Parametarsko oblikovanje sferne Voronoi lampe za projekciju slike putem svetlosno–senčnih obrazaca

Oblast istraživanja

Uticaj parametarski oblikovanih struktura rasvetnih tela na formiranje kontrolisanih svetlosno–senčnih projekcija na okolnim površinama. Fokus je na proučavanju odnosa između geometrije otvora, prostornog pozicioniranja lampe i karakteristika svetlosnog izvora u generisanju čitljivih vizuelnih motiva na zidovima enterijera.

Tema istraživanja

Projektovanje i simulacija sferne Voronoi lampe sa prilagođenim rasporedom perforacija, čija je funkcija da pod određenim uslovima osvetljenja i pozicioniranja projektuje zadatu kontrasnu crno-belu sliku na zid. Oblik i gustina Voronoi ćelija kontrolišu se pomoću tonalnih vrednosti slike i parametarskih alata u Rhino/Grasshopper okruženju.

Stanje u oblasti

Dekorativne Voronoi lampe – primarno se fokusiraju na estetske, organske šare, bez kontrole projekcije svetlosti u oblik zadatog motiva.

Parametarski generisana rasveta — omogućava kontrolu veličine i gustine perforacija, ali uglavnom bez precizne povezanosti sa konkretnom slikom koja se projektuje.

Interaktivni sistemi rasvete — često menjaju boju i intenzitet svetla, ali ne utiču na strukturu senki niti na njihovu projekciju u formu slike.

Prednosti:

  • Omogućava kreiranje jedinstvenih projekcija u prostoru, koje kombinuju dekorativnu i narativnu funkciju rasvete.
  • Geometrija lampe postaje aktivni generator slike, a ne samo nosilac svetla.
  • Sistem je parametarski prilagodljiv, što omogućava eksperimentisanje sa različitim slikama, gustinama i udaljenostima lampe.

Mane:

  • Zahteva preciznu simulaciju izvora svetla, ugla i razdaljine lampe od zida.
  • Rezultat je vrlo osetljiv na pozicioniranje u prostoru — mala odstupanja mogu narušiti čitljivost slike.
  • Kompleksnost slike utiče na potrebnu rezoluciju Voronoi ćelija i performanse modela.

Problem (projektantski zadatak)

Kako projektovati sfernu Voronoi lampu čija će struktura i raspored otvora biti generisani tako da, uz tačno definisane svetlosne uslove i udaljenost od zida, projektuju zadatu crno–belu sliku sa što većom čitljivošću i preciznošću?

Cilj

Razviti parametarski model lampe koji povezuje sliku, Voronoi strukturu i simulaciju svetla, kako bi se dobila jasna i čitljiva projekcija na zid. Kroz testiranje različitih brojeva otvora, kontrasta slika i pozicioniranja, cilj je optimizovati parametre koji daju najbolji vizuelni rezultat.

Hipoteza

Parametarski oblikovana sferna Voronoi lampa, čija je mreža otvora generisana na osnovu tonalnih vrednosti slike, može da proizvede prepoznatljive i jasne projekcije na zid kada su pažljivo kontrolisani raspored ćelija, pozicija lampe i karakteristike svetla. Time rasveta dobija ulogu prostornog medijuma za prenos vizuelnog sadržaja, a ne samo dekorativnog objekta.

Kriterijumi

Kvalitativni:

Vizuelna čitljivost projektovane slike, estetski doživljaj i prostorni efekat svetlosno–senčnih obrazaca

Kvantitativni:

Homogenost osvetljenja površine zida, oštrina ivica senki, stepen podudaranja između projektovane i ciljne slike

Metode istraživanja

Modelovanje lampe – Voronoi mreža se buši kroz površinu sfere sa tačkastim izvorom svetla u unutrašnjosti.
Simulacija – testiranje projekcija pri različitim udaljenostima lampe i vrstama slika radi analize senki i oštrine.
Iterativni proces – variranjem slike, kontrasta, gustine i pozicije lampe dobijaju se komparativni rezultati.
Analiza produkta – vizuelna procena prepoznatljivosti sprovedena kroz anketiranje ispitanika.

Optimizacija
Sprovodi se kroz sistematsko variranje ključnih parametara i poređenje rezultata simulacija u cilju postizanja najjasnijih projekcija. Optimizuju se:

  • Udaljenost lampe od zida – traži se optimalna pozicija za maksimalnu oštrinu senki.
  • Pozicija i karakter svetlosnog izvora – podešava se snop i intenzitet radi ujednačenog osvetljenja.
  • Broj i gustina otvora – upoređuju se različite rezolucije Voronoi mreže.
  • Složenost i kontrast slike – analizira se granica prepoznatljivosti između jednostavnih i zahtevnih motiva.