Echipamente

Caracteristicile modulului de modelare a arhitecturii. Principii de formare a formei în proiectare folosind exemplul compoziției abstracte. Un ghid de stil nu te eliberează de munca de design.

În fiecare an, jocurile devin din ce în ce mai detaliate și la scară largă, ceea ce duce inevitabil la costuri mai mari la crearea unui mediu de joc. Cum să optimizați procesul și să construiți o lume de joc foarte detaliată într-un timp scurt și cu mai puțin efort? Principiul modularității vine în ajutorul designerului de nivel, despre care vom vorbi mai jos.

Modularitatea în arhitectură

Înainte de a privi principiul modularității în proiectarea nivelului, să ne uităm la exemple din viata reala. Cea mai indicativă este utilizarea acestui principiu în arhitectură în timpul construcției de mare viteză a clădirilor.

Principalul avantaj al acestei metode este reducerea semnificativă a costurilor și viteza extrem de rapidă de asamblare. În prezent, asamblarea unei clădiri de birouri modulare cu treizeci de etaje durează doar cincisprezece zile, cu condiția ca toate componentele să fie pre-asamblate în fabrică și gata de instalare.

Dacă te uiți cu atenție la câte componente au fost folosite în construcția acestei clădiri, vei fi surprins să descoperi că numărul lor a fost redus la un minim absolut - carcasă metalică, tavane intre etaje, scari si pereții panoului cu ferestre. În plus, toate piesele modulare sunt imediat echipate cu sisteme de ventilație și comunicații electrice și nu necesită lucrari de finisare. Constructorii trebuie doar să asambleze totul într-un singur întreg.

Asamblarea componentelor de construcție modulare © Stills din videoclipul Broad Group

Astfel, vedem că principiul modularității în arhitectură s-a dovedit foarte bine ca ieftin și cale rapidă construcția de clădiri în care minimizarea modulelor de construcție pentru ușurința asamblarii este foarte importantă. Acest principiu a fost adoptat imediat de către designerii de niveluri și artiștii din mediul de joc imediat ce s-au confruntat cu nevoia de a crea lumi virtuale mari.

Principiul modularității

Designul de nivel modular este o metodă populară de a crea medii de joc care se bazează pe principiul modularității.

Modularitatea este o colecție (colecție, bibliotecă) de părți standardizate care pot fi folosite între ele sau cu alte active pentru a construi structuri mai complexe, reprezentând arhitectura de bază a nivelului (geometria structurală) și orice obiecte complexe (detalii ale mediului de joc). ).

Designul de nivel modular are o istorie bogată și a fost folosit în vechile platforme 2D de la Nintendo. Niveluri clasice Super Mario Bros. (1985, Nintendo) au fost asamblate dintr-un număr mic de elemente care au fost refolosite de multe ori. Adică, nivelul nu a fost desenat ca o singură imagine mare unică, ci a fost construit din piese mici, repetabile, care au făcut posibilă asamblarea aproape oricărei configurații pentru a crea un joc interesant. Această abordare a făcut posibilă, de asemenea, economisirea memoriei video și utilizarea eficientă a unui set minim de texturi.

Principiul modularității nu și-a pierdut relevanța și este încă folosit în jocurile cu mediu tridimensional. Unul dintre primii dezvoltatori care a promovat activ design modular niveluri pentru a crea medii de joc foarte detaliate în jocurile lor a fost compania Epic Games.

Un exemplu este o scenă din Gears of War (2006, Epic Games), care arată clar cum puteți reutiliza efectiv doar câteva elemente pentru a asambla o mare parte a unui nivel.

Deși geometria structurală a acestei scene pare destul de complexă, ea constă de fapt dintr-un număr minim de modele:

Desigur, există și mostre unice în scenă, dar 90% din întregul mediu de joc este creat din elemente modulare reutilizate (evidențiate în diferite culori):

Principiul modular se aplică nu numai geometriei structurale a nivelului. Este, de asemenea, folosit pentru a detalia mediul de joc. De exemplu, în același Gears of War (2006, Epic Games) puteți umple un nivel cu un număr mare de variații de mașină adăugând anumite detalii la modelul de bază, creând astfel iluzia unicității obiectului.

Un set de țevi modulare din Mirror's Edge (2008, DICE) le permite designerilor să creeze desene complexe aproape orice tip, schimbându-și configurația și culoarea.

La o inspecție mai atentă, se dovedește că toate aceste complexități ale țevilor au fost create folosind doar trei elemente modulare (evidențiate în culori diferite):

Elemente modulare care formează geometrie structurală pentru a crea interioare din:

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

Asamblarea finală a nivelului din elemente modulare după decorare arată astfel:

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

Principiul modular funcționează foarte bine cu structuri naturale, cum ar fi bucăți de rocă și piatră. Combinând, rotind și scaland doar câteva module, puteți decora cu succes cea mai mare parte a lumii jocului.

Un exemplu sunt modulele rock din Assassin’s Creed: Black Flag (2013, Ubisoft Montreal):

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

Creativitate

Un bun designer de nivel este vizibil imediat prin capacitatea sa de a privi lucrurile familiare dintr-un unghi neobișnuit, precum și de a reutiliza activele existente într-un mod complet nou.

În acest sens, ceea ce impresionează cel mai mult este imaginația cu care designerii de la Bethesda Game Studios abordează decorarea mediului. Jocurile lor Fallout 3 (2008), Skyrim (2011) și Fallout 4 (2015) sunt exemple grozave despre cum să planificați conținut modular și apoi să îl reutilizați eficient pe tot parcursul jocului.

Câteva exemple din Fallout 4 (2015, Bethesda Game Studios): 1. Depozitarea focoaselor nucleare. 2. Magazin aparate electrocasnice. 3. Modelele de barci de dimensiuni mari sunt trecute drept miniaturale din cauza manipulărilor cu scara obiectului. 4. Pentru decorarea camerei se folosește o statuie de leu redusă.

