МАРХИ
ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ СТУДЕНТА
ЗОЛОТАЯ МЕДАЛЬ МАРХИ 2023
ПРОЕКТНЫЕ ГРУППЫ III КУРСА 2023/2024 уч. г.
КОНФЕРЕНЦИИ 2023-2024
КОНКУРС ППС
2024 - ГОД СЕМЬИ
Краткосрочные подготовительные курсы 1.5 месяца
ВМЕСТЕ ПРОТИВ КОРРУПЦИИ
ФАКУЛЬТЕТ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ
СТАЖЁР Минобрнауки России
УНИВЕРСИТЕТСКИЕ СУББОТЫ
Всемирный фестиваль молодёжи 2024
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ "Наука и Университеты"
ЗАЩИТА ПРАВ НЕСОВЕРШЕННОЛЕТНИХ В СЕТИ ИНТЕРНЕТ

1(1) 2007

 

ARCHITECTURE AND MODERN INFORMATION TECHNOLOGIES

АРХИТЕКТУРА И СОВРЕМЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
 
INTERNATIONAL ELECTRONIC SCIENTIFIC - EDUCATIONAL JOURNAL ON SCIENTIFIC-TECHNOLOGICAL AND EDUCATIONAL-METHODICAL ASPECTS OF MODERN ARCHITECTURAL EDUCATION AND DESIGNING WITH THE USAGE OF VIDEO AND COMPUTER TECHNOLOGIES

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЖУРНАЛ ПО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИМ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИМ АСПЕКТАМ СОВРЕМЕННОГО АРХИТЕКТУРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВИДЕО И КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

PERCEPTION OF SPACE IN REGARD OF THE IMOPACT OF LIGHT
ИСКУССТВЕННЫЙ СВЕТ В ГОРОДСКОМ ПРОСТРАНСТВЕ

Dipl. -ing. Dennis Koehier
University of Applied Sciences Dortmind, germany

 

Введение

Объектом исследования является измененное зрительное восприятие пространства под воздействием искусственного света и его влияние на ориентирование и движение.

Визуальное впечатление от городских очертаний связано с морфологией зданий и структурой пространства. Мы всегда видим их при различных условиях освещения. В разное время суток и года мы видим их по-разному. Когда наступает ночь, вся городская система становится оживленной, безразличной и вышедшей из-под контроля. Ее освещение непостоянно и больше соответствует назначению зданий, чем их структуре или окружающему пространству. Каким же образом мы передвигаемся и ориентируемся в подобных ситуациях?

В целом траектории движения, проложенные каждым отдельным человеком, рекомбинируются каждую минуту визуального вовлечения в обычную схему движения всех пользователей. Кроме того, эти отдельные траектории также влияют и друг на друга. Они образуют схемы движения, где пространство выступает всего лишь в качестве декораций. В этом случае, свет остается единственным ориентиром в этой сложной системе.

С другой стороны, проектирование и осуществление городского освещения находятся в постоянном развитии. В связи с однообразием и частым отсутствием индивидуальности городского пространства, так же как и в связи с ухудшающейся экономической и экологической обстановкой, городские власти не так давно начали осваивать свет в качестве инструмента дизайна городского пейзажа в ночное время суток (Рис. 1). Кроме того, эти усилия помогают сэкономить деньги благодаря новым энергосберегающим технологиям.

Рис. 1. Освещение Чикаго

Без ответа остаются два вопроса: что является фундаментом градостроительства, и какие стратегии используются для проведения данного вида городских работ?

В ходе подготовительного исследования мы выяснили, что отсутствует методическая основа, на которую мы могли бы ссылаться в тех случаях, когда мы хотим проанализировать восприятие, ориентирование и движение в городском пространстве в ночное время суток. С другой стороны, отличительной чертой является то, что основой для нынешнего “Генерального плана по освещению" стали методы (подход к структурированию городских очертаний), которые были созданы для городского пространства в дневное время.

По моему мнению, нам необходимо четкое разделение между дневным и ночным восприятием, так же как между дневным и ночным ориентированием для того, чтобы выявить схемы движения в ночном городском пространстве. Только с помощью точных методических знаний мы смогли бы привести процесс проектирования к правильной цели.

