Тема 4. Программное обеспечение проектной деятельности (4 часа).

Виды проектирования. Виды и технологии компьютерного проектирования. Моделирование. САПР. Программные продукты Adobe Photoshop, Corel DRAW, ArchiCAD и 3Ds MAX для реализации проекта.

В связи с тем, что рынок информационно-коммуникационных технологий постоянно меняется, значительно совершенствуется и его программное обеспечение. Появляются более новые программы, соответствующие аппаратным возможностям современных ПК.

Как было отмечено, мультимедиа – это новая технология создания современных пользовательских программных продуктов. Она избавляет конечного пользователя-непрофессионала от необходимости довольно сложного создания таких программных объектов, как диалоговое меню, красочные изображения, синтезируемые звуки, звуки речи и музыки, разнообразные эффекты динамической графики и т.д. Все это реализовано специализированными мультимедиа-программами, которые можно использовать в авторских разработках, созданных с применением этих оболочек, или в программах на Бейсике или Паскале.

Процесс создания мультимедийных программ напоминает строительство крупнопанельного дома. Из больших объектов (готовых записей, звуков и рисунков, программ – проигрывателей файлов, заготовок меню и т.д.) строится программа с великолепным пользовательским интерфейсом. Еще недавно такую программу под силу было создать только большому коллективу программистов за многие месяцы изнурительной работы.

Изменение мультимедийной программы, например, добавление в нее новых разделов, рисунков или звукового сопровождения, делается довольно просто и быстро.

Microsoft PowerPoint – это инструмент подготовки и проведения презентаций, позволяющий четко структурировать, хорошо иллюстрировать и профессионально представлять идеи и достижения. Став частью интегрированного пакета Microsoft Office, этот модуль получил сегодня очень широкое распространение.

В качестве средства отображения созданных презентаций, обычно используют проецирование экрана компьютера через прозрачную жидкокристаллическую панель, 35 мм слайды, странички Веб-сайтов.

Специальный мастер автосодержания (AutoContent Wizard) помогает качественно и быстро подготовить профессионально оформленные презентации. Он задает несколько вопросов о том, как долго планируется выступление, о чем будет идти речь (жанр, характер выступления и т.п.), каким должно быть оформление, и другие. В результате при помощи корректировки автора создается «скелет» презентации, который необходимо наполнить содержанием, т.е. конкретным текстом.

Мастер автосодержания включает до 30 шаблонов, помогающих создавать самые различные презентации (включая презентации on-line), например презентацию своего колледжа для «дня открытых дверей» или маркетингового исследования, плана, отчета и т.п.

Искатель слайдов (Slide finder) применяется для эффективной работы со слайдами, он позволяет использовать слайды из нескольких презентаций для составления новой. Такой инструмент делает возможной эффективную групповую работу над одной общей презентацией. Slide finder имеет встроенную функцию предварительного просмотра, что способствует отбору слайдов для будущей презентации и быстрому их сведению воедино для новой демонстрации, без обращения к операциям «Копировать-вставить».В данном пакете также представлена библиотека шаблонов, включающая заранее установленные анимационные эффекты для отдельных частей слайдов.

В Microsoft PowerPoint реализованы новые эффекты анимации, обогащающие презентации неожиданными и впечатляющими вариантами воспроизведения отдельных элементов каждого слайда. Текст можно заставить появляться «наплывом» издалека так же, как приближается быстро движущийся в сторону смотрящего объект. Предусмотрен и механизм фоновой проверки орфографии.

Одной из популярных и распространенных мультимедийных программ является новая версия программы Tool Вook, которая в интегрированном виде включает все необходимые параметры мультимедийной технологии: текст, графические изображения, звук, анимацию, видео и т.п. С помощью специальных стрелок (навигационных маршрутов) обучаемый способен осваивать материал индивидуально, переключаться с одной страницы на другую, возвращаться к структуре текста, миновать целые параграфы и перейти к другим частям или разделам текста.

Программа предусматривает возможность создания цветового фона для каждого отдельного листа, построения графиков, импортирования рисунков, записи звуков и т.п. В ней имеется библиотека шаблонов: анимаций, изображений, которые легко переводятся в авторский план программы. Наличие авторского плана в обучающих мультимедийных программах, построенных на основе Tool book, позволяет ограничить некую относительную свободу пользователя и предостеречь его от возможности потери связующей текст нити, имеющей место в данной обучающей программе.

Возможности, тематика и характер создаваемых материалов с помощью программы Tool Вook широки и разнообразны – от рекламных роликов, например «Путешествие по городу», лекций «Мультимедийные системы» до библиографических пособий, обзоров, художественных альбомов, энциклопедий и т.п.

