Эстетические (архитектурно-художественные) свойства материалов

37.Виды материалов на основе минеральных вяжущих. К основным видам материалов на основе минеральных вяжущих относят бетон, железобетон, строительные растворы, силикатные (на основе воздушной извести), асбестоцементные, гипсовые и краски. Есть ещё материалы специального назначения, в том числе теплоизоляционные, кровельные, для гидротехнических сооружений, дорог. Бетон – искусственный камень, полученный в результате перемешивания, формования (укладки) и последующего твердения рационально подобранной смеси минерального вяжущего, воды и заполнителя. В основном бетоны классифицируются по средней плотности: особо тяжёлый со средней плотностью выше 2500 кг/м³, содержащий плотные и тяжёлые заполнители (чугунная дробь, стальные опилки и зёрна, барит); тяжёлый, содержащий плотные мелкие и крупные заполнители (песок, щебень или гравий). По функциональному назначению выделяют бетоны общего (для несущих и ограждающих конструкций жилых, общественных, промышленных зданий) и специального (теплоизоляционные, дорожные, гидротехнические, декоративные и др.) назначения. Железобетон получают на строй площадке или в заводских условиях, соединяя в единое целое бетон и стальную арматуру. Армирование предполагает установку стальной арматуры в тех местах м-ла (бетона), которые подвержены при эксплуатации растягивающим нагрузкам. Их воспринимает рабочая несущая арматура. Непосредственно на месте строительства возводятся монол ж/б конструкции. Для этого устанавливают опалубку из металла, древесины или других м-лов, которые соответствует будущей форме сооружения. Затем ставят арматуру, производят подачу и укладку бетонной смеси. Арх формы зданий и сооружений из монол ж/б очень разнообразны и отличаются своеобразной пластикой. В настоящее время изгот сборные бетонные и ж/б м-лы для всех основных частей современных зданий и сооружений – фундаментов и каркасов, стен, перегородок, перекрытий, покрытий, лестниц, а также для специальных видов строительства (подземного, дорожного, гидротехнического, мостостроения).Строительные р-ры получают из различных минеральных вяжущих (цемента, извести, гипса и их смесей – цементно-известковых, известково-гипсовых, а также цементно-глиняных и др.), мелкого заполнителя и добавок, улучшающих свойства материала. К силикатным иск каменным материалам относят кирпич и бетон. Асбестоцементные материалы изг из специального портландцемента марок 400 и 500 и волокон асбеста, которые значительно упрочняют стр-ру цементного камня. Гипсовые м-лы получают из гипсового теста и минеральных или органических тонкомолотых заполнителей.Краски на основе минеральных вяжущих содержат щелочестойкие пигменты и небольшое количество добавок.

Эстетические, или архитектурно-художественные, свойства строительных материалов и изделий объединяют две группы комплексных свойств:

• первая, характеризующая эстетичность самого материала (изделия), определяется такими его параметрами, как форма, цвет, фактура и рисунок (текстура);
• вторая характеризует эстетическую сочетаемость (совместимость) рассматриваемого материала (изделия) с другими, совместно с ним применяемыми на данном объекте, а также его сочетаемость с окружающей (естественной и искусственной) средой вне объекта применения.

Эстетические свойства определяются тремя основными видами характеристик: психологическими, физиологическими и физическими . Последние могут быть количественно выражены по результатам простых измерений геометрических размеров или с помощью специальных приборов (фотометров, спектрофотометров, блескомеров и т. п.). Объективная составляющая физиологических параметров цвета также поддается количественной оценке с помощью методов колориметрии, учитывающих спектральные характеристики зрительного анализатора среднего (нетренированного) наблюдателя.

Форма строительных материалов и изделий играет существенную роль не только в их функциональной, но и в эстетической оценке. Издавна зодчие и строители заботились о том, чтобы форма применяемых материалов (каменного блока, кирпича, облицовочной плитки) была эстетически осмысленной, строгой, пропорциональной. Например, в кладке из природных каменных материалов для цоколей применяли крупные грубо обработанные блоки, а в верхней части стены - мелкоразмерные гладкие камни. Это создавало впечатление зрительного облегчения стены, выложенной из одного материала, снизу вверх. Эстетичность формы материала и изделия определяется ее геометрией (кубическая, параллелепипедная, цилиндрическая и т.д. для объемных изделий; квадратная, прямоугольная, многогранная и т.д. для плоских) и пропорциями (соотношениями) основных размеров.

