Как известно, зрительная система человека, при осмотре какой-либо композиции, выделяет большее количество информативных фрагментов структуры объектов [1] по сравнению с числом изображенных, непосредственно попадающих на сетчатку глаза (рис.1). Возникает вопрос, – каким образом возможно графическое выявление невидимых информативных точек и какова значимость видимых и невидимых компонент структуры композиции для наблюдателя? Попытаемся дать ответ на поставленный вопрос.

Ещё в 70-х годах прошлого века нами было экспериментально установлено, что к наиболее значимым характеристикам наблюдаемых объектов на начальном, скоростном этапе зрительного восприятия относятся следующие: количество визуальной массы (с её оценки начинается любой акт зрительного восприятия); степень динамичности визуальной массы; вектор динамичности визуальной массы. Именно эти признаки играют главную роль в формировании у наблюдателя информации об остове и скелете рассматриваемого объекта. Визуальная масса характеризует силу энергетического воздействия изображения на сетчатку глаза. Количество массы, как и другие признаки формы, выражается в относительных единицах. В большей степени величина визуальной массы зависит от площади воспринимаемого объекта, от его периметра, коэффициента отражения его поверхности, спектральной характеристики цвета, от ориентации объекта наблюдения и от координат пикселей, составляющих изображение объекта. Степень динамичности визуальной массы характеризует степень вытянутости массы элемента, области изображения или всего изображения в каком-либо направлении. Вектор динамичности визуальной массы характеризует степень доминирования «устремленности» визуальной массы по выбранной оси в направлении знака « + » или знака « - » .

Исходя из особенностей зрительного восприятия вышеперечисленных признаков художниками, архитекторами и дизайнерами, автором была разработана математическая модель сетчатки технической системы зрения, результаты видения контурных композиций которой адекватны зрительному восприятию человека. Вместе с этим были созданы алгоритмы количественной оценки перечисленных признаков, а также сконструированы технические средства для машинной оценки интегративных признаков.

Любопытно, что как машинная, так и субъективная экспертная оценка степени динамичности различных форм показала, - данный признак достигает экстремальных значений по биссекторным направлениям углов, а также по прямым, соединяющим центры масс объектов, формой которых наблюдатель пренебрегает, т.е. по направлениям с наибольшей энергетической напряженностью поля.

Ранее, важную на наш взгляд, роль биссекторных направлений выявили Н.В.Завалишин и И.Б.Мучник в исследованиях зрительного восприятия углов различной величины [2]. Ими было установлено, что доля скачков глаз, ориентированных по биссектрисе рассматриваемых углов, на всех обработанных электроокулографических записях составила около 50%. Концентрация скачков глаз по биссекторным направлениям прослеживается и в результатах исследований, проведенных А.А.Митькиным [3], показанным на рисунке 2.

Столь значимые для глаз биссекторные направления играют главную роль в формировании полевой картины композиции. Известно, например [4], что по чисто геометрическим соображениям электрические заряды накапливаются на остриях или острых краях тел, больше, чем на плоских или закругленных поверхностях (рис.3). Любой выступ на поверхности заряженного объекта работает как антенна. В этом и заключается суть так называемого «эффекта формы». Напряженность любого поля достигает максимума по биссектрисе угла. Энергетическая значимость биссекторных направлений явно видна из рисунка 4. Полевое пространство намагниченной железной шайбы прямоугольного сечения говорит о том, что напряженность поля достигает максимума по биссекторным направлениям [5]. Точки пересечения биссектрис представляют собой магнитные фокусы (лат. focus – очаг), области концентрации энергии. Чем больше биссектрис пересекается в фокусе, тем больше его энергетика и, как показали наши исследования, тем больше значимость таких центров для наблюдателя.

Линии на плоскости или в пространстве, по которым уровень энергетического потенциала достигает экстремумов, в 1969 году были названы автором «динамическими осями», а через шесть лет для описания структуры композиций термин «динамическая ось» был введен в отраслевой стандарт ОСТ4.270.000-76 «Приборы электронные измерительные. Общие требования технической эстетики и эргономики» так как любая модульная сетка образуется динамическими осями. Главной динамической осью называется ось, в направлении которой вытянута основная часть визуальной массы изображения (рис.5).

