4D kuća – faza III

1| Uvod01 render 4d 2

U poslednjoj fazi projekta pokušavamo da predstavimo kako bi izgledala četvorodimenzionalna kuća, prateći principe odnosa niže i više dimenzije. Koristimo jednostavne prostorne celine kako ne bi bez razloga dodatno zakomplikovali prostor, već ga učinili lakše shvatljivim.

2| 2D1 2d osnove

Počinjemo sa nasumično generisanim dvodimenzionalnim prostorima, tj. 2D kućama. Iz njih ćemo polako konstruisati trodimenzionalnu kuću, a zatim i četvorodimenzionalnu. U arhitekturi je poznat proces pri kom koristimo dvodimenzionalne projekcije kako bi konstruisali trodimenzionalni prostor. Taj proces ćemo isto ovde primeniti.

3| 2D integracija2 2d-spojeno

 

Podelićemo 2D osnove po bojama u odnosu na njihovu različitu poziciju unutar treće dimenzije. Iz 2D perspektive sve što smo uradili ovde jeste preklopili osnove jedne sa drugim. I time svaka od tri osnove trenutno zauzima isti prostor. Ali ako ovim prostorima dodamo dodatnu dimenziju, možemo ih razdvojiti.

4| Transformacija 2D-a u 3D3 2D u 3D

 

Kao što možemo videti u ovom prikazu. Naš način razmišljanja veoma jasno razume šta se ovde događa, time što smo sposobni da iz 2D slike vizualizujemo trodimenzionalni prostor. U suštini mi ovde samo pomeramo tačku posmatranja. Ali kako bismo bolje razumeli ovu transformaciju iz niže u višu dimenziju, zamislimo da je ovo i dalje 2D prostor. Ono što se dešava unutar dvodimenzionalnog prostora jeste da se dodatni prostor koji mi možemo da zamislimo zapravo čini kao gubitak prostora.

5| 2D prikaz 3Da3 3 belo

 

Odjednom u izometrijskom 3D prikazu (levo), na 2D nivou čini se da postoji mnogo više zidova i zatvorenog prostora. U pogledu odozgo (desno), tj. u pogledu upravnom na drugu dimenziju čini se da ima mnogo više otvorenog prostora. Dok zapravo u realnosti između tih zidova postoji dodatni prostor unutar treće dimenzije. Bitno je razumeti ovaj odnos, kako bi bolje razumeli 4D kuću.

6| Alternativno zamišljanje prostora3 4 2D u 3D - Copy

 

Zamislimo da u ovom prikazu, umesto što pomeramo tačku posmatranja, zapravo sve što se dešava jeste da dodatni prostor treće dimenzije izlazi iz samog sebe i isto tako nestaje, kao da uvlačimo i razvlačimo harmoniku. Na ovaj način je možda iz perspektive 2D prostora lakše razumeti kako se ovaj dodatni prostor iz treće dimenzije zapravo nalazi unutar istih koordinata 2Da.

7| 3D integracija4 3d-spojeno

 

Kako bi konstruisali 4D kuću, koristićemo isti princip. Tri prethodno generisane 3D kuće podelićemo po bojama u odnosu na njihovu različitu poziciju unutar četvrte dimenzije. Unutar 3D prostora, čini se kao da ove kuće zauzimaju isti prostor, što smo prethodno dokazali da to ne mora biti slučaj.

8| 4D kuća6 3D u 4D

 

Ovo što sada posmatramo je 3D projekcija 4D kuće. Sada, kao što se prethodno iz 2D perspektive 3D prostor činio kao da je u potpunosti ispunjen, tako se i ovde čini kao da je gužva unutar ovog 4D prostora. Gde je zapravo ispravnije reći da su svi ovi zidovi kao dodatni prostori unutar samih sebe. Svaki od delova ovog prostora ili postoji ili ne postoji, u zavisnosti od toga gde se nalazi unutar četvrte dimenzije.

9| Presek 4D kuće7 render presek

 

 

Ako pogledamo presek 4D kuće, tek se može činiti kao apsolutno ispunjen prostor, gde u realnosti iza svih ovih zidova ili unutar zidova se nalazi dodatni prostor. Takođe ovaj prikaz se čini još apstraktniji, i time možda i tačniji.

8 presek10| Vizuelizacija 4D prostora9 render 4d 1

Kako bi lakše shvatili kako bi 4D kuća izgledala važno je shvatiti da mi u životu zapravo posmatramo 2D, ali razmišljamo 3D. Isto tako ako bi prostor bio 2D, mi bismo videli 1D. Tako unutar 4D prostora, mi bismo videli 3D, što bi značilo da iz dosta perspektiva unutar 4D prostora, mi bismo videli kroz i unutar zidova u isto vreme. Što je jako teško predstaviti. Ali u suštini, ovaj 4D prostor što sada posmatramo bi se nalazio svuda u isto vreme unutar treće dimenzije. Isto tako bi se i mi pronašli na više mesta unutar ovog prostora. Zid ispred nas postoji, ali isto tako možemo i potencijalno proći kroz njega iz perspektive 3Da.