Архитекторы совместно с технологами и строителями много работали над унификацией формы и типоразмеров глиняного кирпича, добиваясь не только его модульности и удобства работы каменщиков, но и его пропорциональности, эстетической выразительности рисунка неоштукатуренной кирпичной кладки. Всего девять типоразмеров фасонного кирпича понадобилось создателям замечательного храма Вознесения в Коломенском и церкви в с. Дьяково, в два раза большее их число - зодчим храма Василия Блаженного в Москве, чтобы получить неповторимые композиции и огромное разнообразие архитектурных форм. Такое же количество (18 типов) керамических плит использовано в орнаментальных композициях старой ярославской архитектуры, а только семь стандартных фигурных камней создали богатый узор «Святых ворот» в Переславле-Залесском (исследования арх. В. Гридина и Г. Борисовского).

На заре отечественного индустриального домостроения архитекторы Буров А. К. и Блохин Б. Н. разрабатывали новые формы крупных бетонных блоков и панелей. Особенно важна эта работа при проектировании сборных зданий из легких крупноразмерных изделий и новых эффективных материалов. Не менее значима эстетичность формы столярных, скобяных, санитарно-технических изделий, проектированию которых архитектор должен уделять большое внимание. Форма плоских плиточных материалов для облицовки стен и покрытия полов также может существенно обогатить их ассортимент.

Форма - важная эстетическая характеристика и для таких строительных материалов и изделий, как стеклоблоки, профильное стекло (стеклопрофилит), штучный деревянный паркет, плинтусы, наличники, поручни и другие профильно-погонажные материалы из дерева, пластмасс и алюминиевых сплавов, рельефные облицовочные материалы для фасадов и интерьеров из листового штампованного металла или вакуумформованных пластмасс и т.д.

Цвет - одно из свойств объектов материального мира, воспринимаемое как осознанное зрительное ощущение. Под цветом материалов (изделий) понимают определенное зрительное ощущение, вызываемое в результате воздействия на глаз потоков электромагнитного излучения в диапазоне видимой части спектра (длина волн λ составляет 380-760 нм). Цвет материала (как цветовое ощущение) зависит от спектрального состава светового потока, отраженного поверхностью материала или прошедшего через него (последний характеризует цвет только светопроницаемых материалов - стекла, некоторых минералов и пластмасс).

В общем случае цвет материала обусловлен следующими факторами: его окраской, свойствами поверхности, оптическими свойствами источников света (известно, например, что цвет одних и тех же обоев по-разному воспринимается днем и при искусственном освещении вечером) и среды, через которую свет распространяется, индивидуальными особенностями зрительного анализатора и психофизического процесса переработки зрительных впечатлений в мозговых центрах наблюдателя. При качественном описании цвета используют три его взаимосвязанных субъективных атрибута: цветовой тон, насыщенность и светлоту.

Видимый спектр можно разделить на участки различной цветности; границы этих участков обозначают длины волн излучений в нанометрах (нм): 380-430-фиолетовый цвет, 430-470-синий, 470-510-голубой, 510-560-зеленый, 560-590-желтый, 590-620-оранжевый, 620-760-красный. На граничных участках воспринимаются смешанные цвета (например, около 590 нм - желто-оранжевый, около 620 нм - красно-оранжевый и т.д.).

В спектре отсутствуют бело-серо-черные цвета, называемые ахроматическими (что в переводе с древнегреческого означает бесцветные). Эти отсутствующие в спектре цвета различаются только по светлоте 1 , которую наше сознание обычно связывает с количеством белого или черного пигмента. Хроматические (определенные по цветности) цвета материалов отличаются друг от друга как по светлоте, так в по цветовому тону («оттенку») - качественной характеристике, в отношении которой цвет материала можно приравнять к одному из названных выше спектральных или пурпурных (переходных между крайними спектральными - красным и фиолетовым) цветов. Количественно различные цветовые тона объективно характеризуют длинами волн λ одинаковых по оттенку спектральных цветов. Светлота хроматических поверхностей материалов определяется из сравнения их с ахроматическими - коэффициентами отражения тех ахроматических цветов, которые не кажутся ни темнее, ни светлее их, т.е. равны с ними по светлоте. Приблизительное представление о светлоте ахроматических в цветных поверхностей материалов можно получить по данным, приведенным в табл. 1.3.