Reutilizarea activelor nu este doar despre elemente decorative, dar și locații întregi. De exemplu, în Fallout 4 (2015, Bethesda Game Studios) există multe biserici diferite care, la o inspecție mai atentă, se dovedesc a fi același model. În același timp, datorită unei abordări creative a decorațiunii, fiecare locație arată unică.

În Dishonored 2 (2016, Arkane Studios), sistemul modular se potrivește foarte organic în lumea jocului, așa că cu greu observi reutilizarea geometriei nivelurilor. De exemplu, elementele de fațadă cu deschideri sunt excelente atât pentru pereții goali, uși și ferestre, cât și pentru crearea de galerii pietonale.

O altă descoperire interesantă a designerilor de la Arkane Studios este că deschiderile ușilor și ferestrelor sunt folosite nu numai pentru scopul propus, ci și pentru a crea dulapuri și rafturi încorporate în perete.

Pe fațadele majorității clădirilor din Londra virtuală de la Assassin's Creed Syndicate (2015, Ubisoft) puteți vedea o mulțime de semne text voluminoase. Pentru a le crea, un set modular de litere din cele mai multe marimi diferite si flori. Astfel, dezvoltatorii au primit mii de inscripții unice culese dintr-un număr relativ mic de modele.

Abordarea modulară are cu siguranță o serie de avantaje, dar are și anumite dezavantaje.

Avantaje

În primul rând, modularitatea ne permite să reducem timpul de producție al activelor jocului și nivelul în ansamblu. Deoarece accentul principal se pune pe reutilizarea activă a componentelor modulare, nevoia de a crea un număr mare de obiecte unice dispare imediat. Ca urmare, mai puțini designeri și artiști pot crea mai multe locații de joc, deoarece... modularitatea are un mare potențial de a produce noi niveluri din resursele existente.

În al doilea rând, este un sistem de editare flexibil și ușurință în lucru cu componente modulare. Designerul nu va avea nevoie de ajutorul unui artist pentru a face schimbări în lumea jocului și pentru a înlocui un element modular cu altul. Și pentru a implementa instantaneu versiunile finale ale modelelor la toate nivelurile de joc simultan, artistul trebuie doar să actualizeze biblioteca de componente modulare.

În al treilea rând, optimizează performanța prin reducerea numărului de obiecte unice din nivelul și texturile utilizate. Acest lucru va reduce timpul de încărcare a jocului și va economisi memoria video.

Defecte

În primul rând, este o implementare cuprinzătoare sistem modular. Este nevoie de designeri să înțeleagă execuție tehnicăși atenția funcțională a componentelor (lucrarea cu plasa), precum și talentul artistic pentru implementare (modelare, compoziție, proporții etc.).

În al doilea rând, aceasta este repetarea evidentă a modulelor, ceea ce duce adesea la faptul că similare Reciproc camerele sunt pline cu obiecte identice. Pentru a rezolva această problemă este necesară o abordare creativă a detalierii și decorarii mediului de joc, precum și evitarea repetății printr-o combinație neobișnuită de obiecte.

În al treilea rând, geometria nivelului este nenaturală. Deoarece de foarte multe ori elementele modulare sunt legate de o grilă pentru ușurință în utilizare la unghiuri de 45 și 90 de grade, simțul de realism al lumii jocului se pierde imediat. Acest lucru este vizibil mai ales atunci când creați peisaje naturale.

Cum să organizezi munca?

Crearea componentelor modulare este o colaborare strânsă între designerul de nivel și artistul mediului de joc. Cum le este organizată munca?

Dezvoltarea conținutului modular ar trebui să înceapă imediat după ce prototipul de joc constând din geometrie primitivă este gata.

Înainte de a începe lucrul, trebuie să decideți asupra regulilor de interacțiune și de fixare a elementelor modulare sub unghiuri diferite, precum și cu standardizarea dimensiunilor acestora. Pentru a face acest lucru, se recomandă utilizarea unei grile cu valori care sunt multiple de doi (cu dimensiunile 512x128x64x32) pentru a asigura îmbinarea ideală a elementelor. Cum plasă mai mare, acestea mai convenabil pentru designer va funcționa cu setul. Poziția pivotului (din engleză „pivot” - punct de sprijin) al modelului ar trebui să fie, de asemenea, pe grilă.

Crearea propriu-zisă a părților modulare începe cu analiza prototipului de joc. Designerul, împreună cu artistul, împarte nivelul în părți modulare și creează geometria temporară a tuturor componentelor, ținând cont de dimensiunile și regulile standard. Reutilizarea modelelor cât mai eficient posibil și minimizarea numărului de modele este cheia pentru crearea unui kit modular bun.

Setul rezultat este testat de către proiectant direct în editorul de nivel. După testarea cu succes, toate componentele modulare sunt date artistului, care apoi lucrează la versiunile finale ale tuturor activelor necesare.

În timpul producției de active modulare, se acordă prioritate mai întâi geometriei structurale, apoi pieselor și numai apoi elementelor unice.

Formă:

1) organizarea structurală morfologică și volumetrico-spațială a unui lucru, apărută ca urmare a unei transformări semnificative a materialului;

2) expresia externă sau structurală a oricărui conținut, cea mai importantă categorie și subiect de activitate creativă - literatură, artă, arhitectură și design. Forma trăiește atât în spațiu, cât și în timp de percepție și poartă informații orientate spre valoare.

Forma de design este o organizare specială a unui obiect (produs industrial), care apare ca urmare a activităților designerului de a realiza unitatea interconectată a tuturor proprietăților produsului - design, aspect, culoare, textură, fezabilitate tehnologică etc. cerințele și condițiile de consum, utilizarea eficientă a capacităților de producție și cerințele estetice ale vremii.

