КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

Т.В.Дудун, Т.М.Курач, С.В.Тітова

КАРТОГРАФІЧНЕ КРЕСЛЕННЯ

ТА КОМП΄ЮТЕРНИЙ ДИЗАЙН

Навчальний посібник

УДК 528

ББК 26. 17

В 78

Рецензенти:

доктор геогр. наук, провідний науковий співробітник ІГ НАНУ Г.О.Пархоменко

канд. геогр. наук, старший науковий співробітник ІГ НАНУ Д.О.Ляшенко

Затверджено вченою радою географічного факультету

Київського національного університету імені Тараса Шевченка

(протокол № 7 від 12.09.11 р.)

Колектив авторів:

Т.В.Дудун, Т.М.Курач, С.В.Тітова

В 78	Картографічне креслення та комп’ютерний дизайн: навчальний посібник / Т.В.Дудун, Т.М.Курач, С.В.Тітова;– К. : електронне видання, 2011. – 146 с.

У навчальному посібнику викладаються теорія і методи художнього проектування карт і атласів різних типів. Розглядаються зображувальні засоби, властивості сприйняття, застосування технічної й художньої графіки, кольору, кольорової і світлотіньової пластики при проектуванні картографічних творів.

Навчальний посібник призначений для студентів географічних спеціальностей університетів, а також спеціалістів суміжних галузей знань.

УДК 528

ББК 26. 17

© Т.В.Дудун, Т.М.Курач, С.В.Тітова, 2011

ЗМІСТ

ЗМІСТ 2

ВСТУП 4

Частина 1. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ГРАФІЧНОГО ПОДАННЯ ІНФОРМАЦІЇ 6

1.1. Мова зорових образів і словник форм 7

1.2. Граматика простору 8

1.3. Принципи проектування графічних засобів 9

Частина 2. КАРТОГРАФІЧНІ ЗНАКИ, МЕТОДИ Й ПРИЙОМИ ЇХ ПОБУДОВИ 13

2.1. Картографічна семіотика 13

2.2. Картографічні знаки та їх властивості 14

2.3. Сприйняття картографічних знаків 15

2.4. Методи й прийоми побудови картографічних знаків 17

2.5. Створення картографічних знаків 18

Частина 3. КОМП’ЮТЕРНА ГРАФІКА, ПОБУДОВА КАРТОГРАФІЧНИХ ЗНАКІВ 19

3.1. Векторна графіка та її елементи 19

3.3. Растрова та фрактальна графіка 22

3.4. Способи побудови точкових картографічних знаків 22

3.5. Способи побудови лінійних картографічних знаків 23

3.6. Способи побудови площинних картографічних знаків 24

Частина 4. ОСНОВИ КОЛЬОРОЗНАВСТВА 24

4.1. Наука про колір 24

4.2. Характеристики кольору 25

4.3. Змішування кольорів і фарб 26

4.4. Роль кольору на карті 31

Частина 5. КОМП’ЮТЕРНЕ ВІДТВОРЕННЯ КОЛЬОРІВ 33

5.1. Моделі подання кольору 33

5.2. Модель RGB 33

5.4. Субтрактивні кольорові моделі CMY та CMYK 34

5.3. Колірні моделі HSB та HSL 36

5.5. Кольорова модель Lab 37

5.6. Вибір та перетворення колірних моделей 38

5.7. Вибір кольорової палітри та створення кольорових шкал для карт різних типів 41

Частина 6. КОЛЬОРОВА ПЛАСТИКА НА КАРТАХ 45

6.1. Сутність кольорової пластики 45

6.2. Пластичні властивості кольорових рядів 46

6.3. Зорове сприйняття пошарового фарбування 48

6.4. Гіпсометричне фарбування рельєфу на картах і вимоги до нього 50

6.5. Класифікація шкал гіпсометричного фарбування та їх характеристика 53

6.6. Вибір кольорових шкал 65

Частина 7. ОСНОВИ СВІТЛОТІНЬОВОЇ ПЛАСТИКИ 67

7.1. З історії розвитку способів тіньової пластики. Графічні прийоми світлотіньового зображення 67

