Распечатать запись Распечатать запись

Геометрические скульптуры

Профессор Беркли пробует себя в математическом искусстве (и обратно)

Карло Сейкин живет в мире невозможных объектов и потрясающих форм. Посещение кабинета почетного профессора информатики похоже на путешествие вниз по кроличьей норе. Парадоксальные тела встречаются в каждом его уголке, лежат на полках, стоят на пьедесталах, свисают с потолка — оптические иллюзии, воплощенные в бумаге, картоне, пластике и металле.

Кабинет больше напоминает студию художника, наполненную незавершенными работами и свидетельствами прошлых творческих изысканий, чем академический кабинет уважаемого ученого. Хотя это совершенно справедливо: Сейкин инженер и художник. Но он не просто работает в качестве одного или другого. Он одновременно занимается и тем, и другим.

Сейкин внес свой вклад в широкое распространение цифровых камер и в революцию в дизайне компьютерных чипов. Он разработал новаторскую систему автоматизированного проектирования (САПР) инструментов для дизайнеров схем, инженеров-механиков и архитекторов. Между тем, его огромные абстрактные скульптуры, сделанные совместно с кем-либо, а также сольные работы установлены в различных помещениях, таких как штаб-квартире корпорации H&R Block в Канзас-Сити, в кампусе Западного государственного университета Миссури и на террасе Berkeley Sutarja Dai Hall, где находится Центр информационных технологий исследований в интересах общества (CITRIS). Его занятия являются, на первый взгляд, странной смесью, но есть та нить, которая связывает их вместе.

“Я влюбился в геометрию в средней школе, и с тех пор это стало моей игрой’’, — говорит Сейкин, его голос наполнен восторгом, когда он рассказывает о своем любимом предмете.

Эта средняя школа в Базеле, в Швейцарии, специализируется в области математики и естественных наук — в обеих этих областях преуспел Сейкин. Карьера в сфере науки или техники была ожидаемой, но молодой Сейкин также обратился к очень специфическому виду абстрактного искусства. Он был очарован работой голландского художника-графика M.К. Эшера, который изобразил симметрию, бесконечность, повторения и другие математические понятия в головокружительных ксилографиях и литографиях. Он нашел вдохновение в конструкциях Наума Габо, пионера кинетической скульптуры и швейцарского архитектора, прекрасного художника и промышленного дизайнера Макса Билла, который в геометрию своих работ привнес математическую точность. Творчество Сейкина перекликается с абстрактными геометрическими формами мобилей Александра Колдера. Но Сейкин построил и свои собственные закрученные формы из теннисных мячей и проволоки.

После получения степеней бакалавра и магистра по физике в университете Базеля, Сейкин в начале 1970-х эмигрировал в Соединенные Штаты, чтобы работать в знаменитой Bell Telephone Laboratories в Нью-Джерси. Там он был частью команды, разрабатывающей приборы с зарядовой связью (ПЗС) — основной компонент цифровых камер. Датчики изображения ПЗС, по существу являются интегральными схемами, на которых сетка из крошечных конденсаторов преобразует свет в электроны. Самые ранние прототипы имели очень мало конденсаторов, что серьезно ограничивало разрешение изображения, и знание геометрии помогло Сейкину разместить на каждом чипе больше конденсаторов, что повысило качество изображения.

После ухода из Bell Labs в 1977 году, Сейкин работал в Беркли на факультете электротехники и компьютерных наук (EECS). Всего несколько лет спустя он объединился с Дэвидом Паттерсоном и их студентами для построения новой простой компьютерной архитектуры RISC (англ. reduced instruction-set computing — компьютер с сокращенным набором команд). Это пошло вразрез с развитием полупроводниковой промышленности того времени, давая возрастающее количество задач для программного обеспечения, работающего на кремнии. Чтобы добиться успеха, создатели RISC должны были собрать паззл — макет нового компьютерного чипа, заполненного десятками тысяч компонент. Проблема состояла в том, что инструментальные средства автоматизированного проектирования еще не были достаточно развиты. И Сейкин написал свои собственные.

“Для меня проблема RISC была исключительно геометрической’’, — говорит Сейкин, — “Я переключался между созданием чипов и разработкой САПР, которая позволила бы нам оптимизировать расположение элементов на пластине и маршрутизировать соединения’’.

После успеха RISC в 1980 году Сейкин возглавил Кафедру информатики в Беркли, и эту должность он занимал в течение трех лет. В то время подразделение перестало вмещаться в свое помещение в Evans Hall. Сейкин возглавил новый строительный комитет, в том числе он отвечал за сбор средств и управление, чтобы создать Soda Hall. Но наряду со своими административными обязанностями, Сейкин использовал проект Soda Hall как возможность переместить графические исследования в трехмерную реальность. В течение нескольких лет он и студент Сет Теллер (теперь он работает в Массачусетском технологическом институте) создали новые средства архитектурного проектирования и программы трехмерного пошагового анализа. Их целью было имитировать взаимодействие с нашей постройкой до того, как она построена. В то время, однако, компьютеры не могли справиться с целым зданием одновременно.

Решение Сейкина и Теллера?

“Скрыть то, что не видно’’, — говорит Сейкин. Другими словами, должны быть получены только видимые изображения здания или ближайших мест. Их продуманный подход стал основой в создании эффекта погружения сегодняшних видеоигр и интерактивных симуляций.

Большую часть своего времени в Беркли Сейкин провел в виртуальном мире САПР и компьютерной графики, а в начале 1990-х интерес его обратился к реальному миру благодаря сотрудничеству с профессором машиностроения Полом Райтом, являющимся в настоящее время директором CITRIS. Инженерный колледж только приобрел один из первых 3D-принтеров — устройство, которое разбрызгивало струю пластика, строя слой за слоем модели, взятые прямо из компьютерных проектов.