Formarea formei este o categorie de activitate artistică, design și creativitate tehnică, care exprimă procesul de formare și creare a formei în conformitate cu valorile generale ale culturii și cu anumite principii conceptuale selectate legate de expresivitatea estetică a viitoarei opere, funcție. , design și material. În procesul de proiectare a produsului, se determină structurile sale funcțional-constructive, spațial-plastice și tehnologice.

Factorii morfogenezei sunt condițiile de viață și circumstanțele care influențează morfogeneza, înțeleasă ca o sinteză a unui număr de aspecte obiective socio-economice, funcționale, bazate pe activități, inginerie, tehnice și alte aspecte ale stilului de viață care interacționează complex.

Cea mai completă reflectare a factorilor de modelare se găsește în conceptele creative care formulează scopurile și obiectivele designului. Dar, de fapt, unele dintre ele nu au un set de sarcini de proiectare cu adevărat necesare, ceea ce duce la diferite tipuri de consecințe negative. De exemplu, funcționalismul radical supraestimează factorii utilitaristici-practici ai formării formei, precum și pasiunea pentru „tehnologia înaltă” în detrimentul formelor tradiționale; conceptele postmoderne, dimpotrivă, subliniază aspectele subiective ale sarcinilor de proiectare.

Prin urmare, există o problemă specială design design- clasificarea factorilor de modelare, care determină obiectivitatea acelor cerinţe care vor deveni principalele, „primare” în acest concept. Dialectica conexiunilor în sistemul de solicitări conflictuale pentru organizarea unui proiect de proiectare sugerează că prioritatea aici ar trebui să aparțină funcționării optime a obiectului. Dar, în realitate, accentul se poate schimba, deoarece de foarte multe ori problemele materiale, tehnice și operaționale devin principalele în sistemul de proiectare, înlocuind „factorii umani” din procesele de modelare. Prin urmare, trebuie să se poată, prin relevarea legăturilor dintre aspectele subiective și obiective ale modelării, să se vadă condiționalitatea conceptelor de modelare ca o sinteză a proceselor de subiectivizare a obiectivului.

Clasificările fac posibilă analizarea opțiunilor de influență a anumitor grupuri de factori de formare asupra morfologiei obiectelor de proiectare. Ideea larg răspândită a corespondenței dintre funcție și formă reduce de obicei problematica interacțiunii proceselor vieții și a morfologiei la întrebarea dacă funcția ar trebui să fie exprimată în formă sau dacă aceasta din urmă este „liberă” în raport cu funcția. În realitate, aceste conexiuni sunt mult mai diverse. Iar analiza clasificării face posibilă identificarea mecanismului de cuplare a principalelor grupuri de factori între ele și conectarea - printr-o evaluare a conținutului psihologic al proceselor - problemelor sociale și funcționale ale modelării cu aspectele sale estetice. Mai mult, în condițiile designului de masă cu specializarea sa îngustă, analiza formelor de activitate a vieții ca bază pentru modelare este deosebit de relevantă. Unii designeri încă văd un obiect de design nu ca pe un element al mediului, ci ca pe un „conglomerat” independent, care leagă doar în mod strict utilitar și cerinte tehnice, și ceva estetic formă semnificativă, care este plin de erori în funcționare.

Dar acest lucru nu este suficient. Analiza condițiilor de formare a formei face, de asemenea, posibilă identificarea unor astfel de dependențe ale morfologiei de circumstanțele vieții care sunt fixate nu de cerințele vieții, ci de alegerea direcțiilor de căutare a proiectării: metode de producție, materiale, sisteme structurale etc.

Condiționarea obiectivă a Factorilor de formare și morfologie determină specificul tipurilor de creativitate arhitecturală și de design, care pot fi împărțite în trei domenii:

1. Formarea multifactorială cu dominația organizării proceselor vieții. Un exemplu este o locuință care domină un mediu urban. Aici, complexele subiect-spațial permit plasarea unei educații relativ echivalente din punct de vedere al cerințelor și diversificată ca formă cu un climat general emoțional și moral adaptat la calm și confort, care contribuie la apariția sentimentelor de colectivitate și apartenență la loc locuit printre locuitori.

2. Formarea cu factori functionali si tehnologici dominanti - obiecte industriale, unde cerintele de organizare a proceselor de munca sunt decisive. Acest mediu este format din complexe arhitecturale și de design care asigură eficiența activității principale, inclusiv printr-un sentiment de satisfacție față de rezultatele muncii proprii.

3. Formare cu factor dominant informaţional-emoţional (sociocultural). Unele aparțin acestui tip clădiri publice, arhitectura peisagistica si complexe monumentale. Ele se caracterizează prin aducerea în prim-plan a luării în considerare a percepției conținutului socio-cultural al proceselor care au loc aici. De exemplu, o clădire de teatru, care este organizată ca un mediu pentru stări emoționale puternice care influențează activ o persoană. Organizarea designului unor astfel de obiecte se dezvoltă cel mai adesea sub influența imaginii care formează baza soluției sale artistice.

Formarea formei în designul artistic include organizarea spațială a elementelor unui produs (complex, mediu), determinată de structura acestuia, aspectul, tehnologia de producție, precum și conceptul estetic al designerului. Formarea formei este etapa decisivă a creativității designului; în procesul său, sunt fixate atât caracteristicile funcționale ale obiectului de design, cât și soluția sa figurativă.

Principii de modelare:

1. Raționalitatea. Raționalitatea în compoziție înseamnă validitatea logică și oportunitatea formei. Respectarea acestui principiu este asociată cu îndeplinirea a două condiții principale: în primul rând, stabilirea unei legături strânse între formă și conținutul său funcțional și, în al doilea rând, necesitatea unei dezvoltări raționale clare a formei artistice în sine.