7.2. Переваги й недоліки способів зображення рельєфу 74

7.3. Сутність світлотіньової пластики 75

7.4. Види світла і їх роль в утворенні світлотіні 75

7.5. Елементи світлотіні 75

7.6. Закономірності розподілу світлотіні 77

Частина 8. СВІТЛОТІНЬОВЕ ОФОРМЛЕННЯ РЕЛЬЄФУ НА КАРТАХ 79

8.1. Географічні принципи світлотіньового зображення рельєфу 79

8.2. Особливості відмивання основних форм і типів рельєфу 80

8.3. Особливості розподілу світлотіні в гірському рельєфі 84

8.4. Відмивання яружно-балочного рельєфу 85

8.5. Відмивання горбистого рельєфу 85

8.6. Генералізація відмивання рельєфу 85

8.7. Врахування впливу повітряної перспективи при зображенні рельєфу світлотінню 85

8.8. Суцільне відмивання 86

8.9. Штрихове зображення рельєфу на картах 86

8.10. Послідовність виготовлення півтонових оригіналів карт 87

8.11. Комп'ютерні технології світлотіньової пластики 88

8.12. Оформлення кольорових оригіналів 93

Частина 9. Проектування систем картографічних позначень географічних карт 95

9.1.Науково-методичні основи проектування картографічних позначень. Системний підхід 95

9.2. Проектування систем позначень у залежності від масштабу, 96

призначення і використання карти 96

9.3. Проектування системи знаків для карт різних типів 99

Частина 10. Проектування загального оформлення картографічних творів 106

10.1.Основні чинники загального оформлення картографічних творів 106

10.2. Елементи загального оформлення карт 106

10.3. Прийоми композиції елементів загального оформлення 109

10.4. Зовнішнє оформлення атласів 110

10.5.Прийоми загального оформлення, які забезпечують єдність та цілісність картографічних творів 114

10.6.Оформлення топографічної основи тематичних карт 114

10.7. Проектування систем знаків з урахуванням технології видання карт 116

10.8. Прийоми композиції елементів загального оформлення 116

Частина 11. КАРТОГРАФІЧНІ ШРИФТИ ТА НАПИСИ НА КАРТАХ 118

11.1. Основні види шрифтів, їх графічні засоби 118

11.2. Вимоги до шрифтів 119

11.3. Застосування шрифтів на картах 119

11.4. Шрифтове навантаження карт 120

11.5. Розміщення написів на географічних картах 120

Розділ 12. ІСТОРИЧНІ АСПЕКТИ РОЗВИТКУ ШРИФТІВ 122

12.1. Розвиток та формування писемності 122

12.2. Розвиток і становлення шрифтів у Європі 130

12.3. Становлення шрифтів у Радянському Союзі 132

Розділ 13. СУЧАСНА КОНЦЕПЦІЯ ДИЗАЙНУ ШРИФТОВОГО ОФОРМЛЕННЯ КАРТ 137

13.1. Теоретичні основи дизайну шрифтів 137

13.2. Аспекти дизайну карт, щодо шрифтового оформлення 140

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ: 145

ВСТУП

Курс “Картографічне креслення, інженерна і комп’ютерна графіка” є профілюючим при підготовці студентів картографічної спеціальності. Дисципліна вивчає і розробляє теорію і методи художнього проектування картографічних творів і комп'ютерного дизайну.

Мета курсу – ознайомити студентів з науковими основами оформлення картографічних творів, зображувальними засобами, їх властивостями і правилами застосування при проектуванні різних карт і атласів, дати відомості про компютерні методи графічного виготовлення оригіналів. Курс повинен навчити їх конкретним практичним прийомам використання технічної і художньої графіки і офрмлення штрихових і кольорових оригіналів, застосування засобів

Весь процес оформлення карти включає: проектування систем картографічних знаків і розроблення загального композиційного складу картографічного твору, тобто художнє проектування його зовнішнього вигляду. Процеси проектування систем знаків і зовнішнього вигляду карт враховують наступні чинники: масштаб, призначення, тип карти, територію, характер використання й технології виготовлення. Усі графічні елементи карти прийнято поділяти на: штрихові та фонові.

Напрями розвитку оформлення карт та комп’ютерного дизайну включають:

• розроблення і застосування зображувальних засобів для проектування і побудови систем картографічних позначень для карт різних типів і призначення;

• застосування кольору як основного зображувального засобу з врахуванням теорії кольорового зору і сприйняття, використання художньої пластики зображення;

• вивчення сприйняття картографічної мови карт;

• розроблення художнього проекта і композиційної побудови карти, серії карт, атласів;

• використання технологій комп’ютерного дизайна при створенні карт і атласів.