История исследования

Благодаря постановке света внутри старого газгольдера, мы смогли точно сформулировать основной вопрос нашего исследования как взаимодействие света и пространства.

Что касается старой постановки света в «Волшебной флейте» Моцарта, художник Schinkel устанавливал точечный свет на темных стенах до самого верха. Проекция закрытого конуса получается раскрашенной, и точечный свет продолжается в короткой перспективе к центру. Это не видно на представленных фотоснимках (Рис. 2), но применительно к нашему и другим наблюдениям физическая форма цилиндра кажется куполом. В восприятии формы пространства мы руководствуемся его освещением (Рис. 3), а не физической сущностью (Рис. 4). Свет и физическое пространство разъединяют сами себя.

Рис. 2. Взгляд изнутри на крышку газгольдера

Рис. 3. Разрез показывает воспринимаемую форму

Рис. 4. Разрез показывает реальную форму

Искусственный свет способен визуализировать совокупность элементов, образующих пространство. В тоже время, установленный свет способен исказить или даже разрушить то же самое пространство так, что отдельные формы освещенного пространства смогут стать заметными (Рис. 5, Рис. 6, Рис. 7, Рис. 8).

Рис. 5. Здание при дневном освещении

Рис. 6. То же здание в ночное время со спроектированной искусственной подсветкой

Рис. 7. Обычная аллея в дневное время

Рис. 8. Изменение восприятия пространства в ночное время

Физически определенное пространство + искусственный свет = ?

Цель исследования

Нам хотелось бы определить, какой именно тип светового воздействия определяет восприятие, ориентирование и, наконец, наше движение. В частности, нам хотелось бы исследовать взаимоотношения между светом и физически определенным пространством (Рис. 9(a–e)). Нужно также отметить, насколько велико воздействие дизайна пространства и искусственно созданного светового настроения на ориентирование. Мы доказываем существование четкого порога, до которого уменьшение изменений освещенности и пространственных совокупностей все еще способно руководить нашим ориентированием.

a) b) с)
d) e)

Рис. 9(a–e). Деформация структуры в результате попадания света - от физически определенного пространства к четкой форме освещенного пространства

Мы хотели бы напомнить, что на движение в реальном городском пространстве воздействуют все ощущения. Для нашего наблюдения мы ограничили систему восприятия стимулированием лишь зрительной системы человека, сидящего перед монитором. Индивидуальное намерение движения будет привязано к определенной цели. Городское пространство будет восстановлено пошагово в ходе поиска тестируемым человеком (Рис. 10 (a,b)).

a) b)

Рис. 10(a,b). Исследование городского облика

Для проведения теста мы создали компьютерную модель, используя программное обеспечение «Carsten Fuchs Software», которое обеспечивает 3D-моделирование. Модель виртуально движется на уровне глаз наблюдателя. Упрощенные строения освещены точно вычисленным освещением так, что морфология зданий и пространственная структура определенным образом подчеркиваются или уменьшаются. Поэтому световые формы поддерживают ориентирование по физическим структурам или дезориентируют


Рис. 11. Снимок компьютерной модели с экрана

Освещение в макете снижается по степеням яркости. Моделирование выстроенной морфологии основано на идеальных кубах. Ориентирование в модели может базироваться только на яркости и пространственной структуре, которые устанавливаются перед каждым тестом.

Постановка эксперимента

Показанная структура является частью целой системы (Рис. 12, Рис. 13).

Рис. 12. Вид экспериментальной области сверху

Рис. 13. Вид всей системы

Она сильно уменьшена и соответствует базовым идеям европейской структуры города. Кубы организованы в кварталы различной масштабной плотности, возрастающей к центру. Зеленая область обладает низкой плотностью, синяя - средней плотностью, красная область - высокой плотностью структуры. Кварталы образуют три типа ширины улиц в соответствии с плотностью (Рис. 14).

Рис. 14. Три типа ширины улиц

Красным крестом отмечена отправная точка. Улицы должны направлять ориентирование к цели от отправной точки на окраине. Целью является площадь в квартале с высокой плотностью. Типы кварталов образуют улицы в ортогональной системе. Чтобы уменьшить луч зрения и придать форму улицам, мы смещаем кварталы относительно друг друга.