2. Tectonicitate. În esență, acest principiu înseamnă respectarea formei structurii. Cu această corespondență, structura devine un mijloc de modelare compozit-plastic. (Tectonică în design este o reprezentare indirectă a tiparelor soluției sale funcționale și constructive, fixată sub forma unui obiect de design, un fel de „imagine” a tensiunii stării unei anumite integrități, ilustrând logica și sustenabilitatea Structura sa constructivă, funcțională sau vizuală Tectonica în design ca mijloc artistic de proiectare este o sinteză a trei principii: exprimarea sub formă de produs a muncii de material și design, reflectarea în metoda creativă a autorului, cultural și istoric. idei despre expresivitatea limbajului formelor tectonice, înțelegerea tectonicii ca simbol al integrității formei produsului).

3. Structura. Scopul modelării structurale este de a găsi o legătură armonioasă între elementele care alcătuiesc forma. Această legătură se exprimă în subordonarea elementelor. În conformitate cu acesta, principiul structurii înseamnă subordonare sau claritate, claritate, coerență a structurii interne a formei.

4. Flexibilitate. Forma trebuie să fie capabilă de dezvoltare, păstrând în același timp integritatea.

5. Organic. Acest principiu determină construcția unei compoziții ținând cont de modelele de formare a formei care apar în natură. Înțelegerea formelor naturii poate merge în mai multe direcții.

Principalele includ analiza:

A. morfologia, adică structura așa-numitelor bioforme, ca organisme funcționale;

b. modele de formare tectonic (structural-plastică) în natură;

c. caracteristici ale mișcării structurilor biologice;

d. materiale plastice ale organismelor vii;

e. culorile lor;

f. structura proporțională.

6. Imagini. Acest principiu reflectă o dezvăluire clară și profundă a unei anumite idei artistice în compoziție. Forma figurativă are un impact emoțional și estetic mai puternic și mai profund asupra privitorului decât o simplă formă utilitară.

7. Integritate. Acesta este un principiu atotcuprinzător și unificator al modelării compoziționale și artistice în design. Ea presupune stabilirea celei mai strânse legături între toate mijloacele și tehnicile de compunere. Ca urmare a acestei stabiliri, se dezvăluie natura generală a formei.

Designerii în procesul de proiectare folosesc pe scară largă principiul variabilității, bazat pe modularitatea elementelor de formă, permițând atât set de constructii pentru copii, colectează diverse compoziții care îndeplinesc anumite cerințe funcționale și condiții de situație.

Astăzi, variabilitatea este clar vizibilă în aproape toate domeniile de design asociate cu tiraje mari și, în special, cu produsele durabile de mare valoare.

La achiziționarea unei mașini, clientului i se oferă posibilitatea de a alege culoarea, configurația, ornamentele și dotarea interioară. Echipamentul radio de înaltă calitate constă și într-un număr de unități interschimbabile: player, tuner, casetofon, amplificator de sunet, sisteme de difuzoare etc. Același lucru există și în designul mobilierului și al îmbrăcămintei. Modularitatea elementelor structurale este o trăsătură caracteristică a designului modern.

Variabilitatea devine din ce în ce mai comună în uneltele de uz casnic. Acestea sunt tot felul de dispozitive și mecanisme multifuncționale universale, pliabile compact, constând din diverse blocuri, variind de la seturi de șurubelnițe și chei cu vârfuri înlocuibile, care se termină cu atașamente pentru o acționare electrică universală, permițându-vă să o transformați alternativ într-o rindea electrică, ferăstrău electric, puzzle, piatră de polizor, burghiu cu ciocan, mini freza sau strung.

Au devenit, de asemenea, răspândite seturi de mobilier stradal și echipamente realizate din module spațiale interconectate - copertine, chioșcuri, vitrine portabile, automate, cabine telefonice etc., care fac posibilă crearea mediului obiect al diverselor spații urbane funcționale - străzi, zone pietonale, parcuri, piete. În același timp, seturile moderne de mobilier stradal vă permit să creați diverse forme multifuncționale ale mediului urban: un felinar-stap, un gard de copac cu o bancă, un felinar-gard cu o fată de flori etc.

În modern design industrial adesea aceeași piesă structurală este utilizată în produse diferite: aceeași carcasă moare pentru diverse modele echipamente informatice si electronice radio, elemente de prindere. O astfel de interschimbabilitate a elementelor și versatilitatea designului duce la o eficiență ridicată a producției și face posibilă modernizarea produselor învechite prin înlocuirea unităților individuale, prelungind durata de viață a acestora.

Mobilitatea formei, posibilitatea modificării acesteia în funcție de condițiile specifice situației, este una dintre trasaturi caracteristice proiecta. Structurile de proiectare ar trebui să asigure o astfel de mobilitate a formei produsului: un blat decapotabil, un cuțit cu mai multe articole, o carte de masă pliabilă, o canapea extensibilă pliabilă. Prin urmare, noduri individuale design general trebuie să fie mobile, sunt supuse unor cerințe speciale de proiectare.

Structuri și bionică

Modelarea designului astăzi atrage multe idei din natura din jurul nostru, unde totul este extrem de rațional și concis. „În creațiile naturii”, după cum notează celebrul designer finlandez Alvar Aalto, „formele apar din structura lor internă”.

La sfârșitul anilor 50 ai secolului XX, a apărut o nouă direcție științifică, a cărei bază este cercetarea în modelarea diferitelor sisteme vii. Apariția acestei științe a fost o consecință a dezvoltării ciberneticii, biofizicii, biochimiei, biologiei spațiale, psihologiei ingineriei etc. Un simpozion de la Daytona (SUA) în 1960 a dat numele noii științe - bionica (din greacă - element de viaţă). Bionica este știința utilizării cunoștințelor structurilor și formelor, principiilor și procese tehnologice faunei sălbatice în tehnologie și construcții.

Academicianul V.V Parin caracterizează această știință ca o dorință intenționată de a căuta și găsi „eșantioane” în natura vie pentru crearea de dispozitive tehnice, natura este un „inginer de proiectare” mai bun decât omul.