Застосування зображувальних засобів засновано на теоретичних і практичних дослідженнях. Основи теорії проектування систем картографічних знаків розроблені російським картографом М.К.Бочаровим (1966). Систематизація й узагальнення фонду зображувальних засобів, розроблення правил створення і перетворення знаків і їх систем базуючись на принципах і методах семіотики – науки про знакові системи – виконані французьким семіологом і картографом Ж.Бертеном (1967, 1973).

Ефективність застосування кольору як основного зображувального засобу пов’язана із зоровим сприйняттям. На сприйняття кольору великий вплив мають фізичні, фізіологічні і психологічні чинники. Теоретичне обґрунтування кольору його сприйняття розроблялись багатьма дослідниками з картографії, кольорознавства і психології. Важливе значення для оформлення та поліграфічного відтворення карт мають роботи Н.Д.Нюберга (1947), В.В.Шаронова (1961), Л.Ф.Артюшина (1970), Є.А.Зернова (1972).

Відомі теоретичні й практичні розробки оригінальних гіпсометричних шкал, виконані П.А.Скворцовим і Е.Імгофом. Заслуговують на увагу роботи з відтворення карт і атласів мінімальним числом фарб, які здавна реалізуються в картографічному виробництві. Дослідження ефективності використання кольору, його художньої цінності продовжуються при комп’ютерному дизайні картографічних творів.

Художній проект і композиційна побудова карти, серії карт, атласів визначають загальний вигляд картографічного твору, його змістову та естетичну значимість. Для атласу підкреслюють внутрішню єдність, художній стиль і цілісність. Специфіка композиційної побудови атласу – багатократне повторення на одному аркуші декількох карт різного змісту і масштабу.

У картографії накопичений великий досвід художнього проектування карт і атласів. Цьому сприяло створення великих картографічних творів (вітчизняних і закордонних) різного призначення й рівня споживачів, багато з яких стали кращими зразками і шедеврами художнього оформлення.

Науково-методичне значення оформлення карт полягає в повному розкритті всіх можливостей географічної карти за допомогою раціональної графічної форми та оптимальної читаності зображення. Карта як образно-знакова модель відбиває дійсність системою картографічних знаків. Картографічні знаки виступають як умовні замісники об’єктів і явищ. Розглядаючи картографічні знаки як носії інформації, їх проектування базують на вивченні сутності явища, що відображується. Знання об’єктів картографування, проведення їхнього змістовного аналізу обумовлює вибір зображувальних засобів, особливостей їх фіксації на карті, дає можливість уникнути змістовних помилок.

Відображення явищ реальної дійсності мовою графіки, тобто графічна побудова систем знаків ґрунтується на визначених правилах, що забезпечує логіку і ясність картографічного образу, компактність, гармонійність і наочність зображення.

Технічна сторона оформлення карт - ґрунтується на застосуванні методів, прийомів і технологій, що забезпечують якісне створення.

Художня сторона полягає в широкому використанні елементів образотворчого мистецтва з метою розроблення естетично привабливих і наочних картографічних творів

Для досягнення більш раціональних і ефективних методів побудови і функціонування знаків в оформленні карт використовують знання інших наук, зокрема семіотики, розділу філософських знань, науки, що досліджує сутність і загальні закони функціонування знакових систем, закономірностей зорового сприйняття, функції пам’яті, оперативного мислення при використанні систем знаків.

Частина 1. Теоретичні основи графічного подання інформації

1.1. Мова зорових образів і словник форм

Існує форма подання інформації наочна, яка зрозуміла всім. Такою формою є графіка. Широке використання графічних засобів призвело до підвищення вимог до точності, швидкості й надійності сприйняття, запам’ятовування та перероблення інформації людиною.

Опанування технікою візуалізації науково-технічної інформації, уміння подати її у вигляді ясного і простого малюнку має велике значення для фахівця-картографа. Графічна мова є важливим професійним інструментом.

Досвід дослідження і проектування різних інформаційних засобів показав, що будь-який графічний засіб відображення інформації повинен пророблятися не тільки в межах вузького професійного завдання з метою відтворення конкретного змісту, але і як об’єкт естетичного сприйняття.

