážou uspokojit maximum lidských volnočasových potřeb s minimální námahou a náklady. Modulární princip tvarování se tak aktivně přesouvá od výstavby velkých obytných budov k malým veřejné struktury volnočasového a informačního charakteru, protože umožňuje navrhovat zajímavé možnosti kombinované prostory.

Problematika rozvoje takových veřejných prostor, které lze transformovat z jednoho na druhé, lze snadno přenášet z místa na místo a mít autonomní systém spotřeba energie.

Velkou oblibu si získávají například pouliční knihovny, knihovny v dodávkách a transformovatelné domy. Principy používané při montáži transformovatelných domů lze snadno využít pro veřejné informační zóny městského parteru, které po transformaci do různých konfigurací a s jinou náplní budou plnit zcela jiné funkce a sloužit jiným účelům. Lze je instalovat jak na rovný, zpevněný povrch, tak do parkového prostředí. Tento typ konstrukce se nachází na počáteční fáze jeho rozvoj, proto jsou nyní velmi aktuální projekty takových veřejných prostranství, které se vejdou do každého prostředí, přizpůsobí se různým potřebám a zároveň budou plnit maximum dostupných funkcí užitečných pro moderního člověka. Principy modulární výstavby lze využít jak v architektuře, tak v designu. Proto se nyní u nábytku dává velká přednost modulárním návrhům.

Modulární princip tvarování se tak v průběhu století aktivně vyvíjel a přecházel od jednoduchých forem ke složitějším a funkčnějším. Tento trend neutichá a bude se ještě dlouho rozšiřovat.

Bibliografie:

Ass E.V. Design v kontextu městského prostředí. Některé teoretické a tvůrčí problémy. //Technická estetika. Problémy tvorby městského prostředí. - M.: VNIITE, 1981, č. 29
Barabanov A.A. Člověk a město: prostor, formy, význam / A.A. Barabanov. – Jekatěrinburg: Architecton, 1999.
Šubenkov M.V. Strukturální vzory formování architektonické formy / M.V.Shubenkov. – M: Architecture-S, 2006.

MDT 72.01
BBK 85,110

Hypotéza: při aplikaci modulárního principu konstruování prostoru se zdá být možné vytvářet autonomní architektonické struktury ve formě inter- a modifikovaných funkčních buněk založených na společném maticovém systému v závislosti na zadaných parametrech.

Účel práce: vývoj principů návrhu modulární architektury.

studium základních pojmů formování tvaru dostupných v architektuře;

studium předpokladů pro tvorbu modulární formy v dějinách architektury;

identifikace potřeb pro přeorientování na modulární architekturu;

zohlednění mechanismu modulární výstavby architektonického objektu;

zvažování a identifikace principů utváření architektonického městského prostoru pomocí modulárního principu;

analýza a prognóza vzniku modulárního principu výstavby prostoru;

vytvoření modelu pro vývoj modulárního prostoru.

Pokud se podíváte na náš svět abstraktně, lze jej znázornit jako jediný maticový systém, konvenčně složený z buněk (obr. 1). Změna jednoho z parametrů, který ovlivňuje tvorbu této matrice, může vést k posunům právě v těchto buňkách nebo jednoduše k jejich vymizení. To je to, co nyní vidíme v procesech probíhajících ve světovém společenství.

V posledních desetiletích se objevil trend, který odráží ekonomickou stabilitu a blahobyt lidské společnosti v architektuře. Taková architektura představuje unikátní megastavby: obrovské plochy plánované pro počet lidí srovnatelné s počtem obyvatel slušně velkého města a v podstatě takové jsou. Velké množství mrakodrapů se stává nedílnou součástí velkoměsto. Změnil se pouze jeden z parametrů, v tomto případě ekonomický, a principy a mechanismy, kterými světový systém žil, již neplatí. Buňky, které hrají rozhodující roli v matrixu vesmíru, už prostě nefungují správně. S největší pravděpodobností se svět v blízké budoucnosti již nedočká nových ambiciózních projektů a na dokončení těch již započatých si bude muset ještě dlouho počkat. Kvůli nedostatku finančních prostředků totiž mnoho nedokončených budov nikdy nezačne fungovat. Příkladem toho je moskevské mezinárodní obchodní centrum "Moskva City". Věž Rossiya, která měla být nejvyšší v Evropě, se navrhuje nejen snížit z 612 metrů na 200, ale také radikálně změnit vzhled mrakodrapu, na který už bylo utraceno 100 milionů dolarů.

Společnost proto stojí před úkolem najít nové mechanismy, které by nahradily „nefunkční buňky“. Je nutné najít alternativní řešení: vytvořit metody zaměřené na optimalizaci zdrojů, nákladů, prostoru a dalších faktorů. Podle našeho názoru taková alternativa existuje v architektuře, která má modulární strukturu.

Zvažte vývoj modulární architektura prizmatem času. Cesta vývoje architektury je poměrně krátká. Může být podmíněně prezentován ve formě jevištního systému, rozděleného na úseky, které se liší určitým způsobem utváření prostoru, principů, vzorů, znakového systému atd. (obr. 2).

Obr.2. Schéma etapového vývoje architektury .