Nașterea bionicii nu este un accident. Acesta este un rezultat natural al dezvoltării dialectice a științei și tehnologiei. Bionics ne permite să combinăm o gamă largă de probleme de inginerie și tehnice, a căror soluție se bazează pe date biologice. Bionica vizează în principal rezolvarea problemelor practice, pătrunde într-o mare varietate de științe, devine asistentul lor indispensabil și contribuie la dezvoltarea și îmbunătățirea lor.

Totul în lume este interdependent. Există legi care unesc întreaga lume într-un singur întreg și dau naștere posibilității obiective de a folosi legile și principiile de construire a naturii vii și a formelor ei în sisteme create artificial.

Legitimitatea biodesignului este predeterminată nu numai de unitatea biologică și tehnică a umanității și a lumii înconjurătoare, ci și de caracteristicile cunoașterii umane. Mintea umană este în mare măsură modelată de procese care au loc în natură.

În activitatea sa creativă, o persoană apelează constant, conștient sau intuitiv, la natura vie pentru ajutor. Întreaga istorie a biodesignului este caracterizată prin utilizarea unor contururi pur externe ale formelor naturale în produsele industriale.

Cele mai dificile etape ale stăpânirii formelor naturale în tehnologie se referă la Secolul XVII. Procesul de dezvoltare rapidă a științelor naturale, care a început în Renaștere, a fost direct legat de tehnologie.

Filosofia raționalistă, al cărei fondator a fost Rene Descartes, a influențat serios și formarea tehnică. Filosofii raționaliști Descartes, Locke, La Mettrie și alții credeau că legile mecanicii sunt legi universale ale universului și le-au extins la natura vie. Descartes credea că un animal nu este altceva decât o mașină, în contrast cu o persoană înzestrată cu suflet. Uneori, mecanicii au urmărit ideea de a crea viață artificială. Leonardo da Vinci căuta principiile de funcționare ale mecanismului motor al unui animal, pentru ca apoi să poată construi o mașină pe baza acestora. Punctul de plecare a fost următorul: natura a creat cele mai perfecte mecanisme din lumea animală, întruchipate în aceleași forme perfecte: pasării i s-a oferit un minunat aparat de zbor sub formă de aripi, natura a oferit peștilor un aparat de înot, un coada si aripioare. În secolul al XVIII-lea, tentanta și aparentă ușurință a problemei, precum și primele succese ale automatizării, au dus la apariția proiectelor de mașini bazate pe împrumutarea formei animalelor. Dar nivelul științei și tehnologiei a fost de așa natură încât această idee nu a putut fi realizată.

Odată cu progresul științei, apare o posibilitate obiectivă de a utiliza procesele și conexiunile elementelor naturii vii în dispozitive tehnice create artificial. Cu greu este posibil să găsiți o zonă de activitate umană care, într-o măsură sau alta, să nu fie asociată cu bionica. Activitatea creativă a artistului-designer nu face excepție în acest sens.

În formele naturale, principalul lucru este gruparea constructivă și compozițională a elementelor, ritmul acestora. Fiecare formă naturală are propriile sale caracteristici unice. Dacă noi, ca obiect de studiu, luăm un analog natural cu un caracter pronunțat, volum și design, cu o formă elementar simplă, suntem într-adevăr capabili să evaluăm aproape imediat integritatea acestuia, ceea ce ne va ajuta să obținem imaginea și expresia plastică a formă tehnică mai rapidă și cu mai puțin timp.

Necesitatea artistului-designer de a studia formele biologice este subliniată și de faptul că acestea sunt consistente ca scară și proporțional impecabile, determinate structural și funcțional.

Natura vie tinde în procesul de dezvoltare să depună eforturi pentru economisirea totală a energiei, material de construcții si timpul. Legea minimului în natura vie este determinată de oportunitatea organică a existenței. Toate acestea au condus la ideea posibilității de a folosi legile formării structurilor vii tocmai într-un sens constructiv și nu doar în scopul unor căutări formale.

Tulpina de bambus, cu înălțimea sa considerabilă și diametrul extrem de mic, are o stabilitate absolută. O serie de elemente tubulare goale conectate fac această structură extrem de ușoară, în timp ce îngroșările și membranele de la îmbinări îi asigură rezistența. Acest design original, creat de natură, a devenit prototipul de antene telescopice moderne, tije de filare, moderne lămpi de masă, capabil să „atingă” orice parte a desktopului.

Un alt exemplu evident este fagurele. Aceasta este una dintre creațiile remarcabile ale naturii în domeniul standardizării și unificării. Sunt zeci de mii de prisme hexagonale dispuse în rânduri paralele. Albinele plasează fiecare rând de celule cu un „bandaj”, ca zidarii zid de cărămidă. Fagurii sunt izotropi - puterea lor este aceeași în toate direcțiile. Și nu este de mirare că producătorii de avioane au fost primii care au împrumutat experiența albinelor pentru a crea avioane supersonice și rachete. Experiența albinelor în construcția fagurilor este folosită cu succes de arhitecți și constructori în construcția de ascensoare, a căror capacitate a crescut, consumul de material a scăzut cu 30%, iar costurile cu forța de muncă s-au înjumătățit.

Imitând structura unei frunze de copac, inginerul italian Pier Luigi Nervi a proiectat tavanul sălii Expoziției de la Torino. O structură ușoară din ciment armat cu o grosime de numai 4 cm a acoperit o deschidere de o sută de metri fără suporturi. Întreaga suprapunere este pătrunsă cu elemente de fixare situate exact în același mod ca și nervurile frunzei.

Prototipul multor structuri moderne ștanțate, cum ar fi caroserii auto și carcasele monolitice ale aparatelor de uz casnic, poate fi forma unei petale de flori, a cărei grosime variabilă asigură rigiditatea. Un exemplu izbitor de structură rigidă cu un consum minim de material este coaja unui ou obișnuit de pasăre. Raportul dintre dimensiunea „spațiului suprapus” și grosimea carcasei în sine este de o mie la unu. Această observație formează baza pentru formarea unei mari varietăți de cochilii în arhitectură și design: de la structuri spațiale de lungă durată până la carcase pentru aparatele de uz casnic.

