У повсякденному житті ми часто стикаємося з потребою вирішення комбінаторних задач. Наприклад, учителеві доводиться розподіляти, комбінувати різні види робіт між групами учнів, завучу складати розклад навчальних предметів, кухареві — складати меню з набору страв, агроному — розміщувати сільськогосподарські культури на полях тощо. Майже щодня кожному з нас доводиться комбінувати речі з власного гардероба, вирішувати, що вдягнути на ту чи іншу подію (мал. ). Комбінування одягу
Що таке комбінаторика Нас оточує нескінченна кількість різноманітних форм. Водночас світ, у якому ми живемо, влаштований дуже економна: багато форм - це поєднання одних і тих самих елементів. До природного формоутворення близький такий метод проєктування, як комбінаторика - вона дає можливість багато разів і порізному використовувати елементи конструкції. Як зауважив американський архітектор, творець одного з перших хмарочосів Луїс Генрі Салліван, «три елементарні форми - стовп, поперечина й арка... лише три букви, з яких розрослось мистецтво архітектури - мова така велична й чудова, що людина з покоління в покоління змінює з її допомогою мінливий потік думок».
Бджолині стільники мають єдиний конструктивний елемент у формі шестигранної призми. У конструкціях з тісно зімкнених правильних шестикутників чи шестигранників витрачається найменше матеріалів. Стільникову конструкцію покладено в основу сонячних батарей космічних станцій, що дозволяє з мінімальною масою досягати великих розмірів за площею.
У проєктуванні, дизайні комбінаторику можна умовно поділити на два напрями - функціональний і формально-образний. Функціональний напрям передбачає збирання з однакового набору різних деталей цілісних об’єктів, приладів та виробів - будинків, меблів, кухонних комбайнів тощо. Формально-образний напрям використовує можливості комбінаторики для збагачення вигляду об’єкта шляхом варіацій кольору, групування, орнаментації елементів цілого, наприклад у графічному дизайні. Основною одиницею комбінування є модуль.
Комбінаторні методикомбінаторика - комбінування різними способами форм та їх елементів або варіативний пошук, який можна поділити в проектуванні на ряд основних прийомів:комбінування елементів на площині при створенні текстильних композицій, рапортних тканин або трикотажних полотен;комбінування типічних стандартних елементів (модулів) при створенні цілісної форми;комбінування деталей, пропорційних розмірів всередині певної форми (по одній конструктивній основі або по базовій формі);
До основних прийомів комбінаторного формоутворення в дизайні відносяться: - комбінування елементів на площині при створенні графічних композицій (сітка); - з’єднання типізованих стандартних елементів (модулів) в єдину цілісну об’ємно-просторову форму; - комбінування деталей, пропорційних членувань всередині форми.
Головна специфіка комбінаторного формоутворення полягає в тому, що це просторова комбінаторика, яка підпорядковується геометричним законам, спирається на теорію симетрії і комбінаторну симетрію. Комбінаторний метод формоутворення в дизайні ґрунтується на пошуку, дослідженні та застосуванні закономірностей варіантної зміни просторових, конструктивних, функціональних і графічних структур, а також на способах проектування об’єктів архітектури та дизайну з типізованих елементів. Комбінаторика дає можливість здійснювати проектну діяльність у двох напрямках: створення нових структурних побудов і варіювання вихідних елементів.
Прийом трансформації — істотне, часом фантастичне перетворення або зміна даної форми (мал 1.). Наприклад, кінці коміра загинають, складають у гармошку, зав'язують навколо шиї, заплітають у кіски тощо. Зі шматка тканини завдовжки 1-2 метри можна отримати ще більше варіантів формоутворення одягу, тому що значно збільшуються можливості композиційного пошуку (мал.2 ).(мал 1.).(мал.2 ).
