Фрактальная графика

Фрактал — объект, отдельные элементы которого наследуют свойства родительских структур. Поскольку более детальное описание элементов меньшего масштаба происходит по простому алгоритму, описать такой объект можно всего лишь несколькими математическими уравнениями.

Фракталы позволяют описывать целые классы изображений, для детального описания которых требуется относительно мало памяти. С другой стороны, фракталы слабо применимы к изображениям вне этих классов.

Трёхмерная графика (3D)

Трёхмерная графика (3D — от англ. three dimensions — «три измерения») оперирует с объектами в трёхмерном пространстве. Обычно результаты представляют собой плоскую картинку, проекцию. Трёхмерная компьютерная графика широко используется в кино, компьютерных играх.

В трёхмерной компьютерной графике все объекты обычно представляются как набор поверхностей или частиц. Минимальную поверхность называют полигоном. В качестве полигона обычно выбирают треугольники.

Всеми визуальными преобразованиями в 3D-графике управляют матрицы (см. также: аффинное преобразование в линейной алгебре). В компьютерной графике используется три вида матриц:

Любой полигон можно представить в виде набора из координат его вершин. Так, у треугольника будет 3 вершины. Координаты каждой вершины представляют собой вектор (x, y, z). Умножив вектор на соответствующую матрицу, мы получим новый вектор. Сделав такое преобразование со всеми вершинами полигона, получим новый полигон, а преобразовав все полигоны, получим новый объект, повёрнутый/сдвинутый/масштабированный относительно исходного.

2. Формообразование. Соответствие формы предмета его назначению. Зависимость формы предмета от используемых материалов, конструкций и технологии производства. Формообразование на основе компьютерных технологий.

Форма в дизайне может быть определена как выражение внешнего вида (стайлинга) изделия исходя из его внутреннего содержания и предназначения. Форма - понятие материальное. Определяется рядом свойств материи: объемностью, характером расположения и движения в пространстве, геометрическим строением, весом, плотностью, прочностью. Как большие, так и малые формы имеют общие закономерности. Это - устойчивость, легкость, динамичность. В дизайне различают три формы: 1) Функциональную, или утилитарную, определяемую предназначением предмета или утилитарными потребностями человека; 2) Конструктивную, требующую знания физических, механических, химических, электрических и других свойств материалов; 3) эстетическую, отвечающую высокому художественному вкусу дизайнера. Исходя из свойств материи, изделие в своей конструкции и форме приобретает композиционные закономерности.

ФОРМООБРАЗОВАНИЕ (formge-schtaltung (gebung) — нем.) — процесс создания формы в деятельности художника, архитектора, дизайнера, архитектора-дизайнера в соответствии с общими ценностными установками культуры и теми или иными требованиями, имеющими отношение к эстетической выразительности будущего объекта, его функции, конструкции и используемых материалов.

Ф. в художественном проектировании включает пространственную организацию элементов изделия (комплекса, среды), определяемую его структурой, компоновкой, технологией про изводства, а также эстетической концепцией дизайнера. Ф. — решающая стадия дизайнерского творчества; в его процессе закрепляются как функциональные характеристики объекта проектирования, так и его образное решение.

Функциональные факторы формообразования промышленных изделий

Важную роль в системе формообразования факторов играет конкретный функциональный процесс. Функц-й процесс может быть расчленен на ряд этапов, на каждом из кот. чел. взаимодействует с разл-ми эл-ми объекта. При поиске оптимальной формы каждого такого элемента необходимо определять вначале как она зависит от рабочей функции изделия и особ-ти пользования им. Для формообраз-я предметных объектов важно устан-ть в каких усл-х они будут работать: каковы характерные типовые составляющие связанного с ними функц-го процесса, меняются ли функции, возникают ли новые, соединяются ли некоторые из них в одном предмете. Изучение и учет функц-х требов-й к тем или иным предметам по мере развития технич-х достиж-й часто приводит к необход-ти расширения функций этих предметов, к необход-ти сочетания в одном предмете нескольких функ-й. Следствием этого явл-ся рождение изделий с новой формой.

Влияние используемого материала и технологии на формообразование изделий

В разных изделиях материал и конструкция по-разному влияют на форму. В большинстве случаев материал влияет на форму предмета не непосредственно, а через конструкцию. В простых изделиях конструкция элементарна и материал, как правило, используется в монолите. В сложном же изделии взаимосвязь межу материалом и конструкцией и создаваемой формой иная. Ибо материал работает, полностью подчиняясь конструкции. Разные способы обработки материала различные технологические процессы так же влияют на образование формы. При использовании различных технологий получается и иная внешняя форма, по характеру, пластике, фактуре

Конструктивные факторы формообразования промышленных изделий

Типы конструкций, котор. используются в промышл-х изделиях, меняют на форму и пластику и образуют 2 осн. группы: 1. пространственные, открытые конструкции (решетчатые) 2. закрытые конструкции, внешний контур которых типа оболочки может быть образован монолитной конструкцией. Эти 2 типа конструкций влияют на форму изделия по-разному, в открытых конструкциях на лицо прямая связь конструктивной основы с внешней формой, в закрытых конструкциях наблюдаются обратные явления, многие агрегаты скрыты за оболочками, кожухами и т.д. Здесь нет прямой непосредственной связи между конструкцией и внешней формой, в этом случае можно говорить о скрытой связи.

компьютерное проектирование. Обычно цель дизайнерской проработки нового изделия - выбор наиболее удачной концепции внешнего облика изделия из множества вариантов и детальный визуальный анализ выбранной концепции. Если дизайн изделия выполняется с помощью компьютера, то это позволяет сократить в несколько раз время, как на дизайнерскую проработку, так и на общий цикл разработки (например, выпуск на рынок такого сложного изделия, как автомобиль, может произойти на один-два года раньше). При этом также происходит значительная экономия средств, поскольку все аспекты внешнего вида оцениваются на компьютерных, а не натурных моделях.

Дизайнерская часть общего цикла производства включает в себя:

концептуальное моделирование, т. е. предварительную разработку нескольких вариантов изделия, в результате которой появляются "трехмерные наброски";

создание компьютерных "рисунков", представляющих собой ортогональные проекции будущего изделия (при традиционном дизайне такие рисунки могли бы служить конечным результатом работы);

собственно моделирование: трассировку рисунков, то есть создание с их помощью трехмерных объектов, а затем - построение поверхностей по этим объектам;

оценку таких свойств моделируемых объектов, как кривизна, непрерывность кривизны, распределение бликов и т.д;

задание "материалов" (то есть оптических свойств поверхностей), выбор и расстановка источников света, задание свойств окружающей среды, выбор фона - все это заканчивается просчетом построенной таким образом сцены с высокой степенью фотореализма;

передачу трехмерной модели объекта (вид которого наглядно представлен, оценен, согласован и утвержден) в САПР для дальнейшей разработки внутреннего устройства объекта, конструкторских расчетов, оформления чертежной документации и т.д.

Таким образом, уже с самого начала формы будущего объекта согласуются с требованиями конструкторов и технологов. Созданный с помощью систем моделирования объект, можно помещать в различные среды, имитировать и прослеживать не только его перемещения в созданном для него виртуальном пространстве, но и демонстрировать его функционирование.