Forma naturală de lacrimă cu suprafață minimă și rezistență la mișcare stă la baza formării aeronavelor și vehiculelor de mare viteză. Vehicul- mașini, trenuri etc.

Utilizarea bionicii în procesul de design artistic dezvoltă imaginația, trezește gândirea creativă, te face să gândești, să cauți și să înveți legile naturii.

adnotare. Acest articol discută principiul modular al formării formei în cadrul arhitecturii și al designului de mediu. Se face o analiză a dezvoltării istorice a construcției modulare, a utilizării principiilor și mecanismelor acesteia în designul modern și a tendințelor progresiei sale viitoare.

Cuvinte cheie: principiul modular de modelare, construcție modulară, arhitectură, proiectare de mediu, module, dezvoltare urbană, zone publice.

În lumea modernă, arhitectura și designul evoluează constant și ne oferă soluții calitativ noi și ergonomice pentru a îmbunătăți condițiile de viață ale oamenilor în habitatul lor. Cele mai noi tehnologii designul a revoluționat radical și a făcut viața omului mai ușoară în doar un secol. Dar pe măsură ce nivelul de trai crește, apar mai multe nevoi și, în consecință, noi probleme pe care proiectarea trebuie să le rezolve. În acest sens, dezvoltarea designului și arhitecturii nu se va opri niciodată și va avea întotdeauna ca scop obținerea rezultatelor dictate de o anumită epocă.

Pe măsură ce umanitatea s-a dezvoltat, în arhitectură au apărut multe stiluri și tendințe care au decis probleme reale o anumită societate în diferite perioade de timp. Astfel, analizând arhitectura și designul din perspectivă istorică, putem ajunge la concluzia că din secol în secol principalul criteriu de schimbare nu a fost nici măcar aspect clădiri, precum și zona ocupată de ansambluri de clădiri în ansamblu și clădiri specifice în special. Pe măsură ce nivelul demografic al populației planetei a crescut și au apărut state cu granițe clare, suprafețele alocate pentru construcție erau în continuă scădere. Și în procesul de urbanizare, toate clădirile urbane au crescut treptat în sus, adăugând tot mai multe etaje, pentru că... Scopul principal al orașului a fost să ofere locuințe la prețuri accesibile tuturor locuitorilor săi. Această problemă a fost deosebit de acută în țările cu un teritoriu mic.

Construcția modulară a apărut în secolul al XX-lea ca urmare a revoluției industriale, care a presupus apariția de noi materiale, tehnologii de construcție și, în consecință, oportunități pentru o schimbare radicală a imaginii orașelor. În SUA și Uniunea Sovietică la acea vreme, era necesar să se ridice un număr mare de așezări temporare pentru constructori, instalatori, personal militar și geologi. Clădirile modulare ale acelor vremuri erau, cel mai adesea, cabine tradiționale, remorci, case de butoi TsUB și alte structuri temporare care însoțeau procesul de construcție.

În lumea modernă, principiul modular al modelării este utilizat nu numai în construcția de structuri temporare. Principiile construcției modulare sunt utilizate în mod activ pentru construcția de clădiri rezidențiale private, clădiri cu mai multe etaje, zone publice și de informare, locuri de joacă pentru copii etc.

Tipuri de structuri modulare. Casele modulare sunt împărțite în cadru-panou și bloc. Clădirile cadru-panouri sunt montate pe baza unui cadru comun folosind elemente standardizate de garduri de perete, plăci de acoperire, tavane, pereți despărțitori interioare și scări.

Unitățile de bază din a doua categorie sunt blocuri de dimensiuni standard cu pereți, podele și tavane. Blocul poate fi o clădire separată sau o parte a unei alte structuri. În același timp, poate acționa ca o cameră separată sau poate face parte dintr-o încăpere combinată din mai multe module. Structurile cu un singur etaj pot fi instalate fără fundație pe un șantier pregătit din beton sau asfalt. Dacă înălțimea clădirii este de două sau mai multe etaje, se pune o fundație sub ea.

Structuri cadru-modulare. Modulele bloc sunt container și modulare cadru. Structurile containerelor sunt dezvoltate pe baza convențională containere de marfa cu dimensiuni standard, care sunt modernizate în timpul procesului de construcție pentru diverse sarcini. Blocurile modulare-cadru sunt fabricate conform propriilor desene. Dar, de obicei, dimensiunile blocurilor nu depășesc dimensiunile admise pentru transportul prin transport. Clădirile realizate din containere maritime transformate au fost de multă vreme foarte populare datorită ușurinței construcției, variabilității combinării structurilor și elementelor de finisare, ușurinței de utilizare a dimensiunilor de bază și absenței problemelor de transport etc.

Construcția de case modulare este o tendință în creștere, care astăzi capătă multe variații noi și este folosită în multe domenii ale vieții umane.

Structurile modulare pot fi folosite pentru a construi:

tabere temporare în care un număr mare de muncitori în construcții pot fi cazați ieftin și rapid;
complexe de depozite (la combinarea containerelor maritime);
birouri si centre logistice;
locuințe sociale (utilizate în țările dens populate: China, India, America Latină);
complexe de piata;
construcția de locuințe private (sistemul din ce în ce mai popular de construire a caselor ultramoderne);
construcție de locuințe cu mai multe etaje (principale avantaje: cost redus, rezistență la dezastre seismice, calități de economisire a energiei);
zone publice ale terenului orasului (structuri modulare usor transportabile care pot fi modificate in functie de nevoile persoanei si de zona pe care este instalat obiectul).