Lidstvo si zvolilo jako základ určitou metodologii, rozvinulo ji, stylizovalo, upravilo, aniž by překročilo hranice jimi vymezené „oblasti“. Jinými slovy, pokračoval ve svém vývoji ve zvolené stopě. Některé oblasti existovaly paralelně v čase, často přerušily svůj vývoj a jednoduše zůstaly nerealizované. Například představy Egypťanů s jejich ikonickými stavbami a orientací pyramid podle hvězd byly odhaleny až v rámci rozkvětu egyptského království, teorie platónských těles ve skutečnosti zůstala na papíře. Lze uvést mnoho příkladů takových „sekcí“, ale jen několik z nich bylo náležitě vyvinuto. Kráčíme-li po této „vyšlapané cestě“ dnes máme svůj vlastní systém formace, který obecně není daleko od svého původu. Mohl však existovat systém založený na jiných principech organizace antropomorfního prostoru. Rozborem historie architektury z pohledu takto nesourodých úseků, jejich propojováním a doplněním chybějících vývojových etap, jako článků souvislého vývojového řetězce, můžeme obnovit neuskutečněnou cestu vývoje architektury.

Mezi nerealizovanými větvemi jsou i ta, která jsou založena na strukturním vzoru, který je blízký základům modulární architektury. Například formace konstruktivistů nebo myšlenky metabolizátorů. Pokud jde o posledně jmenovaný, japonští architekti Kisho Kurakawa, Kionori Kinutake a další vytvořili v 60. letech budovy kapslí s vyměnitelnými a rozšiřitelnými buňkami: věž Nakoshin v Tokiu, výškový developerský projekt v Ginjuku, dům s transformujícím se prostorem v Tokiu ( „ House of Heaven“) atd. Tyto architektonické objekty jsou založeny na principech formování, které nejsou charakteristické pro éru jako celek: neřídí se zákony uměleckého jazyka architektury, ale jinými systémy uspořádání, jako jsou základy kompozice, principy prostorového členění atp.

Příroda sama navíc obsahuje strukturální principy stavby (lineární struktury se opakují ve struktuře koryta řeky s přítoky, v mrazivém vzoru, na hvězdné obloze, buněčná struktura živé tkáně, krystalické útvary atd.). Závěr naznačuje, že modulární tvarování architektury není inovativní, jeho počátky jsou patrné v historii. Ale teprve nyní nastala situace, která nutí tuto „neimplementovanou větev“ přejít do nového stavu. Právě dnes nastaly podmínky, které vytvořily „bod aktualizace“ pro modulární vyplnění prostoru.

Jaké jsou tyto podmínky nebo faktory? Jakýkoli vývoj je ovlivňován mnoha takovými požadavky: sociálními, ekonomickými, kulturními, historickými, environmentálními atd. Ve světě zřejmě došlo k takovým změnám (například globalizace), že se moderní svět stal jediným uspořádaným systémem, odlišným od takový, ve kterém dříve existoval. Nyní se každý snaží zaujmout své místo ve společnosti a naplnit svou celu. Proto je modulární přístup prototypem nebo odrazem moderní společnost. Pravděpodobně to byla transformace světového systému, která vedla k vytvoření (do „bodu aktualizace“) modulárního principu tvarování prostoru.

Jaké jsou výhody takové architektury a proč by měla být právě tato větev implementována právě teď?

Za prvé, v návaznosti na koncept modulární výstavby jsou jednotlivé části architektonického objektu schopny autonomně existovat, a to jak z hlediska architektonické soběstačnosti, tak z hlediska funkčního (obrázek 3). Po vyvinutí jednoho modulu již získáme holistické složení, které se komplikuje pouze při zvětšování modulů. Pomocí modulárního principu tvarování můžeme dospět k novému způsobu rozvoje prostoru, ve kterém je jediný modul již dokončenou konstrukcí a má možnost žít samostatně, bez čekání na dokončení výstavby celého systému, jako se děje s integrálními megastrukturami jediné soutěže. Kromě toho může být systém neustále modifikován, rozšiřován, transformován v závislosti na ekonomických příležitostech, sociálních, estetických a jiných potřebách společnosti.

Obr.3. Aplikace modulárního principu tvarování na megastavbu "Ruská věž"
v Moskvě .

Tento modulární princip tvarování je aplikovatelný jak samostatně na dům, tak na tvorbu městského prostoru. Přece objekt stavební činnost se rozvíjí od jediné budovy ke skupině funkčně propojených struktur a následně k architektonickému celku, který lze prezentovat jako prostorově-organický celek i jako celý městský organismus. Stejní metabolizátoři město vnímali například jako lidský organismus utvářený podle principu modulárnosti - principu stavebních systémů, podle kterého se funkčně související části sdružují do ucelených celků - modulů. Peter Cook vyvinul koncept „walking city“, který zahrnuje spojování a odpojování funkčních buněk městské aglomerace od sebe navzájem. A tak vzhledem k možnosti autonomní existence jednotlivých buněk architektonického prostoru bude vznik odlišné městské infrastruktury nevyhnutelný.

Literatura

Člověk a město: prostor, formy, význam / ed. A.A. Barabanova - Jekatěrinburg: Architecton, 1999.

Smolina N.I. Tradice symetrie v architektuře / N.I. Smolina. – M.: Stroyizdat, 1990.

Šubenkov M.V. Strukturální vzory formování architektonické formy / M.V. Šubenkov. – M: Architecture-S, 2006.

Krivolapová Alexandra Vasilievna,
student UralGAKhA
Vědecký poradce:
kandidát na architekturu,
Docent Raevsky A. A.