HyperMethod – название проекта, который осуществляет компания «Гиперметод». В 1991 г. была представлена первая версия одноименной программы «Гиперметод» под DOS и зарегистрирована торговая марка HyperMethod. С 1 января 1994 г. началась разработка версии для Windows, которая поступила в открытую продажу с 1 июня 1996 г.

Пакет HyperMethod предназначен для быстрого и эффективного создания, поддержки и использования информационных систем, не прибегая к написанию программ и услугам профессиональных программистов. Разновидностью программы Hypermethod стала программа E-publishing. В настоящее время выпущен новый продукт для дистанционного обучения eLearning. Server 3000, предназначенный для организаций академического, школьного, корпоративного обучения и повышения квалификации с помощью современных мультимедиа и Интернет-технологий.

Программный пакет eLearning Server 3000 – это клиент/серверное решение, которое позволяет создавать собственные интерактивные учебные центры в Интернет/Интранет и организовать полный цикл дистанционного обучения. К созданному с помощью eLearning Server 3000 учебному центру предоставляется пять уровней доступа: административный, преподавательский, доступ для деканата, студентов и абитуриентов. Функциональность сервера расширяема за счет упрощенной интеграции с любым программным обеспечением. Поддержка XML позволяет пользователю уровня администратора и преподавателя внедрять в собственный учебный центр новые возможности, необходимые для организации процесса обучения.

CorelDRAW — векторный графический редактор, разработанный канадской корпорацией Corel.

CorelDRAW Graphics Suite (англ: «Интегрированный комплект программ CorelDRAW») — начиная с версии 12 пакета CorelDRAW — маркетинговое официальное наименование пакета программного обеспечения для работы с графической информацией производства компании Corel (Оттава, Онтарио, Канада). До этой версии комплект назывался просто «CorelDRAW», хотя слова «Suite» и «Graphics Suite» впервые появляются на коробках и в документации начиная с версии 9. Комплектация пакета никак не была связана с переименованием.

В пакет CorelDRAW Graphics Suite также входит редактор растровой графики Corel PHOTO-PAINT и другие программы — например, для захвата изображений с экрана — Corel CAPTURE. Программа векторизации растровой графики Corel TRACE до 12 версии входила в пакет как самостоятельная программа.

CorelDRAW Graphics Suite X4 позволяет импортировать файлы следующих форматов (для некоторых форматов необходима установка дополнительных компонентов):

Adobe Illustrator (AI)

Шрифт Adobe Type 1 (PFB)

Растровое изображение Windows (BMP)

Растровое изображение OS/2 (BMP)

Метафайл компьютерной графики (CGM)

CorelDRAW (CDR)

Corel Presentation Exchange (CMX)

Corel PHOTO-PAINT (CPT)

Библиотека символов Corel (CSL)

Ресурс курсоров (CUR)

Файлы Microsoft Word (DOC, DOCX или RTF)

Microsoft Publisher (PUB)

Corel DESIGNER (DSF или DES)

Формат обмена чертежами AutoCAD (DXF) и База данных изображений AutoCAD (DWG)

Инкапсулированный PostScript (EPS)

PostScript (PS или PRN)

GIF

HTML

JPEG (JPG)

JPEG 2000 (JP2)

Изображение Kodak Photo-CD (PCD)

PICT (PCT)

Формат переносимых документов Adobe (PDF)

Файл плоттера HPGL (PLT)

Переносимая сетевая графика (PNG)

Adobe Photoshop (PSD)

Corel Painter (RIF)

Масштабируемая векторная графика (SVG)

Macromedia Flash (SWF)

Растровое изображение TARGA (TGA)

Растровое изображение TIFF (TIF)

Corel Paint Shop Pro (PSP)

Шрифт True Type (TTF)

Документ WordPerfect (WPD)

Графика WordPerfect (WPG)

Форматы файлов камеры Raw

Сжатое растровое изображение вейвлета (WI)

Формат Метафайл Windows (WMF)

Adobe Photoshop ([əˈdəʊbɪ ˈfəʊtəʃɒp], Эдо́уби Фотошо́п) — многофункциональный графический редактор, разработанный и распространяемый фирмой Adobe Systems. В основном работает с растровыми изображениями, однако имеет некоторые векторные инструменты. Продукт является лидером рынка в области коммерческих средств редактирования растровых изображений, и наиболее известным продуктом фирмы Adobe. Часто эту программу называют просто Photoshop. В настоящее время Photoshop доступен на платформах Mac и Windows. Ранние версии редактора были портированы под SGI IRIX, но официальная поддержка была прекращена, начиная с третьей версии продукта. Для версий 8.0 и CS6 возможен запуск под Linux с помощью альтернативы Windows API — Wine.