Модель основана на средствах рендеринга, которые вычисляют физически правильное 3D освещение в реальном времени. Эти средства также занимаются "картографией", методы компьютерной графики используются для сведения высокого динамического диапазона изображения в среду с более ограниченным динамическим диапазоном. Целью может стать получение соответствия в восприятии реальной среды и изображения на экране, несмотря на то, что устройство отображения не всегда способно воспроизвести полный диапазон значений реальной яркости (Рис. 15).

Рис. 15. Реальный динамический диапазон, визуальная система человека и монитор (Кравчик и др.)

Вначале опробуем 4 варианта моделирования света:

Первый вариант моделирования света: модель не имеет прямых источников света. Она освещена очень слабым и ненаправленным основным светом. Мы хотели бы выяснить ориентирование движения по пространственной организации кубов. Свет не должен доминировать в процессе ориентации, например, в качестве видимых световых пятен.

Второй вариант: невидимый источник светит вдоль улицы, разделяющей часть кварталов. Полосы света располагаются на небольших расстояниях от верхних граней кубов. Свет подчеркивает фасады, определяющие пространства (Рис. 16(a,b)).

Рис. 16a. Снимок световой модели 2

Рис. 16b. Расположение невидимого источника света

Третий вариант: невидимый источник света преувеличивает территорию каждой улицы. Размер световых шапок и производимой яркости зависит от ширины каждой улицы. Кварталы остаются без световых шапок. Свет подчеркивает пространственную структуру (Рис. 17(a,b)).

Рис. 17a. Снимок световой модели 3

Рис. 17b. Расположение невидимого источника света

Количество света зависит от плотности и ширины улиц каждого квартала. Весь свет в моделях 2 и 3 обладает одинаковой яркостью ( Рис. 18, Рис. 19).

Рис. 18. Световая модель 2. Левая стороны картинки – малая ширина улицы, центр картинки - средняя ширина улицы, правая сторона картины - большая ширина улицы; цвет рамки показывает плотность данной области

Рис. 19. Световая модель 3. Левая стороны картинки – малая ширина улицы, центр картинки - средняя ширина улицы, правая сторона картины - большая ширина улицы; цвет рамки показывает плотность данной области

Расположение источника света в варианте 4 одинаково с третьей моделью. Но теперь яркость света обратно пропорциональна ширине улицы и структурной плотности.

Чем больше плотность и, таким образом, чем теснее пространство улицы, тем ниже создаваемая яркость. Яркость в третьей модели позволяет лишь рассмотреть фасады. Только небо оказывается ярче самой темной поверхности (Рис. 20, Рис. 21, Рис. 22).

Рис. 20. Снимок световой модели 4 в зеленой зоне

Рис. 21. Снимок световой модели 4 в голубой зоне

Рис. 22. Снимок световой модели 4 в красной зоне

В нашем тестировании мы поместим испытуемого перед монитором. Заданием будет - дойти до центра, не будучи знакомым с его планировкой и окружающей обстановкой. Мы собираемся начать наше исследование в зимнем семестре 2007г.

Перспектива

После первого теста мы сможем узнать, насколько полезными окажутся описанные выше световые модели для подтверждения нашей гипотезы. В случае, если выбранные процедуры не смогут ответить на вопросы вследствие ненадежных данных, нам придется разработать другие параметры яркости и расположение источников света. Это наша цель - понять зависимости, расположения и виды света в соответствии с созданием городского пространства.

Кроме того, мы хотим досконально изучить влияние на когнитивные процессы и оптическую видимость. С какой модели мы считываем зрительные образы и каковы реакции в процессе визуального восприятия? Чтобы это выяснить, мы будем использовать так называемый «отслеживателя глаз» (eye-tracker). Таким образом, мы надеемся, что сможем визуализировать оптическое сканирование изображения с монитора и использовать его в выбранном направлении движения.

Дополнительно мы хотим разделить социальные воздействия в разных культурах и их пространствах, чтобы охарактеризовать априори поведение в моделировании – поведение, которое не зависит от социального обучения или культурных норм, но которое является частью человеческой сущности.

Следующим шагом также станет наблюдение в реальной ситуации, чтобы определить связи моделирования в реальности. Для этого нам бы хотелось проанализировать восприятие освещенного пространства также с помощью «отслеживателя глаз» (eye-tracker). Над этим мы работаем.