În orașele dens populate se pune problema economisirii spațiului, care este alocat nu numai clădirilor rezidențiale, ci și facilităților de agrement și recreere pentru populație, care sunt adesea mult mai mici ca suprafață. Dar pentru ca o persoană să se simtă confortabil într-un mediu urban, trebuie să aibă un loc unde să se poată odihni și să se relaxeze, indiferent în ce parte a orașului se află. De aceea design modernÎn prezent, se urmărește proiectarea activă a diferitelor structuri care pot satisface maximul nevoilor umane de petrecere a timpului liber cu efort și costuri minime. Astfel, principiul modular al modelării se deplasează activ de la construcția de clădiri rezidențiale mari la structuri publice mici de natură de agrement și informațional, deoarece vă permite să proiectați variante interesante spații combinate.

Problema dezvoltării unor astfel de zone publice care pot fi transformate dintr-unul în altul, sunt ușor de transportat din loc în loc și au sistem autonom Consumul de energie.

De exemplu, bibliotecile stradale, bibliotecile în dube și casele transformabile câștigă o mare popularitate. Principiile utilizate în asamblarea caselor transformabile pot fi utilizate cu ușurință pentru zonele de informare publică de la parterul orașului, care, atunci când sunt transformate în configurații diferite și cu conținuturi diferite, vor îndeplini funcții complet diferite și vor servi unor scopuri diferite. Pot fi instalate atât pe o suprafață plană, pavată, cât și într-un mediu de parc. Acest tip de structură este situat pe stadiul inițial dezvoltarea sa, prin urmare, proiectele unor astfel de zone publice care se pot încadra în orice mediu, se pot transforma pentru a se potrivi diverselor nevoi și vor îndeplini, de asemenea, funcțiile maxime disponibile utile unei persoane moderne sunt acum foarte relevante. Principiile construcției modulare pot fi utilizate atât în arhitectură, cât și în design. Prin urmare, acum se acordă o mare preferință designurilor modulare în mobilier.

Astfel, principiul modular al modelării s-a dezvoltat activ de-a lungul unui secol, trecând de la forme simple la cele mai complexe și funcționale. Această tendință nu se va diminua și va continua să se extindă mult timp.

Bibliografie:

Fundul E.V. Design în contextul mediului urban. Câteva probleme teoretice și creative. //Estetica tehnică. Probleme de proiectare a mediului urban. - M.: VNIITE, 1981, Nr. 29
Barabanov A.A. Omul și orașul: spațiu, forme, sens / A.A. Barabanov. – Ekaterinburg: Architecton, 1999.
Shubenkov M.V. Modele structurale de formare a formei arhitecturale / M.V.Shubenkov. – M: Arhitectură-S, 2006.

UDC 72.01
BBK 85.110

Ipoteza: la aplicarea principiului modular al construirii spatiului pare posibila crearea unor structuri arhitecturale autonome sub forma unor celule functionale inter- si modificate bazate pe un sistem matriceal comun, in functie de parametrii specificati.

Scopul lucrării: dezvoltarea principiilor de proiectare a arhitecturii modulare.

studiul conceptelor de bază ale formării formelor disponibile în arhitectură;

studierea premiselor pentru formarea formei modulare în istoria arhitecturii;

identificarea nevoilor de reorientare către arhitectura modulară;

luarea în considerare a mecanismului de construcție modulară a unui obiect de arhitectură;

luarea în considerare și identificarea principiilor pentru formarea spațiului urban arhitectural folosind un principiu modular;

analiza și prognozarea formării unui principiu modular al construcției spațiale;

construirea unui model pentru dezvoltarea spațiului modular.

Dacă aruncați o privire abstractă asupra lumii noastre, aceasta poate fi reprezentată ca un singur sistem matriceal, compus în mod convențional din celule (Fig. 1). O modificare a unuia dintre parametrii care influențează formarea acestei matrice poate duce la deplasări chiar în aceste celule sau pur și simplu la dispariția lor. Aceasta este ceea ce vedem acum în procesele care au loc în comunitatea mondială.

În ultimele decenii, a apărut o tendință de a reflecta stabilitatea economică și bunăstarea societății umane în arhitectură. O astfel de arhitectură reprezintă mega-cladiri unice: zone uriașe planificate pentru un număr de oameni comparabil cu populația unui oraș de dimensiuni decente și sunt în esență astfel. Un număr mare de zgârie-nori devin parte integrantă oraș mare. S-a schimbat doar unul dintre parametri, în speță cel economic, iar principiile și mecanismele prin care a trăit sistemul mondial nu mai sunt valabile. Celulele care joacă un rol decisiv în matricea universului pur și simplu nu mai funcționează corect. Cel mai probabil, în viitorul apropiat lumea nu va mai vedea noi proiecte ambițioase și va trebui să aștepte mult până la finalizarea celor deja începute. Într-adevăr, din cauza lipsei de finanțare suficientă, multe clădiri neterminate nu încep niciodată să funcționeze. Un exemplu în acest sens este centrul internațional de afaceri din Moscova „Orașul Moscovei”. Turnul Rossiya, care trebuia să fie cel mai înalt din Europa, se propune nu numai să fie tăiat de la 612 de metri la 200, ci și să schimbe radical aspectul zgârie-norilor, pentru care s-au cheltuit deja 100 de milioane de dolari.

Prin urmare, societatea se confruntă cu sarcina de a găsi noi mecanisme care să înlocuiască „celulele nefuncționale”. Este necesar să găsim o soluție alternativă: să creăm metode care să vizeze optimizarea resurselor, costurilor, spațiului și alți factori. În opinia noastră, o astfel de alternativă există într-o arhitectură care are o structură modulară.

Luați în considerare dezvoltarea arhitectura modulara prin prisma timpului. Calea de dezvoltare a arhitecturii este relativ scurtă. Poate fi prezentat condiționat sub forma unui sistem scenic, împărțit în secțiuni care diferă într-un anumit mod de modelare a spațiului, principiilor, modelelor, sistemului de semne etc. (Fig. 2).

Fig.2. Schema dezvoltării în etape a arhitecturii .