Несмотря на то, что изначально программа была разработана как редактор изображений для полиграфии, в данное время она широко используется и в веб-дизайне. В более ранней версии была включена специальная программа для этих целей — Adobe ImageReady, которая была исключена из версии CS3 за счёт интеграции её функций в сам Photoshop, а также включения в линейку программных продуктов Adobe Fireworks, перешедшего в собственность Adobe после приобретения компании Macromedia.

Photoshop тесно связан с другими программами для обработки медиафайлов, анимации и другого творчества. Совместно с такими программами, как Adobe ImageReady (программа упразднена в версии CS3), Adobe Illustrator, Adobe Premiere, Adobe After Effects и Adobe Encore DVD, он может использоваться для создания профессиональных DVD, обеспечивает средства нелинейного монтажа и создания таких спецэффектов, как фоны, текстуры и т. д. для телевидения, кинематографа и всемирной паутины. Photoshop также прижился в кругах разработчиков компьютерных игр.

Основной формат Photoshop, PSD, может быть экспортирован и импортирован всеми программными продуктами, перечисленными выше. Photoshop CS поддерживает создание меню для DVD. Совместно с Adobe Encore DVD, Photoshop позволяет создавать меню или кнопки DVD. Photoshop CS3 в версии Extended поддерживает также работу с трёхмерными слоями.

Из-за высокой популярности Photoshop поддержка специфического для неё формата PSD была реализована во многих графических программах, таких как Macromedia Fireworks, Corel PHOTO-PAINT, WinImages, GIMP, Corel Paint Shop Pro и других.

Photoshop поддерживает следующие цветовые модели или способы описания цветов изображения (в нотации самой программы — режим изображения):

RGB

LAB

CMYK

В градациях серого

Черно-белые

Duotone

С 256-цветовой палитрой (Indexed)

Многоканальные (Multichannel)

Поддерживается обработка изображений, с глубиной цвета 8 бит (256 градаций на один канал), 16 бит (используется 15 битов плюс один уровень, т.е. 32769 уровней) и 32 бит (используются числа одинарной точности с плавающей запятой). Возможно сохранение в файле дополнительных элементов, как то: направляющих (Guide), каналов (например, канала прозрачности — Alpha channel), путей обтравки (Clipping path), слоёв, содержащих векторные и текстовые объекты. Файл может включать цветовые профили (ICC), функции преобразования цвета (transfer functions). Допускаются неквадратные пиксели (Pixel Aspect Ratio).

Расширенная версия программы Adobe Photoshop Extended предназначена для более профессионального использования, а именно — при создании фильмов, видео, мультимедийных проектов, трехмерного графического дизайна и веб-дизайна, для работы в областях производства, медицины, архитектуры, при проведении научных исследований.

В программе Adobe Photoshop Extended современных версий (CS4, CS5) можно открывать и работать с 3D-файлами, создаваемыми такими программами, как Adobe Acrobat 3D, 3ds Max, Maya и Google Earth. Photoshop поддерживает следующие форматы файлов 3D: U3D, 3DS, OBJ, KMZ и DAE.

Возможно использовать трехмерные файлы для внедрения в двумерное фото. Доступны некоторые операции для обработки 3D-модели как работа с каркасами, выбор материалов из текстурных карт, настройка света. Также можно создавать надписи на 3D-объекте, вращать модели, изменять их размер и положение в пространстве. Программа включает в себя также команды по преобразованию плоских фотографий в трехмерные объекты определенной формы, такие как, например, банка, пирамида, цилиндр, сфера, конус и др.

Для имитации движения в Photoshop можно создавать кадры мультипликации, используя слои изображения. Можно создавать видеоизображения, основанные на одной из многих заданных пиксельных пропорций. После редактирования можно сохранить свою работу в виде файла GIF-анимации или PSD, который впоследствии можно проиграть во многих видеопрограммах, таких как Adobe Premiere Pro или Adobe After Effects. Доступно открытие или импортирование видеофайлов и последовательности изображений для редактирования и ретуширования, создание видеоряда мультипликации и экспорт работ в файл формата QuickTime, GIF-анимацию или последовательность изображений. Видеокадры можно отдельно редактировать, трансформировать, клонировать, применять к ним маски, фильтры, разные способы наложения пикселов, на них можно рисовать, используя различные инструменты.

Начиная с версии CS в Photoshop доступна работа со скриптами.

Photoshop поддерживает файлы DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) — цифровые изображения и коммуникации в медицине. Для открытого в Photoshop DICOM-файла, можно использовать любой инструмент Photoshop для коррекции и ретуширования изображений.