Таблица 1.3.Коэффициенты отражения ахроматических и цветных поверхностей материалов

Отделочные материалы часто бывают с полихромным (многоцветным) рисунком. Светлоту таких материалов можно приближенно определить по соотношению основных цветов в пределах раппорта (повторяющейся части) рисунка.

Степень Отличия хроматического цвета от ахроматического той же светлоты называют насыщенностью цвета. Насыщенность характеризует уровень, силу выраженности цветового тона; в человеческом сознании она Связана с количеством (концентрацией) пигмента, краски. Число различных ступеней насыщенности для различных цветов материалов колеблется от 4 до 25. Однако метод измерения насыщенности довольно сложен, и поэтому в цветоведении принято измерять не насыщенность, непосредственно воспринимаемую глазом, а так называемую колориметрическую насыщенность, или чистоту цвета - соотношение (в процентах) интенсивностей монохроматического и белого цвета в смеси, т.е. долю чистого спектрального в смеси равно ярких спектрального, и белого. Чистота спектральных цветов принимается за 100% (или за единицу), чистота идеально белого равнялась бы нулю.

Количественно определив светлоту (коэффициент отражения), цветовой тон (длину волны излучения, воспроизводящего в смеси с белым измеряемый цвет) и чистоту цвета, мы объективно характеризуем цвет конкретного материала, любое изменение цвета обязательно влечет за собой изменение, по крайней мере, одной из трех определяющих его величин. Умение «читать»; цвет, т.е. представлять себе определенный цвет по его численным характеристикам, требует практического навыка. Для примера приведем основные показатели λ, Р, р, характеризующие цвет некоторых красок (табл. 1.4).

Таблица 1.4. Цветовые характеристики некоторых красок

Придание численных значений описанным выше субъективным атрибутам цвета материала осуществляется либо компараторным методом: (сравнением с эталонными цветами, приведенными в цветовых атласах, таблицах, колерных книгах и т.п.), либо различными инструментально-расчетными методами. Для практического применения этих методов используют приборы - колориметры, компараторы, цветные фотометры и др.

Цветовые характеристики особенно важны для оценки качества отделочных материалов, применяемых в наружной и во внутренней отделке зданий и сооружений. Поскольку цвет является одним из важнейших факторов производственного и бытового комфорта, при выборе отделочных материалов необходимо учитывать не только их собственные цветовые характеристики, но и определенное психологическое воздействие конкретных сочетаний цвета различных материалов (или покрасок) - цветовых гармоний.

Проектируя здание и его отделку, выбирая необходимые отделочные материалы, архитектор должен принимать во внимание (кроме объективных факторов, обусловливающих цветовые ощущения - источники света, среда и т.п.) взаимосвязь цвета и фактуры поверхности, цвета и формы, роль светотени и рефлексов в восприятии цвета. Так, с помощью цвета можно зрительно «разрушить» стену, исказить объем, изменить пропорции объекта, а цветные рефлексы могут изменять оттенки поверхностей (например, при покрытии пола красным ковром белые стены будут восприниматься бледно-розовыми). В интерьере отделка удаленной торцовой стены материалом насыщенного, теплого цвета способствует уменьшению воспринимаемой длины помещения, а применение холодного ненасыщенного, наоборот, зрительно удлиняет его.

Следует широко использовать возможность направленного изменения цвета искусственных (а при необходимости и природных) строительных материалов с помощью пигментов - цветных тонкоизмельченных неорганических и органических веществ, вводимых в состав материала при его производстве или используемых для приготовления красок и пропиточных составов, применяемых для декоративно-защитной отделки поверхности материалов и изделий.

Значительные изменения цвета материалов происходят и в естественных условиях эксплуатации (например, в результате окисления поверхностного слоя металла). Способность материала в течение длительного времени сохранять в эксплуатационных условиях без изменения свой цвет характеризуется его цветоустойчивостью. Это свойство искусственных материалов в значительной степени определяется стойкостью примененных пигментов. Изменение цвета окрашенных полимерных материалов наблюдается также по мере их старения.

Фактура (от лат. factura - обработка, строение) - видимое строение поверхности материала (изделия). Фактура характеризуется степенью неровности (рельефа) или гладкости поверхности и воспринимается благодаря зрительному восприятию светотеневых неравномерностей. По характеру поверхности материала различают две группы фактур: рельефные (различающиеся по высоте и характеру рельефа) и гладкие (от зеркально-блестящих до шероховато-ровных).

