數(shù)學與設(shè)計

前言

設(shè)計是一個極其廣泛的概念，現(xiàn)代著名設(shè)計大師莫霍利一納吉（LaszloMoho1y-Nagy）提出：“設(shè)計不是一種職業(yè)，它是一種態(tài)度和觀念，一種規(guī)劃（計劃）的態(tài)度觀點?！崩氐睦斫馐牵骸霸O(shè)計是包含規(guī)劃的行為……這是很難的智力工作并要求謹慎的、關(guān)鍵的決策。它不重視把外形擺在最優(yōu)先地位，而是把與之有關(guān)的各方面結(jié)果結(jié)合起來考慮，包括考慮經(jīng)濟、社會、文化效果?！北緯幷呔C合中外設(shè)計理論與實踐認為，設(shè)計不僅是一門藝術(shù)，而且是藝術(shù)、科學、技術(shù)、文化、經(jīng)濟、管理等的融合。因此，設(shè)計創(chuàng)作不僅需要設(shè)計者擁有一定的審美意識和創(chuàng)意能力，而且還需要具備一定的科學思想。數(shù)學作為科學技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，在整個設(shè)計領(lǐng)域中起著非常重要的作用。例如，圖案設(shè)計看似與數(shù)學無關(guān)，實際上，目前大量的圖案都是利用數(shù)學函數(shù)生成的。設(shè)計師一旦掌握了用數(shù)學函數(shù)設(shè)計圖案的方法，其設(shè)計的效率會提高數(shù)十倍，設(shè)計的水平也會得到質(zhì)的飛躍。既然連圖案設(shè)計都如此需要數(shù)學，產(chǎn)品設(shè)計、建筑設(shè)計、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計等就更需要數(shù)學的支持。本書的寫作目的就是要將數(shù)學引入現(xiàn)代設(shè)計教育中，以培養(yǎng)出具有科學思想和理性思維能力的設(shè)計師，從而提高設(shè)計人員的設(shè)計水平。就目前實際情況而言，將設(shè)計與數(shù)學融合起來，使學習設(shè)計專業(yè)的學生了解和掌握一些數(shù)學知識，并能夠?qū)?shù)學運用到設(shè)計中已是當務(wù)之急。

內(nèi)容概要

　　《數(shù)學與設(shè)計》從對什么是數(shù)學，什么是設(shè)計，數(shù)學與設(shè)計之間的關(guān)系的探討開始，對比例與設(shè)計、幾何與設(shè)計、透視與設(shè)計、代數(shù)與設(shè)計以及其他數(shù)學形式與設(shè)計等內(nèi)容進行了比較系統(tǒng)和深入的介紹，旨在使讀者通過對《數(shù)學與設(shè)計》的學習，能夠比較全面和系統(tǒng)地了解、掌握數(shù)學在設(shè)計中的各種應(yīng)用，并建立起運用理性設(shè)計思維和科學思想進行設(shè)計的觀念，為進一步學習設(shè)詐和從事設(shè)計工作奠定基礎(chǔ)。　　《數(shù)學與設(shè)計》力求理論聯(lián)系實際，既適合設(shè)計類專業(yè)的教學使用，也可供從事設(shè)計工作的人員參考。

書籍目錄

第一章 數(shù)學與設(shè)計概述第一節(jié) 關(guān)于數(shù)學一、數(shù)學概述二、數(shù)學與構(gòu)成法則三、數(shù)學的作用第二節(jié) 關(guān)于設(shè)計一、設(shè)計概述二、設(shè)計的性質(zhì)第三節(jié) 數(shù)學與設(shè)計的關(guān)系一、數(shù)學是設(shè)計的基礎(chǔ)要素二、數(shù)學是設(shè)計的推動力三、設(shè)計促進數(shù)學的發(fā)展思考與練習第二章 比例與設(shè)計第一節(jié) 比例簡述一、比例的概念二、數(shù)列與斐波納奇數(shù)列三、比例在設(shè)計中的應(yīng)用第二節(jié) 比例在設(shè)計中的作用一、分割作用二、評定作用三、應(yīng)用的基本原則第三節(jié) 黃金分割與設(shè)計一、黃金分割的相關(guān)概念二、黃金分割的自然形態(tài)三、黃金分割作圖技巧四、黃金分割與設(shè)計應(yīng)用第四節(jié) 比例與設(shè)計一、比例作圖技巧二、比例與設(shè)計應(yīng)用思考與練習第三章 幾何與設(shè)計第一節(jié) 幾何與設(shè)計的關(guān)系一、幾何形態(tài)與設(shè)計二、幾何在設(shè)計中的作用第二節(jié) 幾何在設(shè)計中的應(yīng)用一、平面幾何在設(shè)計中的應(yīng)用二、立體幾何在設(shè)計中的應(yīng)用第三節(jié) 解析幾何與設(shè)計一、解析幾何概述二、解析幾何在設(shè)計中的應(yīng)用第四節(jié) 對稱、相似與設(shè)計一、關(guān)于對稱與相似二、對稱、相似對設(shè)計的作用三、中心對稱與設(shè)計四、軸對稱與設(shè)計五、相似與設(shè)計思考與練習第四章 透視與設(shè)計第一節(jié) 透視及其在設(shè)計中的應(yīng)用一、透視與幾何二、透視中的常用術(shù)語三、透視在設(shè)計中的應(yīng)用第二節(jié) 透視的種類與作圖技巧一、一點透視二、兩點透視三、三點透視第三節(jié) 設(shè)計應(yīng)用技巧一、繪畫中的透視二、建筑設(shè)計中的透視三、產(chǎn)品設(shè)計中的透視思考與練習第五章 代數(shù)與設(shè)計第一節(jié) 排列、組合與設(shè)計一、排列、組合簡述二、排列、組合與設(shè)計的關(guān)系三、排列組合在設(shè)計中的實際應(yīng)用第二節(jié) 集合與設(shè)計一、集合簡述二、集合與設(shè)計的關(guān)系三、集合在設(shè)計中的實際應(yīng)用第三節(jié) 函數(shù)與設(shè)計一、函數(shù)簡述二、函數(shù)與設(shè)計的關(guān)系三、函數(shù)在設(shè)計中的應(yīng)用思考與練習第六章 其他數(shù)學形式與設(shè)計第一節(jié) 拓撲與設(shè)計一、拓撲學概述二、拓撲結(jié)構(gòu)分類三、拓撲與設(shè)計應(yīng)用第二節(jié) 分形與設(shè)計一、分形概述二、分形與設(shè)計應(yīng)用思考與練習附錄附錄一 常用幾何運算公式一、幾何平面周長及面積運算公式二、幾何形態(tài)面積與體積運算公式附錄二 函數(shù)圖形附錄三 分形創(chuàng)意圖形參考文獻后記

