Особый вид творчества, который специализируется на создании изделий с помощью новых технологий и оборудования и выпускаемых массовым тиражом, получил название промышленное искусство. Отличительной способностью этих изделий является их целесообразность, соответствие эстетическим и эргономическим требованиям. В промышленном искусстве художественной формой, выражающей структуру содержания, является конструкция изделия.
Важной формой художественно-конструкторской деятельности в промышленности по созданию новых видов и типов изделий, отвечающих требованиям общественной пользы, удобства и красоты, является конструкторский дизайн (от англ. design – замысел, проект). Он охватывает творчество художника-конструктора (дизайнера), методы и результаты его труда, условия их реализации в производстве.
Между тем, термины "конструкторский дизайн" и "промышленное искусство" не следует отождествлять, поскольку промышленное искусство используется для обозначения продуктов дизайна, которые реализованы серийно в промышленном производстве и удовлетворяют утилитарные и эстетические требования.
Теория конструкторского дизайна получила название технической эстетики (от греч. aistketikas – чувственность, способность воспринимать окружающий мир с позиции красоты) – науки, изучающей общие закономерности и принципы художественного творчества. Это научная дисциплина, изучающая социально-культурные, технические и эстетические проблемы формирования гармоничной предметной среды, создаваемой средствами промышленного производства для жизни и деятельности человека. Главной целью технической эстетики является создание (на основе достижений теории и практики художественного конструирования) наилучших условий труда, быта и отдыха людей в создаваемом ими предметном мире. Являясь теоретической основой конструкторского дизайна, техническая эстетика изучает его общественную природу и закономерности развития, принципы и методы художественного конструирования.
Сравнительно молодой областью творчества является художественное конструирование, общественная потребность в котором возникла только в прошлом веке в связи с переходом производства изделий на машинную технику и обслуживание массового рынка. Тогда же начали формироваться новые профессии, в том числе профессия художника-конструктора. Создавая предметную среду с набором заданных функций и эстетических свойств, художник-конструктор формирует в человеке, живущем в этой среде, определенное отношение к вещам, а через них – к людям, обществу и труду. Отсюда следует важная воспитательная и социально-культурная роль художественного проектирования в жизни общества.
Художественное проектирование не является работой только над формой промышленных изделий, поскольку машина – это целостный и сложный комплекс, в котором нельзя механически отделить форму от конструкции и ее функции. Поэтому проектирование дает действительно хорошие результаты тогда, когда конструктор, технолог и художник-конструктор действуют в творческом контакте с использованием теории композиции в технике. Примером связи "функция – форма" может служить система управления машиной: оператор быстро устает, его внимание рассеивается и он может принять неверное решение, если приборы на панели управления будут иметь различные размеры и форму с нарушенными пропорциями и колористическими связями.
В современных условиях растет роль технологии производства в работе художника-конструктора над формой серийного промышленного изделия. Это объясняется в первую очередь широким применением новых легко формуемых материалов, а также процессов их обработки (вакуумное прессование пластмасс, литье по выплавляемым моделям, нанотехнологии т.п.). Новые технологии позволяют резко сократить количество деталей, из которых изготавливаются многие изделия, а вместе с этим заставляют художника искать формы, соответствующие назначению изделия.
Совершенство формы предопределяется рациональностью технического решения, логикой конструкции и эффективностью технологии – только на этой основе художник может создать подлинно гармоничную форму. По мнению академика И.И. Артоболевского: "Какое бы то ни было украшательство … особенно нетерпимо в индустриальном производстве, в оформлении машин, где каждая линия, каждый штрих, цветовое пятно должны нести смысловую нагрузку, быть строго продуманы, лаконичны, продиктованы целесообразностью". По существу, красота машины должна быть отражением современного состояния техники.
Художественно-конструкторский анализ необходим на протяжении всего творческого процесса, но особенно – на предпроектной стадии работы, когда следует ознакомиться с существующими аналогами и изучить тенденции формообразования. При этом происходит творческое осмысление решений, принимаемых на всех этапах конструирования. Конечный результат является своего рода сплавом многих компонентов. Красота и удобство техники никого не оставляют равнодушным. Судить об этих характеристиках изделий можно, не являясь специалистом. Хотя удовлетворить вкусам каждого потребителя очень трудно, тем не менее существуют общие критерии красоты, которые понимает и подсознательно воспринимает любой человек.