Поскольку некоторая доля падающего на поверхность любого тела (материала) света отражается от нее по закону «угол падения равен углу отражения», то строение поверхности можно определить по характеру отражения света. Материалы с совершенно гладкой (зеркальной) поверхностью отражают свет в одном определенном направлении, с которого эта поверхность воспринимается как блестящая. Материалы с шероховатой поверхностью отражают свет рассеянно, в разных направлениях, поскольку различные ничтожно мелкие участки их поверхности расположены под разным углом к потоку падающего света. Такая поверхность с различных направлений воспринимается как матовая-равномерно яркая, но не блестящая, не имеющая бликов. Иногда выделяют еще одну разновидность гладкой поверхности - глянцевую, занимающую промежуточное положение между блестящей и матовой.

Цвет затененной части поверхности материала отличен от цвета ее освещенной части; в каких-то точках поверхности наблюдаются блики, яркость которых зависит от яркости света и характера рельефа поверхности. Поэтому при рассеянном освещении поверхности со всех сторон и при интенсивном лобовом освещении неровности не дают теней, и фактура проявляется значительно хуже, а иногда и совсем не различается. Плохо различается фактура материала на большом расстоянии.

Различают два вида рельефных фактур:

• организованную (с повторяющимся равномерным, часто геометрическим рисунком рельефа)
• неорганизованную (с неравномерным, хаотическим рисунком).

Пример первой - регулярная рифленая фактура природного камня, второй - фактура бетона с обнаженным заполнителем или каменная фактура скалы. Наглядный пример фактурной обработки поверхностей строительных материалов - рельефная и гладкая обработка лицевой поверхности природного (естественного) камня.

Фактуры древесины также можно разделять на рельефные (колотая, тесанная, резная, шероховатая, пиленая) и гладкие (строганная, полированная).

Разнообразна фактурная обработка; лицевого бетона. Много еще нераскрытых возможностей в декоративной обработке поверхности керамических, стеклянных, гипсовых, асбесто-цементных, полимерных строительных материалов и изделий. Большое значение для пластики фасадов зданий – имеет фактурная обработка лицевой поверхности стеновых и облицовочных материалов. Фактура материалов для подвесных акустических потолков играет существенную роль в создании акустического и светового комфорта в интерьерах.

Рисунок материала может быть естественным, выражающим на его поверхности характерную структуру, особенности строения (такой видимый рисунок поверхности называется текстурой), или искусственным, нанесенным на поверхность материала (изделия) покраской, печатью или любым другим способом. Рисунок материала может быть цветным (хроматическим) и черно-белым (ахроматическим).

В широком понимании текстура (от лат. textura-ткань, связь, строение) -преимущественная ориентация кристаллических зерен в поликристаллах или молекул в твердых аморфных материалах, приводящая к анизотропии их свойств.

Древесные породы с четко выраженными, заметными на продольном разрезе широкими сосудами имеют так называемую штриховую текстуру, причем, если эти штрихи собраны в широкие полосы (как, например, у дуба и ясеня), то текстура называется полосоштриховой, а если штрихи расположены беспорядочно (например, у грецкого ореха и эвкалипта), то - рассеянно-штриховой. Породы древесины с четко различимыми сердцевинными лучами (дуб, бук, платан и др.), которые видны на радиальных разрезах как блестящие зеркальца - прерывистые полоски или пятна, характеризуются зеркальчатой текстурой. На тангентальных разрезах этих пород видна чешуйчатая текстура древесины.

Породы древесины со слабо различимым анатомическим строением (например, береза, самшит, груша) называют слаботекстурными. По декоративности зеркальчатая текстура выше чешуйчатой, поэтому для облицовки панелей и мебели строганый радиальный шпон (тонкий срез) предпочтительнее тангентального.

Своеобразную текстуру на срезах создают пороки строения древесины-сучки, кап (наплывы) и пр. Природный рисунок среза выявляют и обогащают наклонным резанием, применением специальных ножей с волнистым лезвием, неравномерным прессованием и другими способами.

Текстура каменных и древесных материалов усиливается при полировке и прозрачной отделке (мастиками, лаками) поверхности. Выразительность естественного рисунка камня, стекло-кристаллических и некоторых полимерных и других материалов увеличивается направленным освещением поверхности, игрой светопроницаемых, глухих и блестящих включений. Современная технология производства искусственных, прежде всего полимерных, отделочных материалов позволяет получать почти неограниченное разнообразие рисунков, включая специально созданные декоративные текстуры.

