1(2) 2008
 |
|
 |
ARCHITECTURE AND MODERN INFORMATION TECHNOLOGIES
МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЖУРНАЛ ПО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИМ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИМ АСПЕКТАМ СОВРЕМЕННОГО АРХИТЕКТУРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВИДЕО И КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
COMPUTER GRAPHICS AS A METHOD OF SELF-DECEPTION
КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА КАК СПОСОБ САМООБМАНА
Шкинева Н.Б.
МАРХИ (Государственная академия), Москва, Россия
Перспектива, как способ изображения трехмерного пространства на плоском листе, имеющем только два измерения, возникшая в эпоху возрождения, предложила гениальные способы изображения третьего измерения, которые широко используются и в наше время. Однако их развитие претерпело некоторые метаморфозы, которые авторы перспективы, видимо, не могли даже представить. Постепенно из способа изображения перспектива начала превращаться в способ «подачи», что честными словами можно назвать способом обмана.
Любому проектирующему архитектору известно, что эффектная перспективная картинка в процессе убеждения заказчика играет решающую роль. В конечном итоге, заказчик, как человек, не владеющий тонкостями теории изображений и, как правило, слабо разбирающийся в тонкостях архитектурного проектирования, подписывает проектное решение, опираясь только на перспективные изображения. При этом, показывая свою идею с максимально выгодной точки, мы нередко приукрашиваем действительность.
В конце девятнадцатого века в российской изобразительной школе теория перспективы сформировалась в науку изображения абстрактного пространства. В императорской академии художеств была разработана целая система погрешностей, которые необходимо ввести в классическую перспективу, чтобы достичь максимальной выразительности, не нарушая иллюзии реальности восприятия. К этой системе относится, в первую очередь, система разведения точек схода, система сокращения физических высот объектов в зависимости от высоты их расположения относительно зрителя, теория перспективы, построения так называемых криволинейных перспектив.
К началу двадцатого века окончательно сформировалось разделение перспективных изображений на архитектурную графику, рассматриваемую как способ самовыражения, и рабочую перспективу, использовавшуюся как способ самопроверки в процессе проектирования. Характерно, что большинство дошедших до нас изображений относится именно к первой категории. Рабочие перспективы выполнялись не для демонстрации их заказчикам или коллегам, а для себя, и, следовательно, большей частью уничтожались вместе со всем остальным черновым материалом. Документы и архивы позволяют утверждать, что такого рода работа была обязательной в проектной практике до появления компьютерной графики. Перспективные изображения, относящиеся к первой группе, выполнялись, как правило, по готовому или почти готовому проекту, а изображения второй группы - в процессе работы. Известно, что при проектировании здания Адмиралтейства в Санкт-Петербурге архитектором А.Захаровым было выполнено более трехсот перспективных набросков портика, уточнявших пропорции деталей сооружения в соответствии с сокращениями, возникающими в условиях ракурсного наблюдения объекта. Аналогичные наброски, а точнее перспективные изображения, выполненные по законам классической перспективы и использовавшиеся для уточнения чертежей проекта, сохранились в архивах практически для всех градостроительно значимых объектов. Все эти изображения, служившие для уточнения пропорций проектируемого объекта при восприятии этих пропорций с реально существующих или запланированных видовых точек, выполнялись с максимальной математической точностью, а многие из них впоследствии выверялись на натурном объекте путем выполнения проблемного фрагмента в натуральную величину из более простого материала, как правило, фанеры. Никаких «правок», типа разведения точек схода, рисования по ощущению и т.п., на таких изображениях не допускалось.
Совсем другое - так называемые презентационные перспективы.
Классический пример такого типа изображений (Рис. 1) – перспектива фрагмента фасада здания Наркомтяжпрома в Москве (арх. К.С.Мельников).
 |
Рис. 1. Перспектива фрагмента здания Наркомтяжпрома в Москве (К.С.Мельников) |
По сути, это изображение не является перспективой объекта в классическом понимании, так как изображает не столько собственно объект, сколько идею. Изображение передает впечатления, ощущения, философские воззрения, но только не взаимосвязь пропорциональных отношений проектируемого сооружения при восприятии их с реальных видовых точек. Собственно говоря, этих реальных видовых точек в изображении и не существует. Известная перспектива представляет собой своеобразный коллаж, собранный из разных видовых точек на наиболее значимые для автора детали объекта. С этой точки зрения изображение может рассматриваться как любое иное графическое произведение.
С появлением компьютерной графики технический процесс выполнения перспективных изображений вроде бы должен был упроститься вследствие быстродействия и высокой математической точности нового инструмента. Однако, как ни странно, компьютерная перспектива оказалась гораздо менее точной, чем перспектива ручная.