При создании изделия в целом необходимо специально работать над красотой и удобством, руководствуясь критериями, правилами и рекомендациями технической эстетики и эргономики (конструктор любого уровня должен быть хорошо знаком хотя бы с их общими положениями.).
4.1 Категории композиции
Особенность художественного конструирования заключается в том, что в процессе формообразования конечное решение принимается на основе выявления и отражения связи формы с функцией, конструкцией и материалом.
Художник-конструктор призван разрешить противоречие между стандартом и массовостью производства промышленных изделий с одной стороны, и необходимостью создания образной предметно-пространственной среды – с другой. Это является одной из наиболее трудных задач художественного конструирования.
Большое значение при создании условий для трудовой деятельности имеет использование закономерностей композиции. Приведение к композиционной целостности производственной среды является одним из средств повышения производительности труда, снижения утомляемости и достижения положительного эмоционального воздействия на человека. Как уже отмечалось, композиция (от лат. composition – составление, соединение, расположение, структура, компоновка) – это система взаимосвязи элементов. Теория композиции выявляет закономерности и раскрывает специфические приемы и средства, применяемые в процессе работы над художественным образом при создании гармонично организованной, эстетически воспринимаемой формы. Основой теории композиции являются категории, выражающие наиболее существенные связи и отношения рассматриваемых явлений. Этими основными категориями являются тектоника и объемно-пространственная структура.
Тектоникой (от греч. tektonikos – относящийся к строительству) называют зримое отражение в форме работы конструкции и организации материала. Композицию всего изделия определяет взаимообусловленность конструкции и формы изделия, выраженной в конкретном материале. Понятие "тектоника" неразрывно связывает две важнейшие характеристики промышленного изделия: форму и конструктивную основу, под которой понимается работа несущей части конструкции. Закономерности тектоники отражают логику работы конструкции и материалов и основываются на законах механики, сопротивления материалов, теории упругости. У человека каждый материал вызывает определенные ощущения, ассоциации, которые остаются в его сознании. Так, с некоторыми материалами связаны представления о легкости и прочности, другие, наоборот, вызывают ощущения тяжеловесности и светонепроницаемости. Художник-конструктор часто сознательно усиливает характерные свойства материала, его массу, монолитность или подчеркивает легкость, воздушность, выявляет его фактуру, цвет и текстуру.
Нагруженные элементы конструкции должны найти свое отражение в форме, ненагруженные – не следует маскировать под работающие. Литая несущая конструкция должна быть выражена в форме так, чтобы было ясно, что это литье, а не сварная или какая-либо другая конструкция. Нередко, к сожалению, встречаются промышленные изделия, форма которых лишена тектонической ясности и не понятно, как работает конструкция, каково распределение усилий. Эти формы можно считать ложными в тектоническом отношении.
Существуют общие закономерности, связанные с особенностями функционирования неподвижных и движущихся предметов, на конструкцию которых влияют законы статики и динамики. В форме статичных предметов, прежде всего, отражается их устойчивость, весомость, материальность, прочность. Специфика тектоники многих движущихся предметов обусловлена тем, что равновесие и устойчивое положение в движении часто обеспечиваются особенностью их формы, которая определяется характером напряжений, возникающих в конструкции, и сопротивлением среды.
Независимо от сложности форма изделия рассматривается с точки зрения взаимодействия всех ее элементов между собой и с пространством, т. е. как объемно-пространственная структура, которая наряду с тектоникой имеет решающее значение для достижения гармонии формы. Человек испытывает неудобство, если ему непонятен замысел компоновки, например, когда имеет место бессистемное нагромождение элементов (речь идет не о физических, а о зрительно воспринимаемых категориях); если каждый из элементов выглядит изолированным, оторванным один от другого и неясно, какой из элементов главный, а какие находятся в подчинении.
По признаку объемно-пространственного строения предметы разделяются на следующие группы:
1) с открытыми техническими структурами действующих механизмов или несущих конструкций;
2) относительно просто организованные моноблочные структуры со скрытым механизмом, размещенным в корпусе;
3) сложные объемно-пространственные структуры, сочетающие элементы первых групп.
На рисунке 4.1 показаны примеры постепенного нарастания плотности объемно-пространственной структуры. Ряды основаны на принципе нарастания плотности материала, в них можно найти место для любого изделия.
