Модульный принцип формообразования в графическом дизайне. Модульный принцип формообразования в архитектуре и дизайне среды. Главными из них можно назвать анализ

Применение модульного проектирования в производстве изделий дизайна -есть высшая форма деятельности в области стандартизации. При этом стандартизация выявляет и закрепляет наиболее перспективные методы и средства проектирования. Этот метод способствует унификации структурных элементов изделий. В технике наличие унифицированных узлов и деталей и установка их в различных сочетаниях позволяют преобразовывать конструкции одних изделий в другие. Основной принцип унификации - разнообразие продуктов дизайна при минимальном использовании унифицированных элементов (модулей). Модульное проектирование предполагает конструктивную, технологическую и функциональную завершенность. Сам модуль может быть законченным; изделием или являться составной частью изделия, в том числе другого функционального назначения.

Модуль - единица меры. Раньше части тела человека служили единицами измерения: дюйм - длина сустава большого пальца; пядь - расстояние между концами раздвинутых большого и указательного пальцев; фут - средняя длина стопы человека и т.д. Так, в основе средневековой архитектуры Англии лежал фут, который, по существу, и являлся модулем. В архитектуре древних греков модулем был радиус колонны. В Италии некоторые сооружения были построены на использовании модуля в виде квадрата или прямоугольника. Храм Василия Блаженного в Москве при всем своем многообразии сложен из видов фигурных кирпичей. Таким образом, применение модуля в архитектуре прошлого несло в себе художественное начало, служило средством гармонизации целого и его частей.

Таким образом, можно сказать, что модуль - это исходная единица измерения, которая повторяется и укладывается без остатка в целостной форме (объекте). Кратность - укладываемость модуля без остатка - позволяет собирать различные формы и обеспечивает их взаимозаменяемость. Современный; архитектурный модуль равен 10 см, укрупненный строительный модуль - 30 или 40 см, модуль для приборостроения и станкостроения составляет 5 см. Оборудование интерьера строится на модуле 5 и 15 см.

Вариантность художественных форм, т. е. возможность из ограниченного числа создавать разнообразные произведения, - одна из особенностей народно-^ творчества. Если взять народный орнамент, то, как правило, он состоит из небольшого числа повторяющихся элементов. Ювелиры Дагестана покрывают ору- ие и утварь орнаментом, состоящим из небольшого числа стандартных элементе, которых насчитывается не больше 27. В азербайджанских вышивках используется от трех до пяти одинаковых мотивов. Молдавские ковры с геометрическим рисунком отличаются особым лаконизмом и крупным узором, который создается из одного мотива. Таким образом, использование модуля - это не новый прием, им пользовались всегда и в архитектуре, и в прикладном искусстве.

«Сейчас все выглядит настолько «кутюр», настолько дорого, что пора начать думать по-новому, найти что-то новое», - так утверждает знаменитый японский дизайнер одежды И. Мияке. Это новое может состоять в моделировании одежды из модулей.

Модули могут быть одинакового размера, который выбирается в зависимости от антропологии тела человека и оптимальных размеров готовой одежды. Модули, как правило, имеют простые геометрические формы, чтобы при соединении получались капюшон, короткий жилет, жилет средней длины, длинный жилет, короткие рукава, длинные рукава. Технологически каждый модуль обрабатывается отдельно подкладкой, утеплителем, мехом изнутри или снаружи. Главная особенность модуля в дизайне одежды - он обрабатывается «чисто» с лица и с изнанки. Если модули сшиты из двух материалов или из одной ткани двух цветов, то их можно переворачивать и использовать для составления двухцветных или двухфактурных полос, клеток, простых орнаментов. Важным является выбор способа соединения простых модулей в виде квадратов, прямоугольников, треугольников, кругов и ромбов. Если для соединения модулей выбираются завязки, ленточки, банты, узлы, то их торчащие концы могут создать дополнительный декоративный эффект. Для того чтобы модули соединить друг с другом незаметно, применяются крючки, «липучки», супат-ные застежки. На рис. 8.7 показан пример использования модулей, соединенных между собой кнопками или пуговицами в модели накидки. Если модули разъединить, то можно из них же собрать юбку, длинный Жилет и т.д.

