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頂尖設計術,圓弧生萬物——把logo設計師當場氣死的數學藝術

女士們,先生們,老少爺們兒們!在下張大少。

看過很多logo徽章、紋樣圖案之後,張大少偶然發現了設計的秘籍,且聽在下細細道來。

圖1中這些亂七八糟的圖案都是基於一種極其簡單的線條——圓弧。在繼續閱讀之前,你可能想暫停一下,問問自己是否能辨別出這些圖案的共同點。

圖1:各種各樣由圓弧組成的圖案

共同點在於,所有這些圖案都是由沿垂直軸線均勻分佈的半圓形連線點組成。這表明了一個道理,即便是半圓這種最簡單的圖案也擁有最大的多樣性。大自然擅長這種遊戲:數以百萬計的天然蛋白質中的每一個都是由僅僅20種氨基酸組裝而成的,而雪花也都是由不起眼的水分子排列而成的。人類的設計也像在大自然一樣:只需要最簡單的圖案,就能獲得巨大的設計多樣性。

用每步構造的選擇乘以構造的步驟,就能得到最後生成圖案的數量,顯然,這個數字是以指數級增長的。

使用Mathematica和Geogebra之類的數學軟體,很容易做出一個直觀的操作介面,如圖2,直接拖動弧線,並透過命令點選就能新增和刪除弧線。

圖2:探索弧線形式的介面

有了這個友好的介面,就可以開始在圓弧的空間裡遨遊,發現各種有趣的設計。圖3展示了一次探索的過程。探索得越多,就越想去探索,根本停不下來。

圖3:圓弧圖案的探索

在探索的過程中,你會發現某些圖案反覆出現,例如螺旋形、蠕蟲形、葉狀結構,以及哥特式玫瑰花窗中的常見圖案。

我們也可以按照連線點的個數,枚舉出所有圖案,找出其中最有美感的一些用在自己的設計中,但你會發現,隨著連線點的增加,生成圖案的數量迅速增長,以至於在4個連線點之後,將它們全部展示出來就完全不可能了。有n個連線點的圖案的總數是2^n(n-1)。

圖4:具有3個連線點的所有弧形圖案,共計64種

圖5:具有n個連線點的圓弧圖案的數量隨著n的增加而呈指數級增加

圖5中的表格顯示了圖案的數量隨著連線點數量的增加而迅速增加。如果有8個連線點,按圖4的比例顯示所有圖案几乎可以覆蓋半個地球。這就是指數級別的規模,當如此大的數字被隱藏在介面的按鈕和滑塊後面時,你很難意識到它的巨大。由此也給我們帶來了一個問題:如何在這個巨大設計空間中把握各種可能性?

解決方案如圖6,除了連線點的數量之外,可以按照左弧和右弧的數量過濾生成的圖案。這樣天文數字就會化整為零,顯得不那麼令人望而生畏。

圖6

以下是從海量圖案中挑選出的一些比較有美感的圖案。

給這些圓弧圖案新增一些藝術效果,就能製作出不輸設計師的圖案紋樣。

頂尖設計術,圓弧生萬物。不曉得logo設計師有木有被當場氣死……

參考文獻

[1] Peter Pearce, Structure in Nature is a Strategy for Design, MIT Press, 1978

[2] Mathematica, http://www。wolfram。com

[3] Yasaburo Kuwayama, Trademarks & Symbols Volume 2: Symbolical Designs, Van Nostrand Reihnold Company, 1973, p109

[4] Christopher Carlson, “Interactive Exploration of Corporate Logos: From Mercedes Benz to Sea Creatures”, in BRIDGES Pécs Conference Proceedings, George W。 Hart and Reza Sarhangi, eds, pp 119– 126, Tessellations Publishing, 2010

[5] Christopher Carlson, “Arc Form Discovery Widget” from The Wolfram Demonstrations Project http://demonstrations。wolfram。com/ArcFormDiscoveryWidget/

[6] Christopher Carlson, “Arc Form Design Widget” from The Wolfram Demonstrations Project

http://demonstrations。wolfram。com/ArcFormDesignWidget/

[7] https://www。geogebra。org/m/nzGmF5EB

[8] Christopher Carlson, Arc Forms: Interactive Exploration of a Discrete Combinatorial Design Space

青山不改,綠水長流,在下告退。

轉發隨意,轉載請聯絡張大少本尊。

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