Рисунок 4.1 – Примеры постепенного нарастания плотности объемно-пространственной структуры
Создание эстетически полноценного изделия требует от конструктора учета характера взаимодействия пространства с объемом, организации в форме не только материала, но и пространства. Закономерности связи между элементами объемно-пространственной структуры должны быть органичными. На рисунке 4.2а показана связь всех элементов структуры, основанная на прямоугольной сетке. Отношение между объемами и пространством определяет прямой угол. На рисунке 4.2б элемент в контуре 1-2-3-4 с тупыми и острыми углами не вписывается в геометрическую сетку данной структуры и в таком виде он недопустим. Но если он неизбежен, то для сохранения целостности композиции его требуется поддержать, увязать со всеми остальными элементами. Для этого необходимо найти ответные наклоны, хотя бы во второстепенных элементах, причем возможны наклоны и в обратную сторону, что изображено на рисунке 4.2в.
Рисунок 4.2 – Связи между элементами объемно-пространственной структуры
Одним из основных условий достижения целостности объемно-пространственной структуры является ее общая упорядоченность. В сложных конструкциях такую закономерность организовать трудно, она может восприниматься как неупорядоченность. Композиционно подчеркнутые улучшения в пределах целой конструкции позволяют организовать упорядоченную объемно-пространственную структуру. Единство строя, общий характер структуры, поддержание и развитие главных элементов в строе малых, частных элементов являются важной закономерностью объемно-пространственной структуры.
Важную роль играет место расположения предмета. Представим себе 100 одинаковых элементов (квадратов), равномерно расположенных в большом квадрате. Известно, что элементам в левом верхнем углу будет уделено 40% внимания зрителя, и столько же элементов в правом нижнем углу получат только 15% внимания. Мало того, что внимание рассеивается из-за большого числа элементов, оно еще и распределяется неравномерно. Поэтому, если создается новая композиция, необходимо, чтобы элементов было не больше 5–7, иначе их будет трудно объединить в единую систему. Кроме того, следует позаботиться о соответствующих размерах и взаимном расположении, чтобы каждому элементу было уделено столько внимания, сколько он заслуживает по своему содержанию.
Тектоника и объемно-пространственная структура между собой взаимосвязаны и взаимообусловлены. На рисунке 4.3а показаны два цилиндра химического реактора, которые смонтированы на опорах из швеллеров. Мощные опоры, примыкающие к цилиндрам, создают впечатление, что они проходят насквозь. Установка производит впечатление тяжелой и громоздкой. Цилиндры выглядят неработающими, так как они способны выдержать нагрузку во много раз превышающую фактическую.
Рисунок 4.3 – Взаимосвязь тектоники и объемно-пространственной структуры
На рисунке 4.3б показано принципиально новое решение конструкции. Здесь четко выявлены тяжесть цилиндров и загрузка опор, сечение которых соответствует расчетным значениям. При этом снижена общая масса агрегата и изменена его объемно-пространственная структура.
4.2 Основные принципы конструирования форм с пространственной структурой
При работе над формой изделия и идеей композиции базовой информацией является техническое задание, определяющее назначение, структуру и эксплуатационные свойства будущего изделия. Владея вариациями технической композиционной схемы, после определения на начальных стадиях разработки конструкторской документации структуры, состава и основных элементов изделия, дизайнер создает свои художественно-конструкторские варианты компоновки, определяет общую картину формообразования.
Относительное расположение и размеры составляющих элементов являются важным свойством количественно определенной структуры. Другим важным свойством являются размеры деталей и расстояния между ними. Относительное расположение элементов и размеры их составляющих могут быть использованы как переменные параметры при поиске конструктивных решений.
Метод изменения структуры выбирают на основе анализа ряда решений, в числе которых изменения геометрии формы и размеров, применение различных функциональных поверхностей, а также учет запретных зон.
Выбор количественно определенной структуры создает основание для конструирования формы изделия. Имеются два аспекта конструкции, которые надо анализировать совместно, а именно: общая форма изделия и форма элементов. Отправным пунктом при конструировании формы должно быть формулирование функции, которую должен выполнять элемент. После этого можно эскизировать наиболее важные поверхности (или функциональные поверхности) и затем конструировать остальные части элемента.