Все эти виды соединения необходимы в том случае, если применяется метод трансформации - избиения формы изделия, назначения изделия, ассортимента. Причинами изменения формы изделия могут быть: 1) из маленькой сделать большую и наоборот (например, из короткого жилета сделать длинный). Это прием модульного свертывания и модульного развертывания; 2) из простой формы составить сложную и наоборот (например, к жилету пристегнуть, привязать модули и получить длинное пальто с капюшоном, кокетками, карманами, сумками и головными уборами или из простых модулей в виде квадратов, треугольников и ромбов составить сложный декоративный узор, орнамент, монокомпозицию, которая органично впишется в изделие; 3) изменяя форму, изменить назначение изделия (например, был жилет - стало пальто, т.е. верхняя одежда, и т.д.) Можно из одинаковых модулей составлять разные изделия: жилеты разной длины и формы, сарафаны, юбки разной длины, блузоны, полупальто, пальто длинные с капюшонами, накладными воротниками, головные уборы, сумки и др. Таким образом, изменение ассортимента происходит путем модульного проектирования.

Рис. 8.7. Использование формы простых модулей в модели накидки

Форма модулей может быть и более сложная: в виде цветов, листьев, бабочек, зверей, птиц. Такие модули достаточно сложно пристегивать и отстегивать, но их можно соединять «наглухо», встык друг к другу, с помощью «брид» (элемент вышивки «ришелье»). Создаются красивейшие ажурные композиции, которые накладываются на лекала изделия (допустим, платья) и все фрагменты сшиваются с изнанки. Из получившегося ажурного полотна можно моделировать вставки или целиком изделия. Модули разной конфигурации могут создавать сложные варианты комплектования одежды, наслаиваясь друг на друга (рис. 8.8).

Важно правильно подобрать для моделей ткань, которая позволяла бы сшивать и выворачивать сложные фрагменты. Для этого хорошо подходят эластичные ткани (типа «бифлекс»), эластичный трикотаж, который не «сыплется» и хорошо держит форму. Интересные формы получаются при моделировании из модулей семейства головных уборов или сумок.

В итоге хочется подчеркнуть одно важное достоинство модульного проектирования: технологическая обработка модуля очень проста, ее может выполнять неквалифицированный специалист даже в домашних условиях. Проектирование и сборка фрагментов в разнообразные изделия таят в себе огромные, ранее не использованные возможности. Но, к сожалению, такой прием проектирования одежды применяется очень редко.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

формообразование в архитектуре и ее структурный элемент

Кобзева Ирина Александровна

ФГБОУ ВПО «Государственный университет - учебно-научно-производственный комплекс»

Гвозков П.А. научный руководитель, кандидат технических наук, доцент, кафедра архитектуры, ФГБОУ ВПО «Государственный университет - учебно-научно-производственный комплекс»

Аннотация

В данной статье рассмотрены формообразование в архитектуре и ее структурный элемент, что представляет собой структура архитектуры, что является процессом архитектурного формообразования.

This article describes the shaping of the architecture and its structural element that represents the structure of the architecture, which is the process of architectural formation.

Ключевые слова

формообразование; архитектура; структурный элемент; архитектурная форма

shaping; architecture; structural element; architectural form

архитектурный форма композиция город

Формообразование в архитектуре создается как для организации архитектурного объекта с учетом всех существенных его свойств, так и для организации функционального процесса. Без архитектурных форм процессы жизнедеятельности человека не существуют, так же, как архитектурные формы не существуют без процессов деятельности людей. В результате архитектурного формообразования происходит организация жизненных процессов путем построения материально-пространственной среды для жизнедеятельности человека, в первую очередь архитектурных форм. Им может быть квартира, комната, дом и т. д. Рассмотрим формообразование и попробуем выяснить возможность выявления такого элемента в архитектуре.

Исследователи любой области научной деятельности при определении структуры явления сталкиваются с некими трудностями. Для начала необходимо определить, какие элементы его формируют. Необходимо знать элементы и их составляющие, так как форма, и структура есть способы связи, организации содержания. Понятие элемента имеет общее значение. Элементы представляют собой части предмета или процесса, не просто полученные путем произвольного деления их, а составляющие целое, которое осуществляет задачу гармоничного функционирования объекта .

В химии элементарной частицей считается атом (основные свойства атомов обычно и рассматриваются как свойства того или иного химического элемента); в квантовой физике -- элементарная физическая частица; в живом организме -- клетка. Однако эти понятия элементов находятся в сфере теории относительности, поскольку в мире нет никаких " конечных " элементов, и любой элемент выступает как органическое единство определенных свойств, признаков, связей. В различных ситуациях возможен любой выбор элемента, лишь бы он позволил полнее раскрыть структуру содержания явления. В элементе, как в капле воды, отражается окружающий мир.