Заключение

Мы показали, что физическое пространство и искусственный свет в городском пространстве четко работают вместе, но с разными характеристиками для ориентирования и движения. Сопоставлению их соотношений воздействия, рассматривая траектории движения и модели, посвящена серия экспериментов, которые еще предстоит разработать и осуществить.

После первых наблюдений мы имеем экспериментальную модель в надежном состоянии, однако в случае, если мы не получим ответы на поставленные вопросы, то нам придется провести переоценку и заново менять параметры эксперимента. Если мы поймем, что освещенное пространство нельзя воспроизвести в подобной модели и что подобным образом мы не можем проверить нашу гипотезу, нам придется перейти к иным контролируемым исследованиям или, наконец, проводить тесты в реальных условиях. Реальность всегда задает новые вопросы, и поэтому мы решили проводить наши исследования итеративно.

Первый шаг в реальность: из лаборатории на лекцию

Чтобы включить вопросы городского освещения в учебный курс по градостроительству мы предложили тему "Ночь вместо Дня" (Seminarprojekt "NachtSta(d) ttTag") на летний семестр 2007 года.

Целью лекции было направлять процессы проектирования на основе многостороннего приближения к теме и свободных фундаментальных исследований участников.

Студентам, учитывая их обширные знания по психологии восприятия, теории и практики стратегий городского планирования, истории освещения, искусства и культуры, было предложено самостоятельно изучить городское пространство ночью. Руководствуясь исключительно своими творческими способностями, студенты изучают городское пространство, например, с фотометром (Рис. 23) и панорамной камерой, закрепленной на голове (Рис. 24), чтобы сформулировать собственные виды документирования.

Рис. 23. Документирование существующих значений яркости

Рис. 24. Панорамная камера, закрепленная на голове

Уверенные в том, что визуальные впечатления ночью не так сильны, как в дневное время, они пытались воспринимать пространства акустически или кинестетически.

После этого проектные задания студентов переместились в пространство небольшого города. Городу Люденшайд после нескольких опытов индивидуального и временного освещения различных городских зданий хотелось бы получить генеральный план освещения города. Таким образом, наши проектные предложения получили одобрение на создание пространственных соотношений в городе (Рис. 25(a,b)).

Мы получили возможность представить свои работы муниципальным властям. Время покажет, насколько у нас получится совместно с г. Люденшайд способствовать улучшению городского освещения.

a)
b)

Рис. 25(a,b). Пример одного из предложенных проектов ночного освещения железнодорожной станции в Лёденшайде

Conclusion

It’s been shown that physical space and artificial light in urban space work clearly together but in a different characteristic for orientation and moving. Scaling their relations of impact regarding moving lines and patterns is dedicated to series of experiments yet to design and to run.

After first reviews we see the mock-up in a confident condition but we need to evaluate or experiment set-up and design variations if our questions could not be answered. If we realize that lighten environment is not translatable in a kind of mock-up or it is not useful to check our Hypothesis in a clear way, we need to exchange into controlled studies in a another way or finally in reality. Reality always asks new questions and so we decide to do our research in an iterative way.

Литература

1. Alexander, Ch. A Pattern Language. Towns, Buildings, Construction (Eine Muster-Sprache. Städte, Gebäude, Konstruktion), Oxford University Press, New York,1977

2. Gegenfurtner, K.R. Gehirn & Wahrnehmung, Fischer Verlag, Frankfurt a.M.

3.Guski, R. Wahrnehmung, 2.Auflage Kohlammer Verlag, Stuttgart, 2002

4. Guski, R. Zur Wahrnehmung von Licht und Beleuchtung im städtischen Umfeld, in: Stadtlicht-Lichtkunst, Hrsg. C.Brockhaus, Wienand Verlag, Köln, 2004

5. Lynch, K. The Image of the City, MIT- Press& Harvard University Press, Cambrige, 1960; erschienen in Bauwelt Fundamente 16 Das Bild der Stadt, Hrsg. U.Conrads und P.Neitzke, Vieweg Verlag, Braunschweig, 1998

Download at PDF
Загрузить в PDF

Issue contents
Содержание журнала