Alegând ca bază o anumită metodologie, omenirea a dezvoltat-o, a stilizat-o, a ajustat-o, fără a depăși granițele „zonei” definite de ei. Cu alte cuvinte, și-a continuat dezvoltarea în pista aleasă. Unele zone au existat în paralel în timp, și-au întrerupt adesea dezvoltarea și au rămas pur și simplu nerealizate. De exemplu, ideile egiptenilor cu clădirile lor iconice și orientarea piramidelor în funcție de stele au fost dezvăluite doar în cadrul prosperității regatului egiptean, teoria solidelor platonice, de fapt, a rămas pe hârtie; Pot fi date multe exemple de astfel de „secțiuni”, dar doar câteva dintre ele au primit o dezvoltare adecvată. Mergând pe această „cale bătută” astăzi avem propriul nostru sistem de formare, care, în general, nu este departe de originile sale. Dar ar fi putut exista un sistem bazat pe alte principii de organizare a spațiului antropomorf. Analizând istoria arhitecturii din punctul de vedere al unor astfel de secțiuni disparate, conectându-le și suplimentând etapele lipsă de dezvoltare, ca verigi într-un lanț evolutiv continuu, putem restabili calea nerealizată de dezvoltare a arhitecturii.

Printre ramurile nerealizate, se numără și cele care se bazează pe un model structural apropiat de fundamentele arhitecturii modulare. De exemplu, formarea constructiviștilor sau ideile metaboliștilor. Cât despre acestea din urmă, în anii 1960, arhitecții japonezi Kisho Kurakawa, Kionori Kinutake și alții au creat clădiri capsule cu celule înlocuibile și extensibile: turnul Nakoshin din Tokyo, un proiect de dezvoltare înaltă în Ginjuku, o casă cu spațiu transformator în Tokyo ( „Casa Raiului”) etc. Aceste obiecte arhitecturale se bazează pe principii de construire a formei care nu sunt caracteristice epocii în ansamblu: ele sunt guvernate nu de legile limbajului artistic al arhitecturii, ci de alte sisteme de ordonare. , cum ar fi bazele compoziției, principiile structurării spațiale etc.

În plus, natura în sine conține principii structurale de construcție (structurile liniare se repetă în structura albiei unui râu cu afluenți, într-un model geros, pe cerul înstelat, structura celulară a țesutului viu, formațiunile cristaline etc.). Concluzia sugerează că arhitectura modulară nu este inovatoare, începuturile sale sunt vizibile în istorie. Dar abia acum a apărut o situație care obligă această „ramură neimplementată” să treacă într-un nou stat. Astăzi au apărut condițiile care au creat un „punct de actualizare” pentru umplerea modulară a spațiului.

Care sunt aceste condiții sau factori? Orice dezvoltare este influențată de multe astfel de cerințe: sociale, economice, culturale, istorice, de mediu etc. Se pare că în lume s-au produs astfel de schimbări (globalizare, de exemplu) încât lumea modernă a devenit un singur sistem ordonat, diferit de cel. unul în care a existat anterior. Acum toată lumea se străduiește să-și ocupe locul în societate și să-și umple celula. Prin urmare, abordarea modulară este un prototip sau o reflecție societate modernă. Probabil că transformarea sistemului mondial a fost cea care a dus la crearea (până la „punctul de actualizare”) a principiului modular al modelării spațiului.

Care sunt avantajele unei astfel de arhitecturi și de ce ar trebui implementată această ramură în acest moment?

În primul rând, urmând conceptul de construcție modulară, părțile individuale ale unui obiect de arhitectură sunt capabile să existe în mod autonom, atât din punct de vedere al autosuficienței arhitecturale, cât și din punct de vedere funcțional (Figura 3). După ce am dezvoltat un modul, obținem deja o compoziție holistică, care devine mai complicată atunci când crește modulele. Folosind principiul modular al modelării, putem ajunge la o nouă modalitate de dezvoltare a spațiului, în care un singur modul este deja o structură finalizată și are posibilitatea de a trăi independent, fără a aștepta finalizarea construcției întregului sistem, ca se întâmplă cu megastructurile integrale cu o singură competiție. În plus, sistemul poate fi în continuă modificare, expansiune, transformare, în funcție de oportunitățile economice, sociale, estetice și alte nevoi ale societății.

Fig.3. Aplicarea principiului modular de modelare la mega-construcție „Turnul Rusiei”
in Moscova .

Acest principiu modular de modelare este aplicabil atât separat pentru casă, cât și pentru crearea spațiului urban. La urma urmei, obiectul activitati de constructii se dezvoltă de la o singură clădire la un grup de structuri interconectate funcțional și apoi la un ansamblu arhitectural, care poate fi prezentat ca un complex spațial-organic și chiar ca un întreg organism urban. De exemplu, aceiași metaboliști au perceput orașul ca un organism uman format conform principiului modularității - principiul sistemelor de construcție, conform căruia părțile legate funcțional sunt grupate în unități complete - module. Peter Cook a dezvoltat conceptul de „oraș plimbat”, care implică conectarea și deconectarea celulelor funcționale ale unei aglomerații urbane unele de altele. Și astfel, având în vedere posibilitatea existenței autonome a celulelor individuale ale spațiului arhitectural, apariția unei infrastructuri urbane diferite va deveni inevitabilă.

Literatură

Omul și orașul: spațiu, forme, sens / ed. A.A. Barabanova - Ekaterinburg: Architecton, 1999.

Smolina N.I. Tradiții de simetrie în arhitectură / N.I. Smolina. – M.: Stroyizdat, 1990.

Shubenkov M.V. Modele structurale de formare a formei arhitecturale / M.V. Şubenkov. – M: Arhitectură-S, 2006.

Krivolapova Alexandra Vasilievna,
student al lui UralGAKhA
Consilier stiintific:
candidat la arhitectura,
Profesor asociat Raevsky A. A.