Ле Корбюзье в качестве социального элемента архитектуры брал жилую ячейку. Он писал: " Если клетка есть первоначальный биологический элемент, то - домашний очаг, иными словами, -- приют для семьи, представляет собой социальную клетку " .

Структурной единицей города в настоящее время служат районы, которые в свою очередь делятся на микрорайоны, так как они точнее и полнее раскрывают социальную градостроительную специфику, чем многосекционный дом. Микрорайон в социалистическом городе становится его структурным элементом. Однако понятие элемента относительно, и сам элемент невозможно рассматривать вне пространства и времени, поэтому невозможно остановиться на одном элементе, из которого образовывались бы все архитектурные формы.

Структура представляет собой какое - то явление. Квартиру можно рассматривать как структурный элемент многосекционного жилого дома. В другом же аспекте квартира является самостоятельным явлением, а ее элементом структурной единицей становится комната.

Понимание целостности архитектурной формы устанавливает связь между отдельными свойствами художественно-осмысленной. Источником раскрытия единства средств гармонизации является современная и историческая архитектурная практика.

Архитектурная форма имеет ряд особенностей её конструктивной основы: геометрические и физические свойства, работу несущих элементов, соотношения несущего и несомого, параметры, организацию конструкционных материалов. Отсюда вытекает понятие «тектоника».

Процессом архитектурного формообразования служит композиция, благодаря которой преобразуется в рамках определенных законов природы формообразования.

Категория «тектоника» формирует взаимосвязь формы и конструкции и образует композицию. Конструкция может быть как несущей, так и несомой, монолитной или сборной, тонкостенной и лёгкой или массивной и тяжёлой, однородной или неоднородной. Форма, её структура и материал есть то, в чём проявляется тектоника. Сочетание кубических форм в архитектуре слабо выражает тектоник. Кубические формы в пространстве дезориентированы по отношению к нему. Одинаковостью их структуры создает впечатление их существования вне гравитационного пространства. Тектоника плоских срезов и сдвигов прослеживается в мертвой природе (геологические срезы пластов земли).

В итоге все приводит к операциям геометрическими законами формы -- положением элементов формы в пространстве, конфигурацией формы, соотношением размеров частей, -- которые выражаются посредством чисел. Специфику средств гармонизации определяет различный характер взаимодействия чисел.

Механизмом, который объединяет средства гармонизации архитектурной формы, должна быть математика. Однако практический смысл механизма заключается в том, чтобы, создавая архитектурные формы, представлять механизмы гармонизации, преодолевать стихийность, что все создаваемое художником - архитектором не подчиняется внешним, объективным законам природы, а лишь связано с внутренним миром архитектора. Нужно стремиться к познанию законов и научиться их применять.

Библиографический список:

1.Лебедев Ю.С., Рабинович Ю.И., Попожай Е.Д. Архитектурная бионика / Под ред. Ю.С.Лебедева. -- М.: Стройиздат, 1990. -- 269 с.
2.Ле Корбюзье Ш.Э., Архитектура ХХ века/Под ред. К.Т.Топуридзе - М.: Прогресс, 1970.- 304 с.

Подобные документы

Что такое архитектурно-пространственные формы, их свойства и роль в создании единства архитектурной композиции из множества составляющих. Изучение композиции объемно-пространственной формы, описание ее геометрического вида и свойств, сферы применения.

контрольная работа , добавлен 19.02.2011


Определение понятия архитектуры. Рассмотрение методов архитектурного проектирования по Бархину Б.Г. Изучение метода исследования структурной проблемы, шаблонов, а также фундаментального метода проектирования. Создание образа здания и реализация проекта.

реферат , добавлен 19.10.2015


Методология архитектуры: средства, предпосылки и принципы архитектурной деятельности. Комплексный метод проектирования. Проектирование объекта как системы. Метод структурного анализа. Содержание и форма объекта, взаимодействие внешнего и внутреннего.

реферат , добавлен 10.06.2010


Представления о теории архитектурного рисунка в Эпоху Возрождения. Становление архитектурного рисунка на современном этапе. Архитектурный рисунок в творчестве архитекторов. Перехода проектной практики с ручного эскизирования на компьютерную графику.