И, наконец, с помощью программы Photoshop Extended можно рассматривать MATLAB-изображения, обрабатывать их в программе Photoshop, комбинировать команды MATLAB с технологиями обработки изображений Photoshop. Как только устанавливается соединение с программой Photoshop из программы MATLAB и осуществляется ввод команд в командную строку MATLAB, эти управляющие воздействия незамедлительно выполняются в Photoshop. Файлы, подготовленные в программе MATLAB, имеют расширение m, fig, rpt, mat, mdl. Коммуникация между Photoshop и MATLAB использует интерфейс Photoshop JavaScript и библиотечный интерфейс MATLAB.

ArchiCAD — графический программный пакет САПР для архитекторов, созданный фирмой Graphisoft. Предназначен для проектирования архитектурно-строительных конструкций и решений, а также элементов ландшафта, мебели и т. п.

При работе в пакете используется концепция виртуального здания. Суть её состоит в том, что проект ArchiCAD представляет собой выполненную в натуральную величину объёмную модель реального здания, существующую в памяти компьютера. Для её выполнения проектировщик на начальных этапах работы с проектом фактически «строит» здание, используя при этом инструменты, имеющие свои полные аналоги в реальности: стены, перекрытия, окна, лестницы, разнообразные объекты и т. д. После завершения работ над «виртуальным зданием», проектировщик получает возможность извлекать разнообразную информацию о спроектированном объекте: поэтажные планы, фасады, разрезы, экспликации, спецификации, презентационные материалы и пр. Поддерживает взаимодействие с различными инженерными программами через формат IFC.

Основным преимуществом программы является естественная взаимосвязь между всеми частями проекта. Технология «виртуального здания» (BIM, ЦМО) позволяет работать не с отдельными, физически никак не связанными между собой чертежами, а со всем проектом в целом. Любые изменения, сделанные, например, на плане здания, автоматически отобразятся (перестроятся, перерассчитаются) на разрезах, видах, в спецификациях, экспликациях и пр. Такой подход обеспечивает значительное сокращение времени проектирования. Кроме того, при правильной работе с виртуальным зданием гарантировано обнаружение и устранение большинства проблем, которые обязательно проявились бы на более поздних этапах проектирования или, что ещё хуже, уже на строительной площадке.

Благодаря большому количеству настроек стандартных инструментов, объекты настраиваются в соответствии с пожеланиями пользователя.

ArchiCAD позволяет работать над одним проектом группе архитекторов. Развитая система групповой работы (teamwork) также сокращает время проектирования и способствует недопущению несоответствий в частях проекта, разрабатываемых разными архитекторами. В 13-й версии программы была представлена революционная технология Teamwork 2.0, обеспечивающая непревзойдённую гибкость и целостность командной работы.

Начиная с 12 версии ArchiCAD разработчик выпускает дополнительные приложения, призванные расширить функционал базового продукта. Среди этих приложений:

MEP Modeler, предназначенный для создания, редактирования и импорта 3D-моделей инженерных коммуникаций в среде ArchiCAD,

EcoDesigner, позволяющий проводить энергетические расчёты здания силами архитекторов,

Virtual Building Explorer, предназначенный для создания интерактивной презентации созданного в ArchiCAD проекта.

Недостатком программы можно считать ограниченные возможности по созданию объектов со сложной, нестандартной геометрией (например, поверхности NURBS, скульптурное моделирование), что зачастую не позволяет проектировщику стандартными средствами реализовать все свои идеи в полной мере. Для решения такой проблемы можно воспользоваться импортом из сторонних программ наподобие Cinema 4D, 3ds Max. Также, ArchiCAD не предусматривает многовариантности проектирования (это решение не выделено в отдельный инструмент — класс) — в любой момент времени в рамках одного файла предпочтительно иметь один полноценный вариант принимаемых архитектурно-строительных решений (однако этот недостаток до некоторой степени можно решить отображением комбинаций слоёв).

Некоторым недостатком можно считать достаточно высокую (около 118,5 тыс. руб.) стоимость лицензионной версии ArchiCAD («аналогичные» конкурентные программы стоят, впрочем, не дешевле). Однако, начиная с 2006 года компания «Graphisoft» предлагают начинающим пользователям несколько урезанную версию программы ArchiCAD StarT Edition.

Autodesk 3ds Max (ранее 3D Studio MAX) — полнофункциональная профессиональная программная система для создания и редактирования трёхмерной графики и анимации, разработанная компанией Autodesk. Содержит самые современные средства для художников и специалистов в области мультимедиа. Работает в операционных системах Microsoft Windows и Windows NT (как в 32‑битных, так и в 64‑битных). Весной 2012 года выпущена пятнадцатая версия этого продукта под названием «Autodesk 3ds Max 2013».