Энергетика биссекторных направлений коррелируется со степенью заостренности относящихся к ним углов (рис.6,7). Среди правильных геометрических тел максимальным концентратором энергии оказалась пирамида с квадратом в основании (рис. 8 ). Центральная динамическая ось такой пирамиды есть биссектриса углов, получаемых путем сечения пирамиды вертикальными плоскостями, проходящими через её вершину. Обладающий более острыми углами тетраэдр содержит внутри себя расходящиеся из вершины динамические оси, поэтому не является концентратором энергии.

Практика проектирования показала, что, для удобства описания структуры композиции, динамические оси (обозначаемые буквой «е» (от гр. еnergeia)), можно разделить на вещественные и мнимые. На рисунке 9 угол АОВ образован двумя прямыми линиями, каждая из которых, по сути, есть динамическая ось. В данной композиции третьей динамической осью является биссектриса угла АОВ. При этом биссекторное направление представляет собой мнимую (невидимую глазом) ось. Отрезки АО и ВО являются вещественными осями. С целью упрощения работы с динамическими осями и композиционными центрами, вещественным осям априори была дана весомость равная 1. Значение весомости мнимой, невидимой глазом оси, условно было принято равным 0,5.

Исходя из этого, порядок «композиционного центра» равен сумме весомостей осей, пересекающихся в данном центре (в теории композиции точка пересечения динамических осей называется композиционным центром, обозначается буквой v ). Композиционные центры могут быть четкими и нечеткими (рис. 10), представляющими область изображения, внутри которой находится n–е множество четких центров, координатами местоположения которых наблюдатель пренебрегает.

Порядок композиционных центров простейших геометрических фигур показан на рисунках 11,12.

Сравнивая значения порядка композиционных центров простейших фигур (рис.13) и форму эпюр энергоактивности этих фигур (рис.14), взятую из работы [6], мы видим корреляцию между значениями порядка центров и характером эпюр (рис.15). Однако, это соответствие является в большей степени условным. Для более точного построения эпюр, видимо, необходимо учитывать величины степеней динамичности в композиционных центрах, а также физические свойства материала, чистоту обработки поверхностей, количество физической массы в объекте, а также полевые характеристики пространства, в котором находится объект.

Таким образом, в формальной теории композиции структура (скелет) есть совокупность всех геометрических центров и всех динамических осей. Остов композиции есть множество только главных и основных центров и только главных и основных осей. При равенстве длин осей (расстояний между первым и последним центрами) и масс вдоль осей, как правило, главной воспринимается та ось, на которой расположено больше центров высокого порядка.

Освоить умение управлять энергетическими потоками в композиции, освоить осевое взаимодействие – одна из главных задач, стоящая сегодня перед проектировщиками. Несколько примеров грамотного решения полевых задач показаны на рисунках 12-14 ■

Шаповал А.В.

заведуюший кафедрой дизайна НГАСУ

ЛИТЕРАТУРА

1. Арнхейм Р. Искусство и визуальное восприятие / Р.Арнхейм.- М.: Прогресс, 1974.- с.26.

2. Завалишин Н.В. Модели зрительного восприятия и алгоритмы анализа изображений [Текст] / Н.В.Завалишин, И.Б.Мучник. – М.: Наука, 1974. – 344 с.:ил.

3. Кудин П.А. Психология восприятия и искусство плаката [Текст] / П.А.Кудин, Б.Ф.Ломов, А.А.Митькин.- М.: Плакат, 1987.- 208 с.:ил.

4. Эллиот Л. Физика [Текст] / Л.Элиот, У. Уилкокс.- М.: Наука, 1975.- с.416.

5. Лебедев И. Мир в магнитном кольце. // Техника – молодежи. 1991, №6. – с.2-3.

6. Лимонад М.Ю. Живые поля архитектуры [Текст] / М.Ю.Лимонад, А.И.Цыганов.- Обнинск, Изд-во «Титул», 1997.-с.193.