реферат , добавлен 06.06.2015


Понятие и общая характеристика барокко как архитектурного стиля, его признаки и свойства. Архитектурные ансамбли Рима, анализ творчества Лоренцо Бернини. Архитектура Петербурга и его окрестностей. Проявления классицизма в архитектуре Западной Европы.

контрольная работа , добавлен 04.10.2013


Формирование феномена художественного образа творчества Френка Гери. Эстетические принципы формообразования. Культурная среда ХХI века. Джимми Хендрикс в архитектуре. Архитектор современного Барокко. Деконструктивизм и теория нелинейной архитектуры.

реферат , добавлен 12.02.2015


Триада "красота-польза-прочность" в архитектуре. Градостроительство как наука о создании городов. Виды зданий: жилые, общественные и промышленные. Художественные, функциональные и конструктивно-технологические требования к архитектурной композиции.

презентация , добавлен 21.04.2014


История возведения, планировка, укрепление и особенности архитектурного решения замков Тевтоского ордена Прейсиш-Эйлау, Рагнит, Инстербург, Заалау и Бранденбурга. Заключительный этап в развитии архитектурного стиля "укрепленный замок" в Натангии.

презентация , добавлен 07.02.2013


Поиск и разработка комплексного архитектурного решения (выполнение планировки помещения, композиции) малоэтажного блокированного жилого дома. Составление генерального плана участка с учетом ряда требований, необходимых для проживания инвалида-колясочника.

контрольная работа , добавлен 23.07.2013


Стиль модерн как направление в архитектуре начала века. Многоплановость и разноликость архитектурного образа Санкт-Петербурга. Проявление рационалистических тенденций при строительстве новых типов зданий. Наиболее яркие представители стиля модерн.

Дизайнеры в про­цессе проектирования широко используют принцип вариа­бельности, основанный на модульности элементов формы, позволяющий как в детском конструкторе, собирать раз­личные композиции, отвечающие тем или иным функцио­нальным требованиям и условиям ситуации.

Сегодня вариабельность четко прослеживается прак­тически во всех областях дизайна, связанных с большими тиражами, и, в особенности дорогостоящими изделиями длительного пользования.

При приобретении автомоби­ля, заказчику предоставляется возможность выбрать цвет, комплектацию, отделку и оборудование салона. Высокока­чественная радиоаппаратура также состоит из ряда взаи­мозаменяющихся блоков: проигрывателя, тюнера, магнито­фона, усилителя звука, акустических систем и др. То же самое существует в дизайне мебели, одежды. Модульность конструктивных элементов является характерной особен­ностью современного дизайна.

Все большее распространение вариабельность получа­ет в бытовых орудиях труда. Это всевозможные универ­сальные компактно складывающиеся многофункциональ­ные приспособления и механизмы, состоящие из различ­ных блоков, начиная от наборов отверток и ключей со смен­ными наконечниками, кончая насадками к универсальному электроприводу, позволяя превращать его попеременно в электрорубанок, электропилу, электролобзик, точильный круг, перфоратор, фрезерный или токарный министанок.

Широкое распространение получили также комплек­ты уличной мебели и оборудования из блокируемых между собой пространственных модулей - навесы, киоски, вынос­ные витрины, торговые автоматы, телефонные будки и про­чее, позволяющие формировать предметную среду разно­образных функциональных городских пространств - улиц, пешеходных зон, парков, площадей. При этом, современ­ные гарнитуры уличной мебели позволяют создавать раз­личные многофункциональные формы городской среды: фонарь-указатель, ограждение деревьев со скамьей, фо­нарь-ограда с цветочницей и др.

В современном индустриальном дизайне зачастую одна и та же конструктивная деталь используется в раз­личных изделиях: одни и те же штампы корпусов для различных моделей компьютерной техники и радиоэлект­роники, крепежные элементы. Такая взаимозаменяемость элементов, универсальность конструкций ведет к высо­кой экономичности производства, позволяет модернизировать устаревшие изделия заменой отдельных агре­гатов, продлевая срок их службы.

Мобильность формы, возможность ее видоизменения в зависимости от конкретных условий ситуации - одна из характерных особенностей дизайна. Конструкции в дизай­не должны обеспечивать такую мобильность формы изде­лия: откидывающийся верх у кабриолета, многопредмет­ный перочинный складной нож, складывающийся стол-книжка, раскладной диван-кровать. Поэтому отдельные узлы общей конструкции должны быть подвижными, к ним предъявляются особые конструктивные требования.