Сегодня известно три основных типа перспективных искажений: нелинейные, периферические и глубинно-пространственные. Если два первых типа искажений сразу бросаются в глаза, так как мало похожи на то, что мы можем увидеть в реальности, то третьи, глубинно-пространственные, являются самыми коварными, так как с первого взгляда не заметны. Глубинно-пространственное искажение является врожденным дефектом центральной проекции, предлагающей изображение трехмерного объекта на двухмерной плоскости. В этом случае недостающее плоскости изображения измерение становится условным. Нарушения принятых в классической перспективе условных ограничений приводит к появлению искажений. Чем дальше точка зрения, тем меньше величина угла обзора. При этом, как видно на схеме, тем более плоское пространство мы изображаем (Рис. 2).
 |
Рис. 2. Схема возникновения глубинно-пространственных искажений при построении традиционной перспективы |
Ощущение уплощения пространства по мере удаления зрителя от объекта, безусловно, имеет место и связано с особенностями зрительного аппарата человека. Как правило, в графических и живописных работах степень такого сокращения глубины пространства определяется чисто визуально, по принципу: рисую так, как вижу, а при построении перспективы – интуитивно. Следует также отметить, что в середине ХХ века появились некоторые способы построения, пытавшиеся учитывать особенности восприятия и отличавшиеся от классических приемов построения перспективы системой определенных
процедур коррекции искажений, являющихся следствием самого принципа построения. К ним относятся все виды персептивных перспектив, отличительной особенностью которых является криволинейность плоскости изображения (Рис. 3(a,b)). Последний факт делает эти решения математически не строгими, а местами - математически неопределимыми и, соответственно, трудно переводимыми на язык компьютерных программ.
 |
 |
|
a) |
b) |
 |
Рис. 4. Коррекция периферических искажений в перспективе на примере Соборной площади Московского Кремля. Слева - перспектива, выполненная традиционным способом (на вертикальную картинную плоскость). Справа - перспектива, построенная на криволинейную картинную плоскость. (Из книги: Ю.Короев, М.Федоров «Архитектура и особенности зрительного восприятия»)
Все существующие сегодня компьютерные программы построения перспективных изображений разными способами строят один и тот же тип перспективного изображения - перспективу объекта на вертикальную картинную плоскость. При этом при разработке этих программ не только отброшено все, что касается особенностей восприятия, но и способы получения изображения выбираются наиболее примитивные, зато математически определимые более простыми алгоритмами. Так, в наиболее распространенных программах вместо понятия «точка зрения» вводится понятие «установка камеры». По сути одно и тоже, но… Камер предлагается два типа: фиксированная и свободная. При этом параметры сектора обзора, как в первом, так и во втором варианте, определяются по месту. Проверить получившиеся углы зрения, при желании, конечно можно, но эти углы рассчитываются компьютером не по тем традиционным формулам, которыми обычно пользуются. Поэтому, сплошь и рядом, не умудренный в области программирования пользователь не прибегает не только к проверке углов, но и высоты установки камеры. Картинка получается «на глаз», по интуиции. А в случае, если камеру поставили в нужную точку, откуда действительно предполагается основной вид на проектируемый объект, а на картинке вышло нечто иное, то поступить можно очень просто: увеличить сегмент обзора, не думая, о том, что человек - не птица и не рыба, и охват зрительного поля у него весьма ограничен. А если в результате такой операции картинка получилась неубедительная: например, вертикальные стены стали наклонными, то нужно отодвинуть камеру, «заморозив» парочку попавшихся на ее пути объектов. Совокупность этих незатейливых операций приводит к тому, что изображаемое пространство уплощается и существенно искажается Рис. 5(a,b).
 |
 | |
| a) | b) |
Рис. 5(a,b). Возникновение глубинно-пространственных искажений при коррекции периферических искажений методом удаления камеры на компьютерных моделях: a) перспектива Соборной площади Московского Кремля, выполненная на компьютере (3D-Max) с той же видовой точки, что и рис. 4; b) то же самое, но камера отодвинута (Компьютерные модели выполнили студенты МАРХИ - 2 курс, 1 группа: О. Борис, К. Ермолаев, С. Каптур, А. Ларин, Г. Сошников. Руководитель доц. Н.Б. Шкинева)
Общепринятым критерием похожести изображения на реальность является фотоизображение, видимо, по причине широкого распространения фото практически во всех сферах нашей жизни. При этом нередко опускается вопрос о возможностях фотоаппаратуры, и вообще не принято говорить об искажениях пространства и даже пропорций объекта на фотоснимке. Нередко мы говорим: «похоже как на фотографии». Однако, профессиональным фотографам известно множество приемов, включая использование возможностей той же самой компьютерной графики, изменения пропорций фотографируемого объекта, иногда до полной неузнаваемости последнего.