Под функциональной поверхностью понимают поверхность, выполняющую активную функцию в процессе эксплуатации, например шлиц в головке винта, зубья пилы, ударная поверхность головки молотка. Функциональные поверхности являются основой конструирования формы любого изделия. В изделии, состоящем более чем из одного элемента, имеются два типа функциональных поверхностей: наружные и внутренние. Наружные поверхности выполняют активную роль по отношению к окружающей среде, например, ручка, опорная поверхность и т.д. Внутренние поверхности обладают активной функцией по отношению к другим элементам изделия.
Художник-конструктор должен творчески подходить к вопросам формы, в своих поисках почувствовать новые возможности материала и предложить более эффективную технологию. Технологичность изделий является одним из важнейших критериев оценки качества. Но это не только косвенно-экономическая оценка, это оценка формы, ее художественного обобщения, нового технического характера. Нетехнологичность изделия обязательно скажется на форме, проявится то торчащими под декоративным покрытием шляпками гвоздей и шурупов, то раскрытым швом, то волнистыми сборками листового материала. В процессе работы над опытным образцом многие недоработки устраняют вручную при доводке образца, т. е. с помощью кустарных методов маскируются или частично скрываются имеющиеся дефекты. Этим объясняется, что качество серийного изделия бывает хуже по сравнению с опытным образцом. Поэтому разработчики не должны оставлять в проекте изделия технологически нерешенных или плохо сочетающихся элементов.
Конструкция должна быть выполнена с рациональным использованием материала, что является одной из важной предпосылок эстетически осмысленной формы. На рисунке 4.4 приведены примеры решения облицовки радиатора на тракторах различных марок. Во всех случаях облицовка усилена за счет использования литья или стального листа, который работает не плоскостью, а ребром. При этом обеспечена надежная защита радиатора, который декорирован легкой решеткой или сеткой.
Рисунок 4.4 – Примеры облицовки радиатора
К категориям визуальной выразительности относятся категории визуальной прочности, устойчивости, напряженности и равновесия. Они отличаются от физических категорий тем, что характеризуют субъективное, чисто зрительное восприятие объекта в пространстве. Объективно форма может обладать механической устойчивостью положения или движения, а зрительно восприниматься как неустойчивая и опасная для эксплуатации. Например, параллелепипед на горизонтальной плоскости и шар в сферическом углублении обладают высокой степенью устойчивости. Низкой степенью устойчивости обладают формы, элементы которых зрительно перенапряжены сжимающей нагрузкой или изгибающим моментом.
Общее правило для элементов формы, опирающихся на поверхности, заключается в следующем: чем ниже визуально воспринимаемый центр тяжести, тем выше устойчивость.
Визуальная напряженность характеризует соотношение зрительно воспринимаемых нагрузок и несущей способности элементов, воспринимающих эти нагрузки. Высокая напряженность ассоциируется с недостаточной прочностью, а низкая имеет место, когда формы несущих частей воспринимаются расплывчатыми и недогруженными.
При оценке визуального равновесия учитывается не физическое значение массы, а зрительно воспринимаемое. Например, большей массой обладают формы более компактного вида (куб и шар по сравнению со стержнем) при одинаковом объеме и с монолитной структурой (сплошное тело по сравнению с решетчатым). Визуально различаются по массе формы, отличающиеся от общего фона рельефом, освещенностью, яркостью, насыщенностью или тоном цвета поверхности.
Чтобы обеспечить устойчивое визуальное равновесие при различии размеров и объемов элементов, требуется перераспределить значимость элементов по другим свойствам и выразить структуру формы более активно. Например, при рассмотрении крана при различной значимости элементов формы (монолитность противовеса, выступающие части платформы и легкая листовая с поперечными связями конструкция стрелы), ось визуального равновесия совпадает с осью вращения. Отверстия в коробчатом сечении стрелы обеспечивают конструкции легковесность.
Форма как результат конструктивного взаимодействия всех элементов у изделий с различной структурой проявляется неодинаково. В частности, в пространственных конструкциях, системах с четко просматриваемой конструктивной основой, главные элементы которой выполняют зрительно хорошо воспринимаемую работу, связь между формой и конструкцией оказывается очевидной и прямой. Форма таких изделий представляет собой легко "читаемую" конструкцию. Она является работающей формой, т. е. конструктивной системой в действии. Оценка формы в этом случае носит особый характер.
