프랙탈 기하학(FRACTAL GEOMETRY)의 이해와 디자인에의 응용가능성에 관한 연구

Abstract

18세기 계몽주의적 사유로부터 출현하여 오늘까지 이어져 온 현실은 확실성과 규정성의 세계였다. 이 속에서는 주관과 객관, 정신과 물질, 예술과 과학 등등이 아주 명확하게 정의되고 분별되며 깔끔하게 범주화되었다. 그런데 그러한 세계가 여러 가지 양상으로 무너져 내리고 있다. 산업사회가 추구해왔던 표준화, 대량화, 대중화에 대한 환상은 점차 퇴조하고 그대신 비규격화, 비표준화, 그리고 개인화에 대한 관심이 고조될 것으로 예견된다. 이러한 새로운 가치관의 등장과 함께 우리의 관심을 얻는 것은 테크놀로지의 응용 가능성이 비약적으로 증대된다는 점일 것이다. 의식구조와 테크놀로지가 변화함에 따라 예술과 문화의 영역에서도 상당한 구조적 변환이 필요하리라 예상된다. 흔히 사람들은 과학은 무미건조하고 어떤 감동도 주지 못하며 예술과는 거리가 먼 것으로 생각해 왔다. 그러나 과학및 예술과 함께 자연 을 경험하는 두 가지 상호보완적인 방법중 하나로서 최근 자연 속의 복잡한 모양에 내재하는 규칙을 이해하려는 프랙탈의 과학을 통하여 과학과 예술간의 실제적 접목이 여러 가지 방향으로 활발히 시도되고 있다. 이에 본 연구는 프랙탈 기하학의 이해를 통하여 프랙탈 디자인의 특성 및 디자인 원리를 규명해 보고, 실제 디자인을 통하여 하나의 예로 디자인 개념과 디자인 방법의 틀을 제시하였다. 그 과정을 요약하면 다음과 같다. 프랙탈 기하학의 이론적 배경을 고찰하였다. · 프랙탈 기하학의 발생배경을 고찰한다. 기계론적 세계관에 대응하여 새로운 혼돈, 전체 그리고 변화의 과학-사물의 상호관계에 대한 새로운 해석, 자연의 비예측성과 우리들의 과학적 서술이나 기술의 불확실성에 대한 인식-이 일어남을 통해 수학적 사고흐름을 알아보고 프랙탈의 용어정의와 그 관련이론들의 개괄적인 내용을 살펴보았다. 2. 프랙탈적 구성의 실험적인 건축과 예술에 있어서의 프랙탈 기하학을 고찰하고 디자인 원리와 형태구성 특징을 도출하였다. · 디자인 원리로서 자기유사성, 비선형성, 무작위성, 프랙탈차원, 불규칙성, 비예측성 등의 원리와 예술에 적용된 예들을 살펴보았다. · 형태구성의 특징으로서 방향성, 비선형, 무질서 등을 표현하는 중첩과 유클리드 기하학적 형태의 완전성에 대한 부정으로 나타나는 형태 왜곡, 프랙탈의 핵심요소인 scaling의 변환을 고찰한다. 3. 자연과 프랙탈, 프랙탈의 형상들, 그리고 작품을 중심으로 프랙탈의 디자인 개념과 형태특성을 찾아봄으로 프랙탈의 디자인 사고가 형태로 표현되는 과정을 파악할 수 있게 하였다. · 특히 작가별로 미술과 과학의 접목을 시도하여 보았다. 4. 이상에서 분석한 프랙탈 디자인의 구성원리와 특징을 바탕으로 조형적 접근 방법에 대한 하나의 예를 제시하였다. 이와 같은 과정을 통해 본 연구에서는 자연 및 과학과 예술의 접목을 시도하여 보았고 디자인은 완성된 개념을·담고 있는 표현이 아닌 계속적으로 발전되어 가는 한 단계에 있다는 데 그 의의를 찾을 수 있다.;The real world that arise from enlightenment speculation at 18 century till today is the world of certainity and rule. The subject and the object, sprit and material, art and science, and so forth, are very clearly defined and classified and categorized. Nowadays its boundaries are destroyed in various aspects. The vision, such as standardization, bulkylization, and popularization, is pursued by industrial society, IS on the ebb. And the fact that concerns of irregularity, non-standardization, and personalization are growing is predicted. Our concern is that the potential of science in application is significantly increased as new value-view is introduced. As mind and technology are varied, the structural Conversion may be needed in the area of art and culture. Person thinks that science is tasteless and emotionless, and it is much remove from art. Fractal science is comprehensive immanent rule of complex shape in nature, and it is experienced with nature and art as mutual aid methods. The grafting between science and art is extensively tried every possible means through fractal science. In this thesis, we examined the characterization of fractal design and the principle of design through the comprehension on fractal geometry and suggest the concept of design and outline of design method as an example through the practical design. The process can be summarized as follows. 1. The theoretical background of fractal geometry is investigated. The generated background of fractal geometry is considered. The mathematical thinking-flow is considered through the introduced new science for chaos, whole and transformation - renewable explanation about mutual relation of objects, unpredictability of nature, uncertainty of scientific description or statement - which is opposite to mechanical world-view. The definition of terminology in fractal science and perspective contents in its related theories are also considered. 2. Experimental architecture with fractal construction and fractal geometry for art is investigated and the principles of design and the characteristics of construction are leaded out. The principles of design such as self-similarity, nonlinearity, randomness, fractal dimension, irregularity, unpredictability, and the like, and the applied cases in art are inspected. The superimposition that expresses a direction, nonlinearity, disorder, and so on, as features of form construction, and distortion of form that is brought out a denial about a completeness of Euclidian geometric figure, and the switch of scaling which is essential components of fractal are suggested. 3. This study grasps the process that the design-thinking is expressed as a form by extracting design concept and form characteristics through analyzing of nature and fractal, the shapes of fractals, and works. Furthermore, we try to grafting between art and science distinguish a maker. 4. This work presents an example about formative approach on the basis of the construction principles and characteristics of fractal design analyzed in advance. We carry out the grafting of nature and science and art during various processes in study and this design's meaning is not an expression incorporating completed concept but one of steps developing continuously.