В последние два года недорогие настольные 3D-принтеры широко рекламируют как удобную технологию для производителя, но первые такие машины были громоздкими, дорогими и неуклюжими, им требовалось специальное программное обеспечение для проектирования объектов. Сейкин, Райт и их студенты разработали алгоритмы для упрощения каждого шага: создание 3D-объектов и манипулирование ими на экране, он-лайн разделение проектов, и улучшили печать 3D-моделей. Для дизайнеров инструменты САПР и 3D-принтеры стали благом для быстрой разработки прототипов. Для Сейкина эта технология была мостом от битов к атомам. Наконец сложные геометрические элементы, которые он представлял, стало можно сделать осязаемыми.

Сейкин уже вел творческий курс геометрического моделирования “с уклоном в создание прикольных вещей’’. Сейкин и его ученики использовали оставшиеся трубки от закончившихся рулонов бумаги больших форматов для принтера, чтобы сделать любопытные геометрические модели, начиная от фрактальных деревьев и заканчивая бутылками Клейна (странным геометрическим объектом, у которого нет внутренней и внешней сторон). Курс завершился художественной выставкой в Evans Hall.

В 1994 году Сейкин наткнулся на статью о Бренте Rоллинзе, художнике из Гоуэра, Миссури, который вырезал причудливые скульптуры из дерева, состоящие из странных форм одних и тех же видов, которые всегда зачаровывали взгляд и ум Сейкина: седловых поверхностей, тороидальных рамок, лент Мебиуса, гиперболических семиугольников и тому подобных форм. В первом же телефонном разговоре два человека сразу же обнаружили, что они говорят на одном и том же языке, хотя они подходили к своей работе с разных точек зрения. Сейкин говорит, что у него был “аналитический подход’’, а подход Коллинза “был более интуитивным’’. Они составляли хорошую пару.

“Мы говорили один раз в неделю и придумали несколько хороших идей для скульптур’’, — вспоминает Сейкин, — “Но Бренту требовались недели, чтобы сделать модель. Поэтому я предложил использовать компьютер в качестве виртуального инструмента отладки конструкций’’. Конечно, не было адекватного программного обеспечения, которое могло предоставить именно ту функциональность, которая им была нужна. И снова Сейкин написал свою собственную программу, назвав ее Sculpt Generator 1.

Друзья Коллинза беспокоились за то, что “аналоговый художник” заносит его модели в компьютер и, как вспоминает Сейкин, опасались, что “общение с таким ботаником высушит его креативность’’. Коллинз игнорировал своих критиков и вместе с Сейкином в то время создал многочисленные бронзовые скульптуры. Но пока Коллинз занимался традиционными резьбой и литьем, Сейкин укрощал мощь САПР и 3D-принтеров. Собственные загадочные скульптуры Сейкина завоевали многочисленные научные художественные призы и появились на страницах календарей с математическими изображениями.

“Когда у меня есть простая геометрическая форма в компьютере, я могу изменить некоторые параметры и сделать на 3D-принтере 20 или 30 образцов форм из того же семейства’’, — объясняет он, хватая различные модели, чтобы проиллюстрировать свою точку зрения или, если нужной модели нет, показывая форму руками.

Сейкин сейчас на пенсии, но все еще очень активно участвует в деятельности Инженерного колледжа. Он учит студентов “красоте узлов’’, помогая им понять науку петель и узлов, моделируя их на компьютере и печатая 3D-формы. Он также консультирует студента по набору кирпичей, созданных на 3D-принтере, похожих на кирпичики Lego, но изогнутых так, что они могут быть “соединены вместе в кольца и узлы, чтобы создать необычные скульптуры’’.

И если вы посетите шестой этаж террасы в Sutardja Dai Hall, вы не сможете не обратить внимание на извилистую каменную башню на постаменте, разработанную Сейкином и подаренную одним из его бывших коллег по Bell Labs, Полом Сичи. Скульптура под названием “Столп инженерии’’ стоит на одной из небольших напечатанных 3D-принтером моделей, которая привлекла Сичи, когда он был в офисе Сейкина.

Связь искусства и науки может показаться странной — необузданное творчество не в ладах с логикой и разумом. Тем не менее, они работают на одном горючем: страсти, любопытстве и чувстве удивления окружающим миром. Художники и ученые заставляют идеи появиться посредством видения, интуиции и изучения, а также используют бесчисленные методы, чтобы показать эти идеи в физическом мире.

“Искусство и наука действительно имеют одно и то же происхождение’’, — говорит Сейкин. — “Они часто исходят из усиленного наблюдения и абстрагирования, чтобы достигнуть более глубокого понимания сложных идей и систем’’.

Сейкин в настоящее время делает обзор различных геометрических скульптур таких художников, как Ева Хильд, чтобы создать классификацию геометрических скульптур и “показывает математические законы, лежащие в основе их форм‘’. Он также недавно опубликовал статью, систематизирующую четырехмерные геометрии бутылки Клейна, помогая внести ясность в довольно сложную математику. И он напечатал свои 3D-модели, еще раз превращая науку в искусство через потрясающие скульптуры, которые передают самую таинственную математику прямо в наши руки.

Источник: http://alumni.berkeley.edu/california-magazine/winter-2013-information-issue/sculpting-geometry

Фотографии скульптур К. Сейкина: http://www.cs.berkeley.edu/~sequin/SCULPTS/sequin.html

Оставьте свой отзыв

Добавить изображение