4D kuću je verovatno nemoguće predstaviti u realnosti, jedino se možemo nadati i potruditi da je objasnimo dovoljno dobro i možda time uspemo zamisliti.

 

 

 

 

 

Konstrukcija višedimenzionog objekta njegovim nižedimenzionim delovima

U prvoj animaciji vidimo konstrukciju 3D tela (kocke) posmatrajući dve dimenzije. Najlakše je zamisliti sklapanje kutije, savijajamo stranice kocke (kvadrate) i stvaramo zatvoreno telo. Iako su sve stranice jednake, posmatramo iz perspektive kako bi prikazali objekat što kompletnije. Ako bi ovo prikazali u ortogonalnoj projekciji, okolne kocke bi se sve prosto uklopile u centralnu i videli bi samo jedan kvadrat.

3d

 

 

 

 

 

 

 

U narednoj animaciji vidimo sklapanje 4D tela (teserakta). Kao što je razbijena kocka sačinjena od kvadrata, tako je i teserakt sačinjen od kocki. U realnosti, sve stranice teserakta su upravne jedne na drugu, kao što je i u primeru gore. U ortogonalnoj projekciji mi bismo videli samo jednu kocku, iako u njoj postoji celih osam jednakih delova.

4d

 

 

 

 

 

 

 

U ovakvom (4D) prostoru mogu se stvoriti zanimljive stvari, na primer kretanje kroz njega. Ako u razvijenoj projekciji definišemo 3D kocke nekim prostorom (objektom) i zatim ih sve uklopimo jedne u drugu, možemo stvoriti takoreći 3D površinu 4D prostora. I kao što u 3D-u šetamo po 2D spoljašnjoj površini kocke u ovakvom 4D prostoru možemo šetati po “3D površini” teserakta. Različiti 3D prostori bi se konstantno preklapali jedni sa drugim i iz naše 3D perspektive činilo bi se kao da nestajemo iz jednog mesta u pojavljujemo se u drugom. Iako je ovo komplikovano vizuelizovati, mogu se definisati i apstraktno koristiti pravila ovakvog prostora za stvaranje zanimljivih principa kretanja i interakcije.

render10063

Vizuelizacija 4D objekta

Oblast istraživanja –
Više dimenzije

Tema istraživanja –
Četvrta dimenzija (4D)

Stanje u oblasti –
Preklapanje dimenzija. Međusobna zavisnost. Predstavljanje jedne dimenziju unutar druge dimenzije.

Problemi –
Realna i jasna vizuelizacija višedimenzionalnog (4D) objekta/prostora.

teserakt konstrukcija

Cilj –
Predstaviti 4D objekat i pomoći pri stvaranju mentalne slike takvog objekata.

Hipoteza –
Odnos i pravila između bilo kojih dimenzija je isti. Ako razumemo odnos između dve, razumećemo odnosu između bilo kojih drugi dimenzija.

Kriterijumi –
Na osnovu date hipoteze, možemo posmatrati odnos treće i druge dimenzije i kako 3D objekat izgleda u 2D-u. Zatim odrediti kriterijume njihovog odnosa i pratiti te iste pri vizuelizaciji 4D-a u 3D-u.

Primer: Razvijena kocka u 2D prostru se sastoji od 6 kvadrata, to možemo primetiti prostim brojanjem stranica kvadrata. Prateći istu logiku, ako posmatramo teserakt (4D kocku), on razvijen u 3D prostoru se sastoji od 8 kocki. To možemo primetiti najprostije opet brojeći kocke unutar njega. Sa obzirom da te kocke nisu najočiglednije na prvi pogled, treba zamisliti da su sve ivice upravne jedne na drugu. Odnosno tražimo zatvoreno geometrijsko telo sa 12 ivica. Jedna od 8 kocki je obojena radi lakšeg razumevanja.
razvijeno

Metode –
1. Uporedan prikaz 2D vizuelizacije 3D objekta i 3D vizuelizacije istog 4D objekta.
U narednom primeru, vidimo 2D presek 3D konusa kao parabolu, dok bi ovakav 3D presek 4D konusa bio paraboloid.

2D u 3D

2. Iz 3D perspektive 2D ravni mogu beskonačno da se slažu jedna na drugu, iz perspektive 2D prostora te ravni se nalaze jedna u drugoj. Isto tako u 4D-u, 3D prostor se nalazi unutar 3D prostora. Znajući da se četvrta dimenzija nalazi unutar treće, pritom mi ne možemo lako zamisliti taj dodatan prostor, jedan od korisnih koncepata za takvu vizuelizaciju je vreme. Ako zamislimo da određeni prostor zauzima objekat A, a u sledećem trenutku taj isti prostor zauzima objekat B. Zatim ako spojimo te vremenske segmente u jedan, u teoriji dobijamo nešto nalik 4D-u. Zato što tada, više 3D objekata zauzima isti 3D prostor. Ili prosto, možda čak možemo i direktno koristiti vreme kao dodatni četvrti parametar za definisanje 4D objekta. Ako razumemo ovaj koncept možemo i razumeti zašto je u fizici opšte prihvaćeno da su prostor i vreme jedna te ista stvar.