Компьютерная технология рисунка и ее применение в научных исследованиях и образовании

Введение

Раки любят, чтобы их варили живыми.

Л.Н. Толстой. Дневники. Ноябрь, 1897.

Приемы естественных наук, основывающие свои выводы на фактах, самые неудачные приемы. Фактов нет. Есть наше восприятие их. И потому научен только тот прием, который говорит о восприятии, о впечатлениях.

Там же. Май, 1903.

Научная и, в особенности, преподавательская деятельность убеждают в важности средств адекватного восприятия материала, в важности создания впечатлений и ассоциаций, способствующих пониманию и запоминанию. Это – задача современного представления иллюстративного материала, основанного на применении информационных технологий изобразительных средств, средств мультимедиа и даже кино. Современный учебный курс немыслим, и это зафиксировано в требованиях, без средств мультимедийного воплощения. Лекции читаются и демонстрируются с помощью мультимедийных дисков. Подготовка средств дистанционного обучения через Интернет требует комплексного применения всех возможных средств видео-воздействия. Условия применения, несомненно, предъявляют требования и ставят задачи по развитию изобразительных средств на основе информационных технологий.

Любая идея применения таких средств начинается с рисунка. С помощью рисунка вырабатывается образ, рисунок подсказывает сюжет, технику его воплощения, да и весь сценарий доходчивого изложения материала. Таким образом, рисунок, сам являясь продуктом методологического подхода, развивает этот подход, выдвигая дальнейшие задачи. Здесь, конечно, многое зависит от ученого – преподавателя, от того, насколько он смог развить в себе образное, ассоциативное мышление, каким примерам он стремится следовать.

Творческая жизнь ученого, ученого результативного, оставляющего след и память, не страдает однообразием и узостью интересов. Чаще такие ученые – увлекающиеся люди, обладающие не просто "хобби", а имеющие вторую, а то и третью профессию. Можно перебрать много великих ученых, одновременно, - писателей, музыкантов, художников. Что сказать о великом А.П. Бородине? Бесконечно восхищает Де-Сент-Экзюпери, воплотивший две "противоположные" профессии: утонченный писатель-философ – за штурвалом самолета! Ведь и в той, и в другой профессии он стал первопроходцем. (Кстати: можно ли представить себе "Маленького принца" без "непрофессиональных" рисунков автора?)

Но оттолкнемся от уровня школьного сочинения (а то еще вынесет на художника Адольфа Шикльгрубера), и подчеркнем следующую мысль: отдельные направления деятельности ученого не служат лишь благотворному переключению его внимания для снятия нагрузки и отдохновения, подобно пиликанью Шерлока Холмса на скрипочке. Для этого достаточно просто лечь в постель, - спать. Нет: все его увлечения, включая основное, все направления его деятельности питают друг друга, а в значительной степени - одно превалирующее направление. В конечном счете, они служат единой цели. Поддерживают ее с разных сторон. Разнообразным подходом они способствуют решению тех основных задач, которым, по общественному признанию, посвятил себя ученый. Тогда его усилия в познании нового возрастают многократно. Так что не напрасно Шерлок Холмс пиликает на скрипочке в минуты напряженного раздумья, и его автор прекрасно это понимал.

Бытует представление о приверженцах точных наук: дескать, сухие, заформализованные люди – психические уроды. Слагают анекдоты о их рассеянности, непрактичной зауми. Очень часто это относится к тем "ученым", что играют роль таковых.

Однако "царица" точных наук, математика, справедливо признана естественной наукой. Да, она самая естественная из всех естественных наук, ибо отображает все реалии жизни – как прошлой, так и будущей, и без явственного представления жизненных аналогий она действительно мертва! И продуктивно работать в области, где основой является математика, может лишь человек с богатым воображением.

Все математические объекты имеют реальные аналогии.

...И роятся в голове исследователя странные геометрические фигуры, зацепляясь или отталкиваясь, шумя, бурля и подскакивая... Вот уж фантастические образы теснят и высовываются средь них... Растет напряжение мысли... Широко раскрывается глаз куда-то в сторону... Уже нет слов, только видение подменило вашу цель, вашу задачу... Вы напрягаетесь, вы подталкиваете его, вы торопите его сложиться так, как нужно, чтобы получить ответ...

Фу, черт, - гоните вы наваждение, понимая грань возможностей нормального психического здоровья.

Но надо, надо... И основная жизнеутверждающая догадка осеняет вас: "Без здорового чувства юмора здесь работать опасно. Если все эти движущиеся модели, эти связанные веревками бруски, эти монстры и крокодилы с зачатками мышления, эти летающие болванки будут еще и смешными, возможно, "крыша поедет" не скоро".