Модуль – це, як правило, величина, що приймає за основу розрахунку розмірів будь–якого об’єкту, а також його деталей, елементів, котрі завжди дорівнюють обраному модулю. Таке введення модульної системи значно полегшує задачі, пов’язані із формоутворенням об'єкту. В основі формоутворення даного типу конструкцій лежить ідея так званого «перерізу» об’єкту на різні частини, котрі можна використовувати як окремі предмети, так і як один ансамбль. Це дає змогу легко змінювати не тільки їх конфігурацію, а й розташування. У внутрішньому просторі, котрий має складну незручну форму для облаштування (квадратну), за допомогою використання трансформуючих об’єктів: меблів, інших предметів наповнення інтер’єру легко виправити даний недолік, за рахунок змінення форми, різних варіацій та комбінацій(Рисунок 2).
Кінетизм (від грец. kinetiko’s – приводить в рух) відноситься до комбінаторних методів архітектурного проектування, зокрема до методу трансформації. Кінетизм – вид художньої творчості, в основі якого лежить ідея руху форми, будь-якої її зміни. Метод кінетизму полягає у створенні динаміки форм, декору (Рисунок 3). У дизайні метод кінетизму використовується все ширше, особливо в динаміці трансформуються деталі об’єктів, у застосуванні світлових об’єктів, світловодів, автономного освітлення, елементів форми, що обертаються або рухаються.
Кінетизм дає можливість створити потужну динаміку всередині статичної форми. Створення моделей з використанням графічних ілюзій руху в декорі або малюнках матеріалів часто зустрічається у світовій моді. Серед найбільш визначених і апробованих варіантів мобільного формоутворення відзначаються такі, як обертання спіралі, ефекти хвильового коливання, муаровий ефект тощо (Рисунок 4). Обертання спіралі породжує враження нескінченного підйому або спуску елементів композиції. Прийом хвильового коливання пов’язують з виникненням ілюзорних пластичних змін нерухомою форми, які створюють ілюзію перетікання вигинів форми в просторі. Таким чином, метод кінетизму як проектний метод досить новий в архітектурному дизайні, але має стійку тенденцію до розширення використання.
Приклад складних за формою модулів, які накладаються один на одного і закріплюються за допомогою кнопок. Модулі різної конфігурації можуть створювати складні варіанти комплектування одягу, нашаровуючись один на одного. Модуль – це, як правило, величина, що приймає за основу розрахунку розмірів будь–якого об’єкту, а також його деталей, елементів, котрі завжди дорівнюютьобраному модулю. Таке введення модульної системи значно полегшує задачі, пов’язані із формоутворенням об'єкту. В основі формоутворення даного типу конструкцій лежить ідея так званого «перерізу» об’єкту на різні частини, котрі можна використовувати як окремі предмети, так і як один ансамбль.
Це дає змогу легко змінювати не тільки їх конфігурацію, а й розташування. У внутрішньому просторі, котрий має складну незручну форму для облаштування (квадратну), за допомогою використання трансформуючи об’єктів: меблів, інших предметів наповнення інтер’єру легко виправити даний недолік, за рахунок змінення форми, різних варіацій та комбінацій(Рисунок 2).
Біоніка. Біоніка (від др. грец., Biov – живе) – прикладна наука, що вивчає живу природу з метою використання отриманих знань у практичній діяльності людини; це поєднання біології та техніки. Архітектурна біоніка – це перенесення законів і принципів формоутворення, які діють у природі. Застосування конструктивних схем живої природи до архітектури, дослідження і виявлення функцій живих організмів і відображення цих аспектів в технічних якостях елементів, конструкцій, об’єктів тощо.
Вперше “біонікою” стали займатися в епоху бурного розквіту Відродження після середньовікового застою, коли такі геніальні науковці, як Леонардо да Вінчі, виявили аналогію між творінням людини і природи, і показали, що імітація або використання моделей природи може дати технічні переваги. Відомо, що політ птахів або плавання риб навели великого художника на думку перших планерів, парашутів, підводних лодок.
Біодизайнери досліджують природні форми і моделюють за їх зразком штучні об’єкти. Одним із перших почав «цитувати» природні форми італійський художник й учений Леонардо да Вінчі. Він проектував за принципами біоніки літак, крила якого нагадували форму і механізм дії крил справжніх птахів.