Конструкции и бионика

Дизайнерское формообразование сегодня многие идеи черпает из окружающей нас природы, где все предельно рационально и лаконично. "В творениях природы, - как от­мечает известный финский дизайнер Алвар Аалто, - фор­мы возникают из их внутренней конструкции".

В конце 50-х годов ХХ века возникло новое на­учное направление, основу которого составляют исследования по модели­рованию различных живых систем. Появление этой науки явилось следствием развития кибернетики, биофизики, биохимии, космической биологии, инженерной психологии и др. Симпозиум в Дайтоне (США) в 1960 г. дал название новой науке - бионика (от греч. - элемент жизни). Биони­ка - это наука об использовании знаний о конструкциях и формах, прин­ципах и технологических процессах живой природы в технике и строительстве.

Академик В. В. Парин характеризует эту науку как целенаправленное стремление искать и находить в живой природе „образцы" для создания технических устройств. По мнению академика П. Л. Капицы, природа явля­ется лучшим „инженером-конструктором", чем человек.

Рождение бионики - не случайность. Это естественный результат диалектического развития науки и техники. Бионика позволяет объединить большой круг инженерно-технических проблем, решение которых базиру­ется на данных биологии. Бионика направлена в основном на решение практических задач, она проникает в самые разнообразные науки, становится незаменимым их по­мощником, способствует их развитию и совершенствованию.

В мире все взаимообусловлено. Существуют законы, объединяющие весь мир в единое целое и порождающие объективную возможность исполь­зования в искусственно создаваемых системах закономерностей и принци­пов построения живой природы и ее форм.

Правомерность биодизайна предопределяется не только биологическим и техническим единством человечества и окружающего мира, но и особен­ностями человеческого познания. Человеческий разум в большой степени формируется под влиянием процессов, происходящих в природе.

В своей творческой деятельности человек постоянно, сознательно или интуитивно, обращается за помощью к живой природе. Для всей истории биодизайна характерно использование в промышленных изделиях чисто внешних очертаний природных форм.

Наиболее сложные этапы освоения в технике природных форм отно­сятся к XVII веку. Начавшийся еще в эпоху Возрождения процесс бурного развития естествознания имел самое непосредственное отношение к техни­ке.

Рационалистическая философия, основоположником которой был Рене Декарт, также серьезно влияла на техническое формообразование. Фи­лософы-рационалисты Декарт, Локк, Ламетри и другие верили, что законы механики - универсальные законы мироздания, и распрост­ранили их на живую природу. Декарт считал, что животное есть не что иное, как машина, в отличие от человека, наделенного душой. Иногда механики преследовали идею создания искусственной жизни. Леонардо да Винчи искал принципы действия двигательного ме­ханизма животного, чтобы потом на их основе построить машину. Исходным было следующее положение: приро­дой созданы в животном мире совершеннейшие механизмы, воплощенные в таких же совершенных формах: птице дан прекрасный летательный аппа­рат в виде крыльев, рыбу природа снабдила плавательным аппаратом, хвостом и плавниками. В XVIII столетии заманчивость и кажущаяся легкость проблемы, а также первые успехи автоматики привели к появлению проектов машин, основанных на заимствованиях формы животных. Но уровень науки и техники был таков, что идею эту нельзя было осуществить.

С прогрессом науки возникает объективная возможность использова­ния процессов и связей элементов живой природы в искусственно созда­ваемых технических устройствах. Вряд ли можно найти такую область человеческой деятельности, которая в той или иной степени не была бы связана с бионикой. Не состав­ляет исключения в этом отношении и творческая деятельность художника-конструктора.

В природных формах главным является конструктивно-композицион­ная группировка элементов, их ритмика. Каждая природная форма имеет свои, присущие лишь ей черты. Если мы как объект для изучения берем природный аналог с ярко выраженным характе­ром, объемами и конструкцией, с элементарно простой формой, мы дейст­вительно способны почти сразу же оценить ее целостность, что поможет быстрее и с меньшей затратой времени достичь образности и пластического выражения технической формы.