Якщо сутність тексту розкривається словами, то зображення говорить мовою форми. Можливості та обмеження візуальної мови є визначальними чинниками при виявленні відомостей про даний об’єкт, який можна передати за допомогою графічних образів. Комунікативні можливості графічної мови можна продемонструвати, наприклад, якщо до об’єкта поставити головні питання: що, як, скільки і де?

Таким чином, що є об’єкт, який він – питання стосовно його зовнішнього вигляду, його фізичної будови або організації його частин по відношенню до цілого.

Як той чи інший об’єкт дійсності – питання стосовно його фізичного руху, логіки, співвідношення руху об’єкта з рухом його частин, процесу функціонування об’єкта.

Скільки – кількісна сторона поняття про об’єкт, стосовно фізичних розмірів об’єкта, його кількості, тенденції його підвищення або зменшення, співвідношення його частин з цілим. Кількісний аналіз об’єкта, як і його зображення включає в себе процес абстрагування.

Де знаходиться об’єкт – питання щодо місця об’єкта в просторі, відносно інших об’єктів.

Якість візуального як і словесного досягається не тільки як результат довготривалого досвіду, але й на основі знання мови та розуміння принципів її ефективного використання. Як і інші мови, візуальна мова має свої ресурси та можливості – словник елементів форми, граматику просторової організації, ідіоми об’ємної перспективи і синтаксис фразеровки образів.

Форма характеризується п’ятьма основними елементами: точкою, лінією, плоскою формою, кольором і текстурою. Ці елементи складають словник форм, які є в нашому розпорядженні для графічного подання інформації.

Точка в теоретичному сенсі не має виміру і вказує на місце розташування і положення. Як зображувальний засіб вона характеризується концентрацією форм у певному центрі, який притягує і фіксує зоровий фокус.

У графічній практиці точка може мати різні розміри, форму і кольоровий тон. Вона може виступати в якості символу, що відображає будь-який специфічний об’єкт або ідею. Точці можна надати складної форми, можна збільшити, щоб легше її знайти. Як зоровий центр вона може мати вигляд кола, або схрещених ліній. Літери і цифри як частини графічного зображення часто сприймаються як точки.

Лінія є одновимірне утворення і вказує напрям, протяжність або рух. Як елемент форми лінія може застосовуватися для відображення траєкторії або маршруту для позначення меж або ділення.

Лінійна форма може змінюватися за товщиною, довжиною, структурою, характером, насиченістю і напрямом. Головна властивість лінії – її здатність вказувати напрям. Лінії можуть бути точковими або неперервними. Сукупність відрізків і точок такої лінії сприймаються оком як єдина лінійна форма. Лінія може мати символічний зміст. Змінюючись за товщиною, лінія може вказувати на зміну величини. Слова і речення, як візуальні елементи, також можуть утворювати лінії.

Фігура (плоска, об’ємна форма) – двовимірне або тривимірне утворення. Простір що вона займає співпадає з площиною малюнка. Фігури використовують для позначення контуру, площі, абрису, обрамлення або меж. Фігури характеризуються будовою своїх меж, розрізняються за розмірами, за розподіленням насиченості її частин, за положенням в просторі, за правильністю (неправильністю) абрисів. Форма може бути суцільною або мати контур. Сукупність слів або речень може сприйматися як форма. Декілька фігур можуть бути об’єднані в групу, вдавати уяву про велику фігуру.

Тон або колір – якість яка відноситься до ступеня світлоти або темноти. За відсутністю кольору, тон є просто відтінком сірого.

У якості фону для групи об’єднаних елементів використовують дуже світлі тони. Світлі відтінки більш чітко виявляють площу або структуру, на яку чорним кольором наносять значимі форми. Світло-середні відтінки достатні для опису деталей форми, і водночас несуттєві, на які можна нанести темні формоутворюючі елементи. Темно-середні відтінки, у якості фона, забезпечують контраст для сприйняття малих світлих або другорядних чорних форм.

Текстура є якістю поверхневої структури рисунка. Вона залежить від фізичної будови об’єкта, але відчувається оком а не рукою. Текстура утворюється скупченням малих частинок у визначену систему.

Характер текстури змінюється в залежності від структури її елементів і проміжків між ними. Залежить текстура і від закону розподілення цих елементів – випадковий чи регулярний. Текстури бувають абстрактними, символічними або описовими. Відрізняються між собою світлотою (тоном).