У природных и большинства искусственных материалов текстура образуется видимыми на их поверхностях с различными по форме, размеру, характеру пространственного расположения, цвету отдельными составными элементами: у древесины - годичными слоями, сердцевинными лучами, сосудами, волокнами; у естественного камня - зернами, прожилками, порами; у бетона - цементным камнем, мелким и крупным заполнителем и т. д. Текстура и цвет служат важными диагностическими признаками для распознавания пород минералов и древесины. Опытные архитекторы, строители и специалисты-материаловеды легко по внешним признакам различают десятки пород древесины и естественных каменных материалов. Текстуры этих материалов показаны на рис. Текстура древесины, отражающая ее анатомическое строение, во многом определяет ее художественно-декоративную ценность. Лиственные породы обладают, как правило, более выразительной и богатой текстурой, чем хвойные. Характер текстуры древесины резко изменяется в зависимости от направления разреза ствола: поперечного (торцового) или продольного (радиального и тангентального).

Искусственные (нанесенные, как правило, на поверхность материала) рисунки различаются по многочисленным признакам: характеру, масштабу, раппорту, количеству и характеристике цветов и их сочетаниям и т. д. Рисунок может наноситься и не на поверхность материала, а располагаться под прозрачным верхним слоем (например, на внутренней стороне прозрачной полимерной пленки в многослойных отделочных материалах и линолеумах). Рисунок материала может создаваться на его поверхности не цветом, а сочетанием разного рельефа (травлением на стекле, сочетанием петельного и разрезного ворса ковровых материалов), перфораций (на акустических плитах) и другими способами.

Раппорт (от фр. rapporter- приносить обратно) - повторяющаяся часть (мотив) рисунка узора.

Оценка эстетических свойств строительных материалов и изделий производится как методами измерения их физических параметров, так и визуальным сопоставлением с утвержденными эталонами. При визуальном методе оценка цвета, фактуры и рисунка производится в тех же условиях освещения, при которых предполагается эксплуатация материала.

Важной, чрезвычайно сложной и малоизученной характеристикой строительных материалов и изделий является их эстетическая сочитаемость друг с другом и с окружающей средой. Более других исследован вопрос цветовых гармоний однако он, как правило, рассматривался в отрыве от конкретных условий применения различных сочетаний цвета. Эстетические свойства материалов показаны на схеме дерева свойств

Вопрос цветовой гармонии конструкционных и отделочных материалов нельзя рассматривать отвлеченно от общих задач архитектурного проектирования и сводить к подбору красивых сочетаний. В «Учении о цвете» Гете называл «вульгарно неприятным» сочетание синего и зеленого и «вульгарно веселым» -желтого и зеленого цвета. Вся история материальной культуры свидетельствует о том, что «...никаких всеобщих, неизменных, безотносительных к месту и времени законов красивых сочетаний цветов не существует... Отвергая нормативные теории цветовой гармонии, было бы неправильно, однако, пренебречь теми их положениями, которые в какой-то мере базируются на обобщении наблюдений и художественной практики» 1 . Так, не лишены справедливости указания на то, что светлые цвета хорошо сочетаются с белым, что к числу гармоничных относятся сопоставления близких цветов, воспринимающихся как оттенки одного цвета, что в цветовых сочетаниях лучше сохранять светлотные отношения спектральных цветов и др. Логичны также указания о стремлении к «естественным», встречающимся в природе сочетаниям.

Гармоничным называют сочетание цветов, вызывающее положительную психоэстетическую оценку

Эта сочетаемость «естественного» справедлива не только в отношении цветовых гармоний. Всегда положительно воспринимается, например, сочетание в одном здании природных конструкционных материалов древесины и камня; также гармонично сочетание традиционно взаимосвязанных искусственных конструкционных материалов - металла и бетона. А сочетание тяжелого природного камня с легкими конструкциями из пластмасс, возможно, воспринимается как негармоничное, противоестественное.

Еще более сложен вопрос выбора рациональных (с позиции «совместимости») материалов, гармонирующих с окружающей средой. Архитектор должен учитывать природно-климатические условия, характер ландшафта, региональные и национальные традиции и многое другое. Так и не «прижились» в казахских степях пластмассовые юрты, хотя все технологические расчеты конструкций были сделаны верно. Зато как гармонично вписаны в строгий ландшафт Армении старые и новые постройки из туфа.