В качестве примера приведенных соображений представлены строительные машины (рисунок 4.5), форма которых полностью отождествляется с конструкцией. Работая над такими машинами, художник-конструктор должен увидеть самое характерное в них. Шагающий экскаватор (рисунок 4.5а) является примером интересной пространственной конструкции, в которой в полной мере – от общего целого до узлов – удалось раскрыть характер машины. Огромная стрела с гигантским ковшом, воспринимается как конструктивно изящный элемент. Несущая конструкция выполнена из стальных труб, которые для придания всей стреле устойчивости на продольный изгиб поддержаны системой сопровождающих тонких элементов. Поэтому, несмотря на большие абсолютные размеры диаметра главных несущих стержней, вся стрела воспринимается как легкая конструкция, создающая впечатление масштабности огромного механизма. В форме стрелы с ковшом (рисунок 4.5б) чувствуется напряженность формообразующих контуров и рабочих частей конструкции. Совершенно иной характер у минипогрузчика, показанного на рисунке 4.5в. Это также пространственная конструкция, но уже с гораздо более компактной массой. Строительный кран с его относительно тонкой опорой и большим выносом стрелы производит впечатление необычайно легкой конструкции (рисунок 4.5г).
Рисунок 4.5 – Отождествление формы и конструкции машины
Таким образом, при работе над пространственными конструкциями следует выявить рациональность и гармоничность всей системы. Найденные соотношения должны слиться с эстетически совершенной формой, чтобы создать впечатление устойчивого равновесия всей системы.
4.3 Свойства и средства композиции
Свойства композиции разделяются на главные, определяющие форму, и вторичные. Обязательными для композиции характеристиками, помимо тектоники и объемно-пространственной структуры, являются целостность, пропорциональность, масштабность, композиционное равновесие и единство характера формы.
Гармоничная целостность. "Гармония … лежит в основе искусства на всем протяжении человеческой истории" – эти слова принадлежат известному архитектору И.В. Жолтовскому. Дизайн лежит на стыке искусства и техники, в нем целостность формы отражает логику и органичность связи конструктивного решения изделия с его композиционным воплощением. Конструктивные элементы изделий необходимо объединить не только технически (с помощью разъемных или неразъемных соединений), но и композиционно.
Целостность связана с другим средством композиции – соподчиненностью и достигается при соблюдении закономерностей соподчинения элементов, а без этого условия она отсутствует. В дорожном машиностроении элементы композиции (кабина, шасси, погрузочное оборудование и т. д.) приводятся к художественному образу за счет применения единого принципа художественно-конструкторского формообразования. На рисунке 4.6 показан пример проявления целостности технической формы, которая создается тонкими и выразительными средствами. В частности, художник-конструктор немного наклоняет, скашивая вперед, облицовку радиатора. Эта наклонная (а не вертикальная) линия хорошо взаимодействует с наклонными линиями, которые обрисовывают несущих элементов контуры рабочего оборудования, приводящего в движение ковш. В свою очередь, форма этих элементов и их контуры хорошо найдены.
Рисунок 4.6 – Пример целостности технической формы
При создании изделия необходимо стремиться к композиционному равновесию, т. е. к такому состоянию формы, при котором все элементы сбалансированы между собой. Композиционное равновесие зависит от распределения основных масс композиции относительно центра и связано с характером организации пространства, пропорциями, расположением главной и второстепенной осей, с пластикой формы, с цветовыми и тональными отношениями отдельных частей.
В качестве примера регулирования визуальной устойчивости при конструировании можно привести различные варианты пульта управления (рисунок 4.7). Вариант "а" создает впечатление зрительной устойчивости, которая не теряется при незначительном увеличении длины панели (вариант "б"). При ее дальнейшем увеличении появляется чувство потери устойчивости конструкции. Тот же эффект (неустойчивости) производит вариант "г" при одинаковом сечении основания (S 1 = S 2). Для достижения визуальной устойчивости приходится использовать полозки (вариант "д") или же формировать обратный уклон задней стенки (плоскости 2–2 и 2–2' в варианте "е"), а также уравновешивать его уклоном передней стенки (плоскости 1–1 и 1'–1' в варианте "з"). При увеличении обратного уклона задней стенки вариант "ж" производит визуальное впечатление опрокидывающейся назад конструкции, хотя физически она может быть совершенно устойчивой. При неперпендикулярности задней стенки основанию и наличии скосов передней стенки и панели пульта вправо, конструкция также становится зрительно абсолютно неустойчивой (вариант "и"). Создается впечатление ее падения вправо. Если же основание и панель пульта уравновешивают друг друга (вариант "к"), то конструкция обретает зрительную устойчивость.