章節(jié)摘錄

插圖：數(shù)學是一門自然科學，它能夠幫助人們解決眾多自然界和社會中存在的問題，促進人類社會的發(fā)展。(一)何為數(shù)學數(shù)學是人們在對自然事物的數(shù)量、形狀、結(jié)構(gòu)、變化以及空間形態(tài)進行探索和研究的過程中逐漸產(chǎn)生的，它是以人們的抽象思維與邏輯推理思維為基礎(chǔ)，利用計數(shù)、計算、量度等方式來解釋說明有關(guān)事物的數(shù)理關(guān)系及其空問形態(tài)的學問。從最初的計數(shù)，到后來的運算、關(guān)系、形態(tài)，數(shù)學的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的歲月。如今，完善的數(shù)學知識體系已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于人類社會的各個領(lǐng)域，特別是在設(shè)計領(lǐng)域，更是不可缺少的重要內(nèi)容。(二)數(shù)學的特點數(shù)學具有抽象性、精確性、廣泛性、簡潔性、統(tǒng)一性等顯著的特點。下面就數(shù)學的這些特點進行簡單的介紹。1．抽象性數(shù)學中的數(shù)字、符號都是抽象的概念，其實質(zhì)是表示事物或事物之間的某種關(guān)系。例如，算術(shù)表達式“x+y”中的x和y代表的是任何事物的數(shù)量，又如，5頭牛、3只羊、10斤蘋果中的數(shù)字。

后記

最初，在藝術(shù)設(shè)計專業(yè)開設(shè)數(shù)學與設(shè)計這門課程時，學生都不理解，對數(shù)學與設(shè)計這門課程十分反感，認為自己是學藝術(shù)的，數(shù)學對自己沒有任何用處。但是，通過連續(xù)幾年的教學，該門課程逐漸被藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的學生接受，尤其是高年級的學生，開始認識到了數(shù)學對于設(shè)計的重要作用。例如，環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的學生在學習專業(yè)課的時候，他們發(fā)現(xiàn)自己的設(shè)計缺乏理性。又如，視覺傳達專業(yè)的學生在進行設(shè)計創(chuàng)作時，那些數(shù)學成績較好的學生的設(shè)計能力、設(shè)計效率要比其他學生強很多。通過多年的教學實踐，并在與學生交談、與同行交流以及在對設(shè)計專業(yè)的培養(yǎng)目標和數(shù)學與設(shè)計的關(guān)系研究基礎(chǔ)上，我們萌發(fā)了編寫此書的想法。在此書編寫過程中，對于如何能夠把數(shù)學和設(shè)計結(jié)合起來，如何能夠體現(xiàn)出數(shù)學在設(shè)計中的重要性，體現(xiàn)出數(shù)學是設(shè)計的基礎(chǔ)，是提高設(shè)計者審美能力、觀察能力、思維能力、創(chuàng)意能力以及設(shè)計能力的關(guān)鍵因素等問題，我們與國內(nèi)外的一些同行進行了廣泛交流。雖然最終能夠有幸出版，但我們還是感到不盡如人意，希望得到讀者和同行的指教。本書南云南財經(jīng)大學現(xiàn)代設(shè)計藝術(shù)學院彭澎教授、吳震瑞老師共同擬定大綱，由彭澎教授統(tǒng)編，由吳震瑞老師編寫。在編寫過程中參考了一些資料，被參考的資料作者及資料名稱已列在書末參考文獻中，作者在此向所有被參考的資料原作者表示感謝。另外，參加編寫工作的還有：劉暢老師、邵亞同學等。其中，劉暢老師對書稿進行了細致的審閱、校對，邵亞同學承擔了各章節(jié)的配圖工作。在本書編寫過程中我們采用了云南財經(jīng)大學現(xiàn)代設(shè)計藝術(shù)學院部分學生的設(shè)計作品，在此對云南財經(jīng)大學現(xiàn)代設(shè)計藝術(shù)學院所提供的支持、幫助表示感謝。最后，我們還要特別致謝高等教育出版社藝術(shù)分社的劉建社長以及云南財經(jīng)大學現(xiàn)代設(shè)計學院的趙瑋書記、楊中碧主任、徐輝老師、李楠老師、楊業(yè)偉同學、徐漢辰同學、薛嶺楠同學、邊紫亞同學、李夢娜同學等。

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