Необходимость изучения биологических форм для художника-конструк­тора подчеркивается еще и тем, что они масштабно выдержаны и пропор­ционально безукоризненны, конструктивно и функционально обусловлены

Живая природа имеет тенденцию в процессе своего развития стремиться к всемерной экономии энергии, строительного материала и времени. Закон минимума в живой природе обусловлен органической целесообразностью существования. Все это привело к мысли о возможности использования за­кономерностей формообразования живых структур именно в конструктив­ном плане, а не с целью лишь каких-то формальных поисков.

Стебель бамбука при значительной высоте и предель­но малом диаметре имеет абсолютную устойчивость. Ряд соединенных полых элементов трубчатого сечения делают эту конструкцию к тому же чрезвычайно легкой, утолщения и мембраны в местах соединений обеспечивают ее проч­ность. Эта оригинальная, созданная природой, конструкция стала прообразом современных телескопических антенн, спинингов, современных настольных ламп, способных "дотя­нуться" до любого участка рабочего стола.

Еще одним наглядным примером являются пчелиные соты. Это одно из примечательных творе­ний природы в области стандартизации и унификации. Они представляют собой десятки тысяч шестигранных призм, расположенных параллельными рядами. Каждый ряд ячеек пчелы кладут с „перевязкой", как каменщики кирпичную стену. Соты изотропны - их прочность одинакова во всех на­правлениях. И не удивительно, что первыми заимствовали опыт пчел авиа­строители для создания сверхзвуковых самолетов и ракет. Опыт пчел в сооружении сот успешно используется архитекторами и строи­телями в сооружении элеваторов, емкость которых увеличилась, а расход материала уменьшился на 30% и затраты труда сократились вдвое.

Подражая конструкции листа дерева, итальянский инженер Пьер Луид­жи Нерви спроектировал перекрытие зала Туринской выставки. Легкая конструкция из армоцемента толщиной всего 4 см перекрыла стометровый пролет без опор. Все перекрытие пронизано креплениями, расположенными абсолютно так же, как и жилки листа.

Прототипом многих современных штампованных кон­струкций, таких как кузова легковых автомобилей, моно­литные корпуса бытовой техники, может служить форма лепестка цветка, переменная толщина которого обеспечи­вает жесткость. Ярким образцом жесткой конструкции при минимальном расходе материала, является скорлупа обык­новенного птичьего яйца. Соотношение размера "перекры­ваемого пространства" и толщины самой скорлупы состав­ляет тысяча к одному. Это наблюдение положено в основу формообразования самых различных оболочек в архитектуре и дизайне: от большепролетных простран­ственных конструкций до корпусов бытовой техники.

Природная каплевидная форма с минимальной площа­дью поверхности и сопротивлением при перемещении поло­жена в основу формообразования летательных аппаратов и скоростных транспортных средств - автомобилей, желез­нодорожных составов и др.

Применение бионики в процессе художественного конструирования развивает воображение, будит творческую мысль, заставляет думать, ис­кать, познавать законы природы.

С каждым годом игры становятся всё более детализированными и масштабными, что неизбежно ведет к большим затратам при создании игрового окружения. Каким образом оптимизировать процесс и построить высокодетализированный игровой мир за короткие сроки и меньшими силами? На помощь дизайнеру уровней приходит принцип модульности, о котором мы и поговорим ниже.

Модульность в архитектуре

Прежде чем рассматривать принцип модульности в дизайне уровней, давайте обратимся к примерам из реальной жизни. Наиболее показательным является использование этого принципа в архитектуре при скоростном возведении зданий.

Основным преимуществом этого метода является значительная минимизация затрат и чрезвычайно быстрая скорость сборки. В настоящее время сборка тридцатиэтажного офисного здания модульного типа занимает всего лишь пятнадцать дней, при условии, что все его компоненты предварительно собраны на заводе и готовы к монтажу.

Если внимательно посмотреть на то, сколько компонентов использовано при строительстве этого здания, то можно с удивлением обнаружить, что их количество сведено к абсолютному минимуму — металлический каркас, перекрытия между этажами, лестницы и панельные стены с окнами. Причем все модульные части сразу же оснащены системами вентиляции и электрокоммуникаций и не требуют отделочных работ. Строителям остается только собрать всё в единое целое.

Сборка модульных компонентов здания © Кадры из видео Broad Group

Таким образом, мы видим, что принцип модульности в архитектуре очень хорошо зарекомендовал себя как дешевый и быстрый способ строительства зданий, где очень важна минимизация строительных модулей для простоты сборки. Этот принцип сразу же взяли на вооружение дизайнеры уровней и художники по игровому окружению, как только столкнулись с необходимостью создания больших виртуальных миров.