3ds Max располагает обширными средствами для создания разнообразных по форме и сложности трёхмерных компьютерных моделей, реальных или фантастических объектов окружающего мира, с использованием разнообразных техник и механизмов, включающих следующие:

· полигональное моделирование, в которое входят Editable mesh (редактируемая поверхность) и Editable poly (редактируемый полигон) — это самый распространённый метод моделирования, используется для создания сложных моделей и низкополигональных моделей для игр. Как правило, моделирование сложных объектов с последующим преобразованием в Editable poly начинается с построения параметрического объекта «Box», и поэтому способ моделирования общепринято называется «Box modeling»;

· моделирование на основе неоднородных рациональных B-сплайнов (NURBS) (следует отметить, что NURBS-моделирование в 3ds Max-е настолько примитивное что никто этим методом практически не пользуется);

· моделирование на основе т. н. «сеток кусков» или поверхностей Безье (Editable patch) — подходит для моделирования тел вращения;

· моделирование с использованием встроенных библиотек стандартных параметрических объектов (примитивов) и модификаторов.

Методы моделирования могут сочетаться друг с другом.

Моделирование на основе стандартных объектов, как правило, является основным методом моделирования и служит отправной точкой для создания объектов сложной структуры, что связано с использованием примитивов в сочетании друг с другом как элементарных частей составных объектов.

Стандартный объект «Чайник» (Teapot) входит в этот набор в силу исторических причин: он используется для тестов материалов и освещения в сцене, и, кроме того, давно стал своеобразным символом трёхмерной графики.

Визуализация является заключительным этапом работы над моделируемой сценой. Только после визуализации становятся видны все свойства материалов объектов и проявляются эффекты внешней среды, применённые в составе сцены. Для вывода конечного изображения на экран выбирают необходимый модуль визуализации (МВ). Большинство МВ являются отдельными программами, встраиваемыми как дополнение в 3ds Max.

Scanline

Визуализатор по умолчанию в 3ds Max. Исходным методом визуализации в 3DS Max является сканирующий построчный алгоритм. Некоторые расширенные возможности были добавлены в Scanline спустя годы, такие как расчёт Global Illumination, Ray Tracing и Radiosity, однако большинство функций перешло к нему от других визуализаторов (например — RadioRay).

mental ray

mental ray является пригодной для производственного применения высококачественной системой визуализации, разработанной компанией Mental Images. mental ray встроен в последниe версии 3DS Max, это мощный инструмент визуализации, поддерживающий сегментную визуализацию (подобно механизму сопровождающей визуализации, реализованному в Maya), а также технологию распределённой визуализации, позволяющую рационально разделять вычислительную нагрузку между несколькими компьютерами. Включаемая в 3ds Max версия mental ray поставляется с набором инструментария, позволяющим относительно просто создавать множество различных эффектов.

V-Ray

Высококачественный, фотореалистичный визуализатор, спроектированный в качестве плагина для 3ds Max. Популярнейший в русскоязычном пространстве внешний визуализатор компании Chaos Group. Очень часто используется профессионалами, часто заменяя стандартный Scanline и mental ray. Даже при стандартных настройках достигается высокое качество визуализации. Совместим с более старыми версиями 3ds Max.

RenderMan

Стороннее средство подключения к конвейеру RenderMan, также полезно в тех случаях, когда требуется интеграция 3DS Max с системой визуализации Renderman. Конект с 3DS Max происходит с помощью DoberMan.

FinalRender

Внешний визуализатор компании Cebas. Является наиболее полным фотон-основанным визуализатором, уступая по своим возможностям только mental ray. Преимущество заключается в плотной интеграции с другими решениями Cebas, обеспечивающими широкий спектр разнообразных атмосферных, линзовых эффектов и пр., чего нет у других визуализаторов.

Brazil R/S

Высококачественная, фотореалистичная система визуализации изображения, разработанная компанией SplutterFish Llc. В этом визуализаторе присутствует несколько алгоритмов просчёта глобального освещения Global Illumination: QMC и Photon Mapping. Brazil хорошо зарекомендовал себя среди архитекторов, дизайнеров и художников компьютерной графики, благодаря простоте настроек, стабильности и качественному результату визуализации.

Fryrender

Фотореалистичный, основанный на законах физики, спектральный визуализатор. Создан компанией RandomControl. Предоставляет возможность получать изображения высочайшего качества и достигать естественного реализма.

Indigo Renderer

Физически корректный рендер. Основная особенность его в том, что все расчеты света, энергии, каустики и т. д. происходят взаимозависимо, что и отличает его от других рендеров, где всё раздельно и определяется самим пользователем.

