CC BY
9Средства дополненной реальности (ЛЯ), основанные на копировании физической среды и ее дополнение объектами виртуальной реальности, позволяют оценить проектную модель на реальном месте строительства. Для этого достаточно иметь телефон или планшет, который можно навести на место застройки проекта, и программа впишет модель на это место с того же ракурса и с тем же освещением, с оговоркой на технические возможности используемых программ.
Возможности, которые предлагают средства УЯ и ЛЯ, объективизируют диалог между участниками проекта и помогают избегать неуместных решений в контексте конкретной среды.
Таким образом, можно проследить, что архитектор для передачи своего замысла, - как во времена Античности, так и в современном мире, - пользовался и пользуется чертежом и перспективным рисунком на плоскости и объемной модели, перенося их благодаря новым технологиям в цифровое пространство. Традиция использовать объемную модель как источник информации встречается и в трактатах Альберти, и в работе современных проектных команд, создающих информационные модели. Современные средства дают архитектору большие преимущества, сокращая дистанцию между участниками процесса, но они безусловно имеют свои недостатки, связанные во многом с техническими несовершенствами. Однако несмотря на тотальную цифро-визацию, архитектор не отказывается от благородного ручного труда в процессе проектирования, особенно на этапе эскизирования, поскольку, хотя современные инструменты совершенствуются, программы пока еще не способны к спонтанным и непредсказуемым творческим процессам.
Список цитируемой литературы:
1. Хасельбергер, Л. Строительные чертежи храма Аполлона в Дидимах / Лотар Хасельбергер // В мире науки. - 1986. - № 2 // История Древнего Рима : [сайт]. - URL: http://ancientrome.ru/ publik/article.htm?a=1415875893 (дата обращения: 20.11.2021).
2. Шукурова, А. Н. Архитектурные модели. Очерки истории и мастерства / А. Н. Шукурова - Москва : Индрик, 2011. - 312 с.
3. Abidi, Haya. VR and AR in Architectural Design Presentations / Abidi, Haya // Affinity VR: [website]. - Published November 21, 2019. - URL: https://www.affinityvr.com/vr-and-ar-in-architectur-al-design-presentations/ (date of access: 14.12.2021).
4. How to Use AR in Construction and Architecture: In-Depth Guide // [website]. - GBKSOFT. - Published Desember 08, 2021. - URL: https://gbksoft