Рисунок 4.7 – Пульты управления с различной визуальной устойчивостью
Композиционное равновесие определяется таким состоянием формы, когда все предметы зрительно сбалансированы между собой. Достаточно убедительно выглядит равновесие погрузчика, которое зависит от положения центра тяжести при различных положениях ковша (рисунок 4.8). Композиционное равновесие может быть также достигнуто соподчинением (строя, формы цвета и т. д.), которое особенно важно для приборов, панелей и других элементов системы управления.
Рисунок 4.8 – Фронтальный погрузчик
При проектировании симметричных форм легче всего достигается композиционное равновесие, поскольку его создает, как правило, ось симметрии. Под симметрией (греч. simmetria – соразмерность) в эстетике понимают гармоническое расположение в пространстве отдельных частей целого, соразмерность и соответствие между ними. Широко известны простейшие виды симметрии: зеркальная, центральная, плоскостная и осевая. В практике художественного конструирования они используются редко, поскольку большое количество элементов изделий и правила работы человека с машинами не позволяют создавать строго симметричные структуры. Чаще всего дизайнеру приходится иметь дело с частичной асимметрией формы изделия, с асимметричными, но композиционно уравновешенными структурами.
Статичность – это подчеркнуто устойчивое состояние покоя, формы, незыблемости. Статичными являются предметы, имеющие явный центр, и у которых ось симметрии служит главной организующей осью, например, шар, куб или параллелепипед.
В транспортных средствах статичность исключается. Для них характерна динамичность формы, которая выражает активное односторонне направленное состояние объекта, как будто вторгающегося в пространство. Реакция на форму определяется зрительным движением вдоль длинной стороны объекта.
Динамичностью обладают и неподвижные и быстродвижущиеся объекты. Горизонтально расположенный конус является примером динамичных фигур – он как будто движется в сторону вершины. Даже прямоугольнику можно придать динамичность, если его разделить на неравные части, причем чем больше знаменатель прогрессии в отношении частей, тем выше кажущаяся динамичность формы.
Равномерное членение формы по горизонталям подчеркивает ее статичность. Если неравномерное членение симметричных частей формы направлено к ее оси симметрии, то форма будет статично напряженной.
Динамичность движущихся объектов обусловлена функционально и вытекает из условий аэродинамики. Она должна соответствовать функциям изделия. Для движущихся объектов функционально и композиционно оправдана односторонне направленная форма (рисунки 4.9,а и 4.9,б). Для неподвижных машин, например, экскаваторов и самоходных кранов характерна статическая, устойчивая форма (рисунки 4.9,в и 4.9,г).
| а) | б) |
| 
|
| в) | г) |
| 
|
| Рисунок 4.9 – Динамичность машин |
Единство характера формы – одно из важных свойств композиции, которым определяется единый подход к формообразованию всех элементов. Определяющим фактором при выборе характера формы являются продолжительность срока службы изделия, направление развития формы, особенности материала и конструкция. Единство характера формы относят к свойствам композиции, но его следует рассматривать как особое средство композиции, которое тесно связано с другими средствами: пропорциями, пластикой, нюансными особенностями. Как особое средство композиции характер формы создает образность изделия и может быть использован при решении сложных композиционных задач.
Пропорции являются одним из значимых средств гармонизации формы. На размерных отношениях элементов формы строится вся композиция. Пропорции определяются в виде различных математических отношений и выражают правильность геометрического строения формы при соблюдении единой пропорциональной зависимости как целого, так и отдельных частей предмета. Восприятие пропорций зависит от характера поверхности, формы ее рисунка, влияющего на зрительное восприятие. Пропорционированию должны подчиняться все элементы формы в единой системе пропорций, обязательно соотнесенных с человеком.
Возможны два варианта пропорционирования изделий. Первый вариант предусматривает возможность относительно свободного обращения с пропорциями, т. е. вначале разрабатывается форма, а затем – конструкция. Такой подход оправдан при проектировании пультов и приборов системы управления. Второй подход целесообразен при разработке сложных изделий, размерные отношения частей которых определяются конструкцией. В этом случае художник и инженер работают совместно и вносят изменения в конструкцию.