Принцип модульности

Модульный дизайн уровней является популярным методом создания игровых окружений в основе которого лежит принцип модульности.

Модульность — это набор (коллекция, библиотека) стандартизированных частей, которые могут быть использованы друг с другом или с другими ассетами, чтобы построить более комплексные структуры, представляющие собой основную архитектуру уровня (структурная геометрия) и любые сложные объекты (детали игрового окружения).

Модульные компоненты из Halo: Reach © 2010, Bungie Studios

Модульный дизайн уровней насчитывает богатую историю и использовался еще в старых двухмерных платформерах от Nintendo. Уровни классического Super Mario Bros. (1985, Nintendo) собирались из небольшого количества элементов, которые многократно переиспользовались. То есть, уровень рисовался не в виде одной большой уникальной картинки, а был построен из маленьких повторяемых кусочков, позволявших собирать практически любую конфигурацию для создания интересного геймплея. Такой подход также позволял сэкономить на видеопамяти и эффективным образом использовать минимальный набор текстур.

Фрагмент дизайн-документа Super Mario Bros. © 1985, Nintendo

Принцип модульности не потерял своей актуальности и используется в играх с трехмерным окружением до сих пор. Одним из первых разработчиков активно продвигающих модульный дизайн уровней для создания высокодетализированных игровых окружений в своих играх была компания Epic Games.

В качестве примера можно привести сцену из Gears of War (2006, Epic Games), которая наглядно показывает каким образом можно максимально эффективно переиспользовать всего несколько элементов для сборки большой части уровня.

Не смотря на то, что структурная геометрия этой сцены выглядит довольно сложно, на самом деле она состоит из минимального количества моделей:

Gears of War © 2006, Epic Games

Конечно, в сцене присутствуют и уникальные образцы, но 90% всего игрового окружения создано именно из переиспользуемых модульных элементов (выделено разными цветами):

Gears of War © 2006, Epic Games

Модульный принцип применим не только к структурной геометрии уровня. Он также используется при детализации игрового окружения. К примеру, в том же Gears of War (2006, Epic Games) можно заполнить уровень большим количеством вариаций автомобилей добавляя к базовой модели те или иные детали, тем самым создавая иллюзию уникальности объекта.

Gears of War © 2006, Epic Games

Набор модульных труб в Mirror’s Edge (2008, DICE) позволяет дизайнерам создавать сложные конструкции практически любого вида меняя их конфигурацию и цвет.

Mirror’s Edge © 2008, DICE

При ближайшем рассмотрении оказывается, что все эти хитросплетения труб созданы при помощи всего лишь трех модульных элементов (выделено разными цветами):

Mirror’s Edge © 2008, DICE

Модульные элементы формирующие структурную геометрию для создания интерьеров из :

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

Финальная сборка уровня из модульных элементов после декорирования выглядит так:

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

Модульный принцип очень хорошо работает с натуральными структурами, такими как куски скал и камней. Совмещая, вращая и масштабируя всего нескольких модулей, можно с успехом декорировать большую часть игрового мира.

В качестве примера можно привести модули скал из Assassin’s Creed: Black Flag (2013, Ubisoft Montreal):

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

Творческий подход

Хорошего дизайнера уровней сразу видно по его способности смотреть на привычные вещи под каким-то необычным углом, а также переиспользовать уже существующие ассеты в совершенно новом ключе.

В этом плане больше всего впечатляет то, с какой фантазией дизайнеры из Bethesda Game Studios подходят к декорированию окружения. Их игры Fallout 3 (2008), Skyrim (2011) и Fallout 4 (2015) служат отличным примером того, как нужно планировать модульный контент, чтобы затем его эффективно переиспользовать на протяжении всей игры.

Несколько примеров из Fallout 4 (2015, Bethesda Game Studios): 1. Хранилище ядерных боеголовок. 2. Магазин бытовой техники. 3. Полноразмерные модели лодок выдают за миниатюрные за счет манипуляций с масштабом объекта. 4. Уменьшенную статую льва используют для декорирования помещения.

Переиспользование ассетов касается не только декоративных элементов, но и целых локаций. К примеру, в Fallout 4 (2015, Bethesda Game Studios) существует множество различных церквей, которые при ближайшем рассмотрении оказываются одной и той же моделью. Вместе с тем, благодаря творческому подходу к декорированию, каждая локация выглядит уникальной.