Число возможных сочетаний материалов между собой и окружением вне объекта их применения огромно. Каждое из них может оказаться приемлемым или недопустимым в зависимости от конкретных условий и, прежде всего, от решаемых архитектором функциональных и художественных задач.

Текстура – это совокупность признаков, определяемых расположением и распределением составных частей породы относительно друг друга а занимаемом ими пространстве. Является важным диагностическим элементом для распознавания строительных материалов

При изучении макроструктуры материалов часто используют термин «текстура», который уточняет наше отношение к данному материалу.

Текстура бывает слоистая, массивная, полосчатая, пористая и др.

В большинстве своем строительные материалы имеют пористую текстуру. Их подразделяют на мелкопористые, размеры пор, которых определяются сотыми и тысячными долями миллиметра до 1…2 мм. Мелкопористыми материалами являются затвердевшие строительные растворы и бетоны, керамика, ряд камней, а крупнопористыми пено - и газобетоны, газостекло, пороплатсы и др. Крупные поры (до сантиметра) называют пустотами, к ним относят и пространства между кусками и зернами рыхлых материалов.

Влияние на свойства.

Например, глубинные горные породы имею малую пористость и, следовательно, большую плотность и высокую прочность. Кроме тго, в связи с очень малой пористостью эти породы обычно обладают низким водопоглощением, морозостойки и высокотеплопроводны. Обработка таких пород из-за высокой прочности затруднительна. Однако благодаря высокой плотности они хорошо полируются и шлифуются.

Текстура древесины – это естественный рисунок древесных волокон на обработанной поверхности, обусловленный особенностями ее строения. Является важным диагностическим элементом для распознавания строительных материалов. Текстура зависит от особенностей анатомического строения отдельных пород древесины и направления разреза. Она определяется шириной годичных слоев, разницей в окраске ранней и поздней древесины, наличием сердцевинных лучей, крупных сосудов, неправильным расположением волокон (волнистым или путаным). Лиственные породы с ярко выраженными годичными слоями и развитыми сердцевинными лучами (дуб, бук, клен, карагач, ильм, платан) имеют очень красивую структуру радиального и тангенциального разрезов. Особенно красивый рисунок имеет древесина с неправильным расположением волокон. У древесины хвойных и мягких лиственных пород более простой и менее разнообразный рисунок, чем у древесины твердых лиственных пород.Поперечным (1) называется разрез, проходящий перпендикулярно оси ствола и направлению волокон и образующий торцовую плоскость. Радиальный (2) разрез - это продольный разрез, проходящий через сердцевину ствола по радиальному направлению вдоль волокон древесины и перпендикулярно касательной к годичному слою древесины в точке касания. Тангенциальный (3) разрез - это продольный разрез, проходящий на некотором расстоянии от сердцевины и по радиальному направлению вдоль волокон древесины по касательной к годичному слою. Породы, у которых анатомические элементы плохо различимы простым глазом, относят к слаботекстурным (например, берёза, груша, самшит). Породы с хорошо заметными широкими сосудами на продольных разрезах имеют штриховую т. д. Если продольные штрихи собраны в широкие полосы (например, дуб, амурский бархат, ясень), т. д. называется полосоштриховой. Т. д. с беспорядочным расположением штрихов называется рассеянно-штриховой (например, грецкий орех, хурма, эвкалипт). Древесина с хорошо заметными сердцевинными лучами (например, бук, дуб, платан) характеризуется зеркальчатой текстурой на радиальных разрезах (лучи видны как блестящие прерывистые полоски или пятна - зеркальца) и чешуйчатой на тангенциальных разрезах (лучи имеют вид веретенообразных продольных чёрточек, как правило, более тёмных, чем окружающая древесина).

Завершив создание трехмерных объектов, нужно приступать к следующему ответственному этапу работы над проектом - текстурированию. Любые объекты, которые нас окружают в реальной жизни, имеют свой характерный рисунок, по которому мы можем безошибочно узнать объект . Подобная идентификация происходит на подсознательном уровне. Когда мы видим проходящий через предмет свет, мы понимаем, что он сделан из стекла, а отражение на поверхности объекта дает нам право предположить, что он отполирован.