Maxwell Render

Является первой системой визуализации, в которой принята «физическая парадигма». В основу всей системы положены математические уравнения, описывающие поведение света. Вводя в обращение реальные физические законы, Maxwell Render позволяет избежать длительного и тонкого процесса настройки параметров визуализации, который имеет место в случае большинства визуализаторов, работающих по иным алгоритмам.

LuxRender

Система физически корректной визуализации трехмерных сцен, имеющая открытый исходный код. Для использования системы LuxRender, необходимо экспортировать сцены и модели из редакторов графики с помощью специальных плагинов или скриптов.

Kerkythea

Система визуализации, позволяющая создавать фотореалистичные изображения. Использует физически точные материалы и освещение. Kerkythea 2008 Echo имеет свой собственный редактор сцены и материалов, обладает простым и удобным интерфейсом.

Arion Render

Гибридный, интерактивный рендер GPU+CPU, разработанный компанией RandomControl, на базе NVIDIA CUDA.

BIGrender

Рендер, способный визуализировать большие изображения. В процессе визуализации разбивает изображение на части и каждую часть сохраняет в отдельном файле.

Sunflow

Система визуализации, позволяющая создавать фотореалистичные изображения, имеющая открытый исходный код. Система Sunflow написана на языке программирования Java. Ориентирован на визуализацию в сфере дизайна.

Тема 5. Планирование и проектирование средовых объектов (4 часа).

Реализация проекта. Черчение планов при проектировании сред. Компьютерное моделирование. Основы трехмерного моделирования.

ДИЗАЙНЕРСКАЯ (функционально-прагматическая) и ХУДОЖЕСТВЕННАЯ (эмоционально-образная, архитектурная) ИДЕИ — диалектическое противопоставление и единство содержательных задач дизайнерского проектирования, необходимые для появления их синтеза — образа произведения дизайнерского искусства.

Оригинальность, неповторимость облика конкретных форм дизайнерского решения имеет двойную природу. С одной стороны, в их основе лежит «содержательная» самобытность, вытекающая из свежести, новизны дизайн-концепции, интегрирующей в единое целое непривычное функциональное решение и неизвестные ранее потребителю предметно-пространственные условия его реализации. С другой, индивидуальные черты могут иметь «поверхностный» характер, который определяет «формальная» оригинальность, как бы наложенная на содержательную концепцию, даже если та не несет существенных элементов новизны. Для художника второй тип оригинальности, использующий чисто художественные возможности, которыми располагает автор вне связи с практической основой его произведения, особенно привлекателен. Тем более, что многие его приемы вполне применимы для усиления идейного и эмоционального воздействия объектов с самобытными принципами предметно-пространствен-ной организации.

Поэтому, например, в становлении архитектурного произведения, всегда главенствует архитектурная идея (Х.и.) — предложенная автором система организации пространственных переживаний, в целом отвечающая требованиям организации данного функционального процесса.

Аналогично в проектировании предметных и графических комплексов ведущую роль играет их формообразующая художественная (эмоционально-образная) идея, определяющая самобытность и результативность эстетических исканий автора.

Однако Х.и. в дизайне не может существовать без своего «антипода» — дизайнерской идеи (Д и.), технического (функционального, социального) принципа разрешения наметившихся в средовой ситуации противоречий, которая является прагматической базой смыслообразования в дизайне.

Так инженерные системы вентиляции и освещения подсказывают принципы планировки подземных пространств, визуальные коммуникации разрешают проблемы ориентации в среде, способы соединения мотора (движителя) и рабочих органов диктуют формы разного рода механизмов и т.д. Исходные противоречия могут быть «глобальными», общими для всех видов предметной и пространственной среды (перемещение людей и грузов, природно-климатические условия), могут быть специфическими (смена декораций в театре, сочетание искусственного и естественного освещения при въезде и выезде из тоннеля), организационными (разделение потоков приезжающих и убывающих пассажиров на вокзале) или техническими (внедрение компьютеров в бухгалтерский учет). Но в любом случае дизайнерский подход начинается с утилитарно-прагматического решения реальных жизненных проблем — за счет механизмов, организации процессов, новых технологий, материалов и т.д. он призван облечь эти решения в эстетически целесообразную форму, согласованную с производством, функцией, окружением и ожиданиями потребителя.