Fallout 4 © 2015, Bethesda Game Studios

В Dishonored 2 (2016, Arkane Studios) модульная система очень органично вписывается в мир игры, поэтому переиспользования геометрии уровней практически не замечаешь. Например, элементы фасада с проемами отлично подходят как для глухих стен, дверей и окон, так и для создания пешеходных галерей.

Еще одна интересная находка дизайнеров Arkane Studios - дверные и оконные проемы используются не только по назначению, но и для создания встроенных в стену шкафов и полок.

Dishonored 2 © 2016, Arkane Studios

На фасадах большинства зданий виртуального Лондона из Assassin’s Creed Syndicate (2015, Ubisoft) можно видеть множество объемных текстовых вывесок. Для их создания был использован модульный набор букв самых разных размеров и цветов. Таким образом, разработчики получили тысячи уникальных надписей, собранных из сравнительно небольшого количества моделей.

Assassin’s Creed Syndicate © 2015, Ubisoft

Модульный подход безусловно может похвастаться рядом преимуществ, но он также обладает определенными недостатками.

Преимущества

Во-первых, модульность позволяет уменьшить время производства игровых ассетов и уровня в целом. Так как основной упор делается на активное переиспользование модульных компонентов, то необходимость создавать большое количество уникальных объектов сразу же отпадает. Как следствие, меньшее количество дизайнеров и художников могут сделать больше игровых локаций, т.к. модульность имеет большой потенциал для производства новых уровней из уже имеющихся ресурсов.

Во-вторых, это гибкая система редактирования и удобство работы с модульными компонентами. Дизайнеру не потребуется помощь художника, чтобы внести изменения в игровой мир и заменить один модульный элемент на другой. А для того, чтобы мгновенно внедрить финальные версии моделей сразу по всем уровням игры, художнику достаточно лишь обновить библиотеку модульных компонентов.

В-третьих, это оптимизация производительности за счет уменьшения количества уникальных объектов на уровне и используемых текстур. Это позволит сократить время загрузки игры и сэкономить на видеопамяти.

Недостатки

Во-первых, это комплексная реализация модульной системы. Она требует от дизайнеров понимания технического исполнения и функциональной продуманности компонентов (работа с сеткой), а также художественный талант для реализации (моделлинг, композиция, пропорции и т.д.).

Во-вторых, это явная повторяемость модулей, которая часто приводит к тому, что похожие друг-на друга комнаты наполнены одинаковыми объектами. Для решения этой проблемы необходим творческий подход к детализации и декорированию игрового окружения, а также уход от повторяемости за счет необычной комбинации объектов.

В-третьих, это неестественность геометрии уровня. Так как очень часто модульные элементы привязаны к сетке для простоты использования под углами в 45 и 90 градусов, то сразу же теряется ощущение реалистичности игрового мира. Это особенно заметно при создании природных ландшафтов.

Как организовать работу?

Создание модульных компонентов это тесное взаимодействие дизайнера уровней и художника по игровому окружению. Каким образом строится их работа?

Разработкой модульного контента стоит заниматься сразу же после того, как только будет готов геймплейный прототип состоящий из примитивной геометрии.

Прежде чем начать работу, нужно определиться с правилами взаимодействия и скрепления модульных элементов под различными углами, а также со стандартизацией их размеров. Для этого рекомендуется использовать сетку со значениями кратными двум (с размерами 512х128х64х32), чтобы обеспечить идеальную стыковку элементов. Чем крупнее сетка, тем удобнее дизайнеру будет работать с набором. Положение пивота (от англ. «pivot» — точка опоры) модели должно быть также по сетке.

Непосредственное создание модульных частей начинается с анализа геймплейного прототипа. Дизайнер совместно с художником разбивают уровень на модульные части и создают временную геометрию всех компонентов с учетом стандартных размеров и правил. Максимально эффективное переиспользование моделей и минимизация их количества является ключом для создания хорошего модульного набора.

Полученный набор тестируется дизайнером непосредственно в редакторе уровней. После успешного тестирования все модульные компоненты отдаются художнику, который затем работает над финальной версий всех необходимых ассетов.

Во время производства модульных ассетов приоритет отдается сначала структурной геометрии, затем деталям и только потом уникальным элементам.