Programmierte Gestaltung

Harmonische Schwingungen –
eine Studie

Seit einer Weile befasse ich mich vertiefter mit animierter Grafik – generiert durch Python Code. Um eine möglichst natürliche Bewegung zu erhalten, wie sie zum Beispiel in Wasserwellen oder im Flügelschlag eines Vogels erscheinen, ist es notwendig, sich mit harmonischen Schwingungen auseinanderzusetzen. 

Ich habe ein paar Experimente mit Lissajous Kurven gemacht, die zusammen mit Sinuskurven die Grundlage für harmonische Bewegungsabläufe bilden.

Angefangen bei einer einfachen Sinusschwingung

Harmonische Schwingungen sind immer eine Kombination aus der Schwingungsweite, resp. Kurvenhöhe und der Frequenz. Wird die Frequenz schneller, verläuft die Kurve steiler und die Zeit eines kompletten Schwingungsablaufs wird kürzer.
Folgt eine Bewegung dem Kurvenverlauf, wird sie kontinuierlich schneller und verlangsamt sich dann wieder bis zum Anfangswert.

Wenn zwei Schwingungen mit unterschiedlicher Frequenz kombiniert werden, entsteht eine sogenannte Lissajous Kurve, benannt nach dem französischen Physiker Jules Antoine Lissajous.

Animiert erhalten die Kurven nun einen organischen Ausdruck. Weiter verstärkt wird diese Wirkung, wenn die Form während der Bewegung dünner und dicker wird.

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Mit Hilfe von objekt­orientierter Programmierung kann eine Vielzahl von grafischen Elementen auf der Fläche in verschiedene Richtungen und mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegt werden.

Diese Bewegungsabläufe lassen sich in einem nächsten Schritt natürlich auf typografische Animationen übertragen. Eine naheliegende Anwendung ist die animierte Interpolation von Variable Fonts, hier zum Beispiel mit der Systemschrift San Francisco.