Материалы, которые имитируются в трехмерной графике, могут быть самыми разнообразными: металл, дерево , пластик, стекло, камень и многое другое. При этом каждый материал определяется большим количеством свойств (рельеф поверхности, зеркальность, рисунок, размер блика и т. д.). Для описания характеристик материала используются числовые значения параметров ( процент прозрачности, размер блика и др.).

Одну из основных ролей в описании характеристик материала играют процедурные карты (карты текстур) - двухмерные изображения, генерируемые программой или загруженные из графического файла. Процедурная карта позволяет определенным образом задать изменение параметра материала. Например, использование в качестве карты прозрачности стандартной процедурной карты Checker (Шахматная текстура ) делает материал прозрачным и клетчатым.

Визуализируя любой материал, нужно помнить, что качество материала на полученном изображении очень сильно зависит от множества факторов, среди которых: параметры освещения (яркость, угол падения света, цвет источника света и т. д.), алгоритм визуализации (тип используемого визуализатора и его настройки) и разрешение растровой текстуры. Большое значение также имеет метод проецирования текстуры на объект . Из-за неудачно наложенной текстуры на трехмерном объекте может возникнуть шов или некрасиво повторяющийся рисунок. Кроме того обычно реальные объекты не бывают идеально чистыми. Если вы моделируете кухонный стол, то несмотря на то, что кухонная клеенка имеет повторяющийся рисунок, ее поверхность не должна быть однородной - клеенка может быть потерта на углах стола, иметь порезы от ножа и т. д.

Анимируя процедурные карты, можно получить очень интересные визуальные эффекты, а также имитировать, например, водную рябь, пламя огня и т. д.

Знакомимся с редактором материалов

Программа 3ds Max содержит отдельный модуль для работы с материалами, который называется Material Editor . С его помощью можно управлять такими свойствами объектов, как цвет, фактура, яркость, прозрачность и др. Окно Material Editor (Редактор материалов) вызывается при помощи команды Rendering>Material Editor ( Визуализация >Редактор материалов) или клавишей M .

Если вы работаете с версией 3ds Max Design 2009, где по умолчанию выбран визуализатор mental ray, в окне Material Editor (Редактор материалов) отображаются основные типы материалов, которые наиболее часто востребованы в архитектуре и дизайне ( рис. 12.1). Каждый материал размещен в отдельной ячейке. Перейдя в нужную ячейку, можно увидеть настройки материала и при необходимости изменить их.

Рис. 12.1.

При помощи этого набора материалов, который имеет общее название ProMaterials, можно создать реалистичный металл, керамику, бетон, стекло, пластик, камень и другие типы поверхностей. Каждый из материалов имеет достаточно простые настройки, большинство из которых являются не числовыми, а описательными. Например, настраивая пластик, можно выбрать один из вариантов поверхности: полированная, блестящая или матовая.

Наблюдаемые на поверхности внешние признаки структуры материала, из которого предмет изготовлен. Наиболее часто текстурой (рисунком) характеризуются изделия из дерева и ткани. Различные текстуры используются как декоративный элемент при проработке изделия. Следует избегать несвойственной материалу текстуры, например имитации пластмассы под дерево и т. п. Рисунок текстуры древесины изменяется в зависимости от направления ее обработки, т. е. от плоскости резания - радиальной, тангенциальной, радиально-торцевой, тангенциально-торцевой. В выявлении текстуры значительную роль играет цвет, особенно разница (контраст) в естественной окраске волокон древесины.

Фактура и текстура представляют собой активные средства художественной выразительности. Эффект фактуры и текстуры используется прежде всего для того, чтобы передать естественные качества материала, раскрыть его эстетическое своеобразие. Если фактура или текстура материала очень выразительны, то их воздействие на наблюдателя может быть сильнее, чем воздействие самой формы изделия. Однако чрезмерная броскость фактуры или текстуры может быть неприятна. Фактура и текстура поверхностей должны подбираться с учетом размеров изделия и величины пространства, в котором оно будет функционировать.

Цвет - свойство тел вызывать то или иное зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом отражаемого или излучаемого ими света. Цвет обладает такими основными характеристиками, как цветовой тон (различные оттенки цвета), насыщенность (степень яркости цвета), светлота (отражающая способность цветовой поверхности).

Свойства объемно-пространственных форм

Величина- соотношения по пространственной протяженности - высоте, ширине и глубине объемно-пространственных форм и их частей. На основе этих соотношении возникают пропорции как гармонические взаимоотношения частей друг с другом и с целым.