Как ни странно, самым точным изображением является рисунок, выполненный художником с натуры. В натурном рисунке художник интуитивно нарушает правила классической перспективы и тем самым передает ощущение пропорций объекта и пространств, в которых размещены эти объекты максимально точно и верно (Рис. 6).
 |
Рис. 6. Схема картины В.В. Верещагина «Тадж-Махал». Пунктирные кривые показывают перспективное искривление горизонтальных прямых, способствующее более точной передачи пространственных пропорций объекта.
Наброски Конолетто и Вазарелли наиболее полно соответствуют ощущениям человека в изображенных пространствах - как ни странно, в значительно большей степени, чем выполненные на их основе полотна и фрески. Это правдоподобие возникает благодаря нарушениям математических принципов классической перспективы. Передать это ощущение средствами фотофиксации, даже самой современной цифровой камерой с широкоугольным объективом, оказалось невозможно
Свет и воздушная перспектива. Если классическая перспектива, используя средства тушевой или акварельной отмывки, освещала эти позиции достаточно условно, то современная компьютерная техника, претендующая на создание изображения с фотографическим эффектом, выполняет эти операции еще более условно. В настоящее время просто не существует программ, способных адекватно передавать условия освещения. Установка источников света и, как следствие, построение теней, распределение освещенных и затененных зон на экране компьютера выполняется еще более условно, чем вручную (Рис. 7).
 |
Рис. 7. Имитация освещения в компьютерной модели интерьера
В то же время, именно такие, выправленные на глаз, картинки используются не только для презентации, но и для контрольных функций в процессе проектирования. В противном случае невозможно объяснить при обязательности процедуры ландшафтно-лучевого анализа при проектировании градостроительно значимых объектов возникновение голубой гостиничной башни административно-делового центра «Красные холмы» в Москве. В то же время, если учесть возможности компьютерных спецэффектов, воздушной перспективы и т.п., можно поверить, что на компьютерном изображении силуэт злополучной башни почти сливался с небом. Хочется подчеркнуть, что предлагаемая фотография все же не полностью передает все «достоинства» указанного объекта (Рис. 8).
 |
Рис. 8. Гостиничная башня административно-делового центра «Красные холмы» в Москве. Вид с Красной площади.
В современной проектной практике у проекта к двум традиционным авторам - архитектору и инженеру-конструктору, добавился еще один – автор компьютерной графики. Компьютерное изображение проектируемого объекта крайне быстро перешагнуло свою утилитарную функцию и превратилось в самостоятельную часть проекта, нередко достаточно удаленную от последнего, так как фиксирует отношение к проектируемому объекту третьего лица, непосредственно в проектировании не участвовавшего. Другими словами, специалист по компьютерной графике изображает не то, что спроектировано, или заложено в проекте, а то, как он эту идею понял. В этом коренное отличие классической презентационной перспективы от современной компьютерной.
Превратившись в самостоятельный вид искусства, современная компьютерная графика породила целое направление в архитектуре. Компьютерная архитектура в современном городе легко узнаваема. Во-первых, геометрическая структура этих объектов сама по себе является замечательной рекламой возможностей современной техники. В тоже время, изысканность и необычность этих геометрических форм, как-то очень одинакова и переходит из проекта в проект, от автора к автору, местами сильно напоминая графические упражнения с компьютерными программами на основе «стандартных примитивов». Геометрия современной компьютерной архитектуры не имеет ничего общего со сложной геометрией Гауди или функциональным подходом конструктивизма и минимализма. Это минимализм, возникающий не как философия, а как следствие недостаточного владения компьютерной техникой. Во-вторых, все компьютерные объекты безразличны по отношению к окружающей их застройке и, в свою очередь, если и создают новую, собственную, среду, то весьма сомнительного качества. Даже самые лучшие образцы современной архитектуры сильно грешат именно этим дефектом, являющимся прямым порождением тотальной компьютеризации. Признанные шедевры Фостера можно безболезненно переместить из одной среды в другую. Объект, построенный в Нью-Йорке, легко может оказаться в Барселоне, Москве или другом городе мира. При этом изменение окружения никак не повлияет на впечатление, которое производит сооружение на зрителя, так как геометрия форм, предложенных проектным решением, является чистой абстракцией. Это геометрия ради геометрии, или форма ради формы. Она не создавалась для определенного места со своими особенностями освещения, окружения, климата, наконец.
По контрасту архитектуру Гауди невозможно представить в другом месте, и, скорее всего, будучи перенесенной из Испании в Лондон или Париж, она потеряла бы значительную часть своей прелести, так как геометрия Гауди не воспринимается вне конкретных условий освещения, цветового решения, свойственного данному месту, окружающего ландшафта и т.п. Геометрия Гауди – это архитектура места. Наверное, именно поэтому мастер выполнял все детали своих сооружений в макетах. Архитектура Гауди – это архитектура макета, пространственная структура которой не имеет мелочей и случайных компонентов. Выверка проекта на таком уровне точности невозможна никакими суррогатными средствами, заменяющими измерение формулой, фактуры - фотографией и т.п.
Issue contents
Содержание журнала