Д.и. как категория проектирования существует на трех уровнях:

• дизайн-процесса (снять дискомфорт отдельных стадий, сделать необходимое приятным, облегчить трудное, внести радость и удовольствие и т.д.) — осуществляется как концепция, «флаг» решения;

• пространственного дизайна (дрганизация места для процесса независимо от его выразительности и затем преобразование получившегося в «новую выразительность») — формализуется в синтез пространственных и технологических предложений по реализации концепции;

• дизайна предметного комплекса, который выглядит как формирование совокупности, системы раздельно существующих дизайнерских идей разных приоров и устройств, подчиненной общей для всех стратегии совместного существования и использования.

На тех же уровнях в проектировании присутствует и Х.и.:

• при оценке предложенных для реализации процессов как эмоционального содержания данной формы деятельности;

• при реализации заданного процессом эмоционального содержания в пространственных формах;

• при детальном уточнении характеристик эмоционального климата среды, отраженном в образах элементов наполнения.

Потому в дизайнерском творчестве все время идут рядом: Д.и. — как принцип решения функционально-технологических задач; Х.и. — как эмоционально-эстетическая конструкция отвечающих процессу дизайнерских форм и образ произведений дизайнерского искусства, соединяющий Х.и. и Д.и. в одно целое через личное отношение потребителя к среде.

Макетирование (от итал. «macetto» — эскиз, набросок) — условное или «натуральное» объемно-пространственное изображение объекта в определенном масштабе, позволяющее вести поиск и оценку эстетических, функциональных, конструктивно-технологических или потребительских качеств новых изделий и форм, в комплексе анализировать различные аспекты конкретного проектирования.

М дает возможность воссоздавать и изучать различные явления в лабораторных условиях, способствует механизации процесса проектирования, позволяет оперативно получать приближенные к натуре материалы испытаний дизайнерских объектов. Макеты различают в зависимости от имитируемых сторон объектов дизайна (художественно-эстетических, конструктивных, технологических); в зависимости от этапа проектирования (рабочие, эскизные, демонстрационные, для лабораторных испытаний); по масштабу (в натуральном размере)

МАТРИЧНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ ФОРМЫ — средство осуществления системной проектной деятельности но основе использования современной научно-технической базы в больших коллективах коллег и экспертов (в том числе потребителей художественно-конструкторской продукции). М.г.ф. выводят проектную и изобретательскую работу на более высокий уровень по сравнению с использованием ручных графических форм.

Основная особенность М.г.ф. — ориентация проектировщика на труд не столько ремесленно-исполнительский, сколько организационно-сценарный с подключением машин-«исполнителей». М.г.ф. используют инструментарий системотехники с помощью матриц (явных, скрытых, шифрованных), предполагающих машинное тиражирование (печать разного рода, трафареты, шелкография, маски), проекции на экран, механический повтор и другие так называемые «М.г.ф.-I».

На базе М.г.ф. – созданы новейшие системотехнические аппараты для манипулирования визуальными знаками реальной действительности, обеспечивающие непосредственное воспроизведение графического образа машинами (при программирующей роли человека). М.г.ф. II – отличает возможность размерно-подвижного воспроизведения объектов действительности, одновременная документальная передача различных временных состояний объекта, раскрытие проявления объекта во времени, макширования (соединения) графических образцов и приемов и др. К М.г.ф. II – относятся фотография, кино, телевидение, а также рентгенография, инфраграфия, фотограммерия, голография и др. Эти технологии позволяют не только активизировать проектно-исследовательскую работу, не только реализуют модельные формы проекта, но и сами могут быть активной проектной формой (например, голография).

Рис. Матрицы взаимодействий: варианты связей. Компьютерная графика и пространственное моделирование жилого дома

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЕКТНОЕ - воспроизведение существенных свойств и форм конкретного объекта или явления в виде условной копии (схемы); перенос центра тяжести в рассмотрении проблематики предметного творчества с предмета на метод.

При проектировании дизайнерских объектов, особенно сложных, используется значительный арсенал различных средств моделирования: функциональные схемы, блок-схемы, системные модели, всевозможные матрицы и классификационные таблицы, модели типологические и т.д. Вместе с тем используются возможности и средства художественные, принадлежащие искусству. К наиболее употребительным из них относятся визуально-графические и пространственно-пластические средства моделирования. Менее традиционны для дизайна в целом, но остро необходимы в ряде конкретных ситуаций (при проектировании крупных комплексных объектов, разработке отраслевых программ и др.) средства драматургии, театра, кино, сценографии, аудиовизуальной техники, журналистики и др. В этом случае возникает принципиальная методическая задача выявления, раскрытия и использования применительно к дизайну этих средств художественного подхода.

Например, в средовом дизайне часто используется сценографическое моделирование организующих среду процессов — чтобы перевести их из явлений прагматических в ранг событий художественных. Для этого применяют сугубо «театральные» технологии: деление процесса на «мизансцены», распределение «главных ролей» среди слагаемых среды, определение «сверхзадачи» проектирования среде-вого комплекса и др.

МОДЕЛЬ ПРОЕКТНАЯ - конкретная дизойнерская форма высказывания об объекте, фиксация (предъявление) научной или проектной мысли.

М.п. является предметом проектирования и одновременно средством коммуникации как между профессионалами, так и между автором, заказчиком и потребителем. М.п. должны отличать: адекватность (правдоподобие, верность, реалистичность) действительности, так как модель есть более или менее точное подобие реального объекта; условность, так как модель не буквально повторяет реальность, а представляет собой обобщенное, приближенное ее отражение, выявляющее только существенные с точки зрения решения данной задачи свойства; концептуальность, так как модель есть искусственный объект, необходимый для решения определенных задач и, следовательно, предполагает наличие творческого замысла, авторской концепции, демонстрирующей позицию художника по отношению к действительности, и должна выражать эту позицию.

М.п. могут быть графические, объемные, словесные и т.д.

Компьютерная модель (англ. computer model), или численная модель (англ. computational model) — компьютерная программа, работающая на отдельном компьютере, суперкомпьютере или множестве взаимодействующих компьютеров (вычислительных узлов), реализующая абстрактную модель некоторой системы. Компьютерные модели стали обычным инструментом математического моделирования и применяются в физике,астрофизике, механике, химии, биологии, экономике, социологии, метеорологии, других науках и прикладных задачах в различных областях радиоэлектроники, машиностроения, автомобилестроения и проч. Компьютерные модели используются для получения новых знаний о моделируемом объекте или для приближенной оценки поведения систем, слишком сложных для аналитического исследования.

Компьютерное моделирование является одним из эффективных методов изучения сложных систем. Компьютерные модели проще и удобнее исследовать в силу их возможности проводить т. н. вычислительные эксперименты, в тех случаях когда реальные эксперименты затруднены из-за финансовых или физических препятствий или могут дать непредсказуемый результат. Логичность и формализованность компьютерных моделей позволяет выявить основные факторы, определяющие свойства изучаемого объекта-оригинала (или целого класса объектов), в частности, исследовать отклик моделируемой физической системы на изменения ее параметров и начальных условий.

Построение компьютерной модели базируется на абстрагировании от конкретной природы явлений или изучаемого объекта-оригинала и состоит из двух этапов — сначала создание качественной, а затем и количественной модели. Компьютерное же моделирование заключается в проведении серии вычислительных экспериментов на компьютере, целью которых является анализ, интерпретация и сопоставление результатов моделирования с реальным поведением изучаемого объекта и, при необходимости, последующее уточнение модели и т. д.

Сравнительная компьютерная анимация двух моделей здания.

К основным этапам компьютерного моделирования относятся:

· постановка задачи, определение объекта моделирования;

· разработка концептуальной модели, выявление основных элементов системы и элементарных актов взаимодействия;

· формализация, то есть переход к математической модели; создание алгоритма и написание программы;

· планирование и проведение компьютерных экспериментов;

· анализ и интерпретация результатов.

Различают аналитическое и имитационное моделирование. При аналитическом моделировании изучаются математические (абстрактные) модели реального объекта в виде алгебраических, дифференциальных и других уравнений, а также предусматривающих осуществление однозначной вычислительной процедуры, приводящей к их точному решению. При имитационном моделировании исследуются математические модели в виде алгоритма(ов), воспроизводящего функционирование исследуемой системы путем последовательного выполнения большого количества элементарных операций.

Компьютерное моделирование применяют для широкого круга задач, таких как:

· анализ распространения загрязняющих веществ в атмосфере

· проектирование шумовых барьеров для борьбы с шумовым загрязнением

· конструирование транспортных средств

· полетные имитаторы для тренировки пилотов

· прогнозирование погоды

· эмуляция работы других электронных устройств

· прогнозирование цен на финансовых рынках

· исследование поведения зданий, конструкций и деталей под механической нагрузкой

· прогнозирование прочности конструкций и механизмов их разрушения

· проектирование производственных процессов, например химических

· стратегическое управление организацией

· исследование поведения гидравлических систем: нефтепроводов, водопровода

· моделирование роботов и автоматических манипуляторов

· моделирование сценарных вариантов развития городов

· моделирование транспортных систем

· имитация краш-тестов

· моделирование результатов пластических операций

Различные сферы применения компьютерных моделей предъявляют разные требования к надежности получаемых с их помощью результатов. Для моделирования зданий и деталей самолетов требуется высокая точность и степень достоверности, тогда как модели эволюции городов и социально-экономических систем используются для получения приближенных или качественных результатов.