Да здравствует спасительное чувство юмора – "вечно живое и всепобеждающее учение"!..

Подчеркнем еще раз, что рисунок, в особенности - юмористический, несомненно, передает динамику, но он статичен. Однако статический рисунок лежит в начале технологической цепочки, определяя свое дальнейшее развитие на основе применения средств анимации и мультимедиа, пробуждая фантазии по созданию кинофильмов – от научно-популярных до игровых. Пройдя такое развитие, рисунок может вернуться на свой исходный рубеж, и на новом уровне стать основой мультимедийных средств иллюстративной и развлекательной поддержки учебного процесса.

Представленные ниже рисунки, использованные уже не только автором в учебном процессе, в книгах и статьях, сгруппированы по темам с необходимыми объяснениями.

Технология компьютерного рисунка

Компьютерные технологии все увереннее проникают в сферу искусства. Мультимедиа породило шедевры, поражающее впечатление и создающие ощущение колоссальных возможностей в будущем. Компьютерные макеты и декорации, спецэффекты и анимация – все это, по-видимому, лишь начало бурного вторжения Компьютера в Искусство. (Утверждается термин Computer Art.) А что обещает скорое нашествие средств и методов искусственного интеллекта?!

И уж тем более, приверженцы точных наук, для которых компьютер – основное орудие и объект труда, обладающие хотя бы зачатками пространственного воображения, используют компьютерные технологии для самовыражения и образной поддержки своих исследований.

Какова же техника современного рисунка на основе применения компьютерных технологий?

1. В основе рисунка лежит акварель. Акварель – не в смысле присущего ей тонкого, элегантного, воздушного, светлого воплощения. Речь идет, скорее об "оформительском" варианте, грубо ограничивающем использование палитры, но ни в коем случае не исключающем ее.

   Можно выразиться строго: начальное приближение рисунка выполняется с помощью карандаша и школьных акварельных красок.

   Однако уже на этом уровне "художник" вправе выразить свою "индивидуальность". Например, предпочтение автора, направленное на юмористический стиль – стиль карикатуры, уделяется четкому контурному выделению объектов рисунка и даже их штриховке – преимущественно с помощью черной шариковой ручки. Таким образом, необходимое оттенение может выполняться как цветом, так и штрихом.

2. Затем рисунок сканируется для дальнейшего редактирования и развития. Автор убедился в достаточности такой системы, сопровождающей любую современную версию операционной системы Windows, как Paintbrush. Его привлекательность – в доступности, простоте и в отсутствии необходимости длительного предварительного изучения. Тем более, что речь идет не о создании художественных объектов, а только о их редактировании.

   Основной недостаток Paintbrush заключается в том, что он использует растровые файловые форматы JPEG и BMP. Это главным образом приводит к тому, что линии, отличные от вертикальных и горизонтальных, имеют ярко различимую ступенчатую структуру.

3. Говоря о редактировании, следует вернуться на уровень рисования. Еще на этом уровне, для сокращения трудоемкости, повышения точности воспроизведения и уменьшения степени зависимости от возможностей средств редактирования, может быть предусмотрена компоновка рисунка на основе его фрагментов. При этом могут быть использованы свойства симметрии, многократной повторяемости элементов, вариантности, масштабируемости.

Таким образом, процесс редактирования зачастую сводится к процессу полной компоновки рисунка. Если к этому добавить еще и необходимость композиционных поисков и исправлений, то редактирование превращается в процесс значительно более трудоемкий и творчески насыщенный, чем процесс предварительной черновой заготовки рисунка.

Рассмотрим некоторые "Библейские" исследования (и это уже не юмор).

Например, Храм Иерусалимский (Ирода) "собран" на основе следующих элементов:

• золотой капитель коринфского ордера (найденный на Храмовой Горе, возможно, - от храма Юпитера, воздвигнутого позже) для золотой колонны;
• этот же капитель, "растянутый" для внешней мраморной колонны;
• собственно колонна, породившая золотой и мраморный варианты;
• повторяющийся фрагмент обрамления входа золотой лозой;
• фрагмент гроздей винограда над входом;
• фрагмент верхней плиты с орнаментом;
• херувим и фрагмент центральной пальмы для верхней плиты;
• шпиц в единственном экземпляре;
• рисунок половины Храма без приведенных выше элементов, ограниченный осью симметрии, на фоне галереи, а также с учетом жертвенника спереди.

Храм