При изучении композиции объемно-пространственной формы наибольшее значение имеет развитие восприятия и понимания отношений величин п возникающих из них таких явлений, как зрительная динамика, соподчинение, усиление плп ослабление массивности и др. Соотношения по ведальше; горизонтальное - выше, правее, левее. Поверхности могут занимать разнообразные положения, всевозможные повороты и наклоны под различными углами, то есть возможно бесконечное количество вариантов соотношений только двух поверхностей по их положению в пространстве. Форма, как таковая, и ее изменения: по виду (линейная, плоскостная, объемная); по геометрическому строению (параллелепипед, цилиндр, конус, шар и т. п.).По указанным двум направлениям, особенно по второму, возможны многие варианты соотношений (плоско-криволинейное, вы- пукло-вогнутое, разные степени криволинейности и т.д.) (.

Положение форм в пространстве - соотношения форм п их элементов по отношению к зрителю и координатам пространства. Эта категория совершенно отлична от величины и величинных соотношений. Рассматривая, например, плоскую поверхность, мы можем выделить такие координатные положения, как горизонтальное, вертикальное, фронтальное и вертикальное профильное. По отношению к зрителю эти положения могут изменяться: фронтальное - ближе, ниже; вертикальное профильное

О пропорциях, как средствах композиции, писали в прошлом многие теоретики архитектуры (Витрувий, Альберти, Палладио и др.), преимущественно связывая пропорции с ордерной системой. В новейшее время ряд теоретиков разрабатывали геометрические методы пропорционирования (Хембидж, Гика, Мес- сель, Корбюзье и др). Свой вклад в теорию пропорций внес советский зодчий И.В. Жолтовский которыми возможны бесчисленные промежуточные состояния по массивности и пространственное™. Один предел - форма максимально заполнена массой (или выражена, как таковая); другой предел - форма выражена минимальным количеством массы. Кроме четырех указанных основных свойств, главным образом определяющих характер формы, необходимо указать еще следующие свойства:Фактура, или строение поверхности формы, которое может изменяться от рельефной к гладкой, полированной и зеркальной. Светотень, как степень освещенности и затененности формы и ее частей, зависящая от условий освещения (т. е. от силы источников света и от положения по отношению к ним поверхностей формы) Цвет - свойство, характеризуемое следующими основными признаками: цветовым тоном (хроматические и ахроматические тона), насыщенностью (степень яркости цвета) и светлотой.

Схемы. Характер формы и фактуры

Изменение цвета по указанным признакам создает бесконечное разнообразие юношений.В композиционном использовании всех этих свойств решающее шачсние имеют три основных вида качественных соотношений между ними - контраст, нюанс, тождество (повторение). В контрасте сопоставляются сильно различающиеся состояния какого-либо свойства (большое с малым, вертикальное с горизонтальным, массивное с пространственным, плоское с объемным, плоскостное с рельефным и т. п.).

В нюансе сопоставляются близкие состояния какого-либо свойства. В тождестве повторяются состояния свойств.

На основе этих соотношений могут возникать различные композиционные связи и гармонические взаимоотношения в объемно- пространственных формах.Контраст и нюанс нельзя понимать статически, как неизменные отношения. Это такие отношения состояний свойств формы, которые способствуют возникновению художественной выразительности композиции в целом. Поэтому контраст и нюанс могут быть названы композиционными средствами.

Перечисленные выше первичные свойства пространственной формы являются первоначальными и исходными элементами композиции, первичным формообразующим материалом, из которого строится композиция. И этот же первичный материал становится активно воздействующим, когда выступает в виде гармонического отношения, то есть первичное свойство становится композиционным средством.

Когда в форме начинает преобладать одно из измерений, во» пикает зрительное движение в направлении этого измерения. О г четливо оно возникает при восприятии правильных геометрических форм. Это явление называется динамикой, и под ним понимаете не физическое, а зрительное движение.

Динамика возникает не только в направлении преобладающего измерения (в высоту, ширину или глубину), но и в направлении, по которому в зрительном движении человек воспринимает развп тие пространства.

В противоположность динамике относительное отсутствие зри тельного движения называется статикой. Под этим понимается зрительная неподвижность формы, состояние покоя. Квадрат н плоскости и куб как объемная форма могут служить примерами статических форм. Прямоугольники и параллелепипеды, в которых одно измерение больше других в два и более раз, - пример динамических форм.