В области техники пропорции имеют большое значение. Это следует из того, что многие современные изделия являются системами многократно повторяющихся унифицированных элементов. В то же время унификация отдельных элементов предполагает строгую унификацию структуры в целом.
На практике различают следующие виды пропорций: арифметическую Н 1 – Н 2 = Н 2 – Н 3; геометрическую Н 1 / Н 2 = Н 2 / Н 3; различные виды гармонической. На рисунке 4.10,а представлено графическое выражение пропорциональной зависимости, где система пропорций подчинена метрическому ряду – высота прямоугольника увеличивается на одинаковую величину а. Геометрическая пропорция, которую называют “непрерывной”, изображена на рисунке 4.10,б.
Рисунок 4.10 – Пропорциональные зависимости
Особое место принадлежит пропорции “золотого сечения”, в которое входят лишь две величины a / b = b / (a – b). При выражении ряда пропорций в целых числах получается ряд, который носит имя открывшего его итальянского математика Фибоначчи: 1–2–3–5–8–13–21–34–55 и т. д. Каждый член ряда получается суммированием двух предыдущих членов. На рисунке 4.11 показана схема деления отрезков в золотом отношении.
Рисунок 4.11 – Деление отрезков в "золотом" соотношении
Следует отметить, что пропорции “золотого сечения” широко применяются для стандартизации и унификации машиностроительной продукции. Гармоничная целостность, функциональные и конструктивные характеристики технических изделий зависят от правильно найденных пропорций, которые должны учитываться на начальных этапах работы.
Под масштабностью понимают особый вид пропорционирования по отношению к человеку. Масштаб может быть характерен для любой вещи, но не каждая вещь может быть масштабной, т. е. соразмерной человеку и окружающей среде. Например, элементами, определяющими масштабность дорожно-строительных машин, являются размеры кабины, органы управления и контроля и т. д.
Восприятие масштаба тесно связано с целесообразностью и удобством пользования. При создании машин и механизмов большой мощности должен учитываться масштаб человека. При разработке конструкции изделия нужно соблюдать масштабные закономерности построения его формы – небольшие агрегаты должны иметь относительно крупные детали, а большие – относительно мелкие. Следует стремиться к соблюдению масштабности и масштаба технических объектов, конструкторские решения которых должны задаваться не только техническими условиями, кинематикой и конструкцией, но и эргономическими требованиями. “Указателями масштаба” считают такие детали, которые сохраняют относительно постоянный размер независимо от того, какому по величине объекту они принадлежат. К ним относятся, например, дверцы, рукоятки управления, сидения и т. д.
Под контрастом понимают противопоставление композиционных элементов изделия друг другу, резкое отличие однородных свойств в виде формы, текстуры, цвета, светотени и т. п. Контрасты бывают различными – контрасты направления, массы, формы, размеров, цвета, света структуры и фактуры поверхности.
Контраст придает форме активность и выразительность. Наиболее сильным воздействием обладает контраст светотени, в меньшей степени – цветовой. Контраст является сильным композиционным средством и поэтому достижение гармонии осуществляется соблюдением меры контраста, использованием плавных переходов, применением так называемых композиционных мостиков. Чрезмерное усиление контраста (как и его отсутствие) в значительной степени сказывается на работоспособности человека. Поэтому элементы, которыми пользуются постоянно (например, ручки управления), выполняют не черными, а серыми или коричневыми, что способствует уменьшению психофизиологической нагрузки при длительной работе.
Композиция, построенная на контрасте, имеет активное визуальное воздействие, но для достижения гармонии ее нужно дополнить теми необходимыми нюансными отношениями, без которых она может оказаться слишком резкой.
В отличие от контраста нюанс – постепенное, слабо выраженное различие свойств. Усиление нюанса способствует его переходу в контраст, ослабление – делает его неразличимым. Зависимость нюанса от функциональной компоновки и объемно-пространственной структуры выражена слабо. Нюансировка является сферой чисто художественного осмысления материала, формы и цвета и требует от художника-конструктора высокой квалификации.
В работе над формой изделия можно выделить многие нюансы, проявление которых возможно в пропорциях, ритме, цвете, пластике, фактуре поверхности. Технология производства и особенности материала значительно влияют на нюансную проработку формы.
Метрический повтор – это определенное повторение закономерности элементов формы. Он характеризуется постоянством шагов повтора. Метрический повтор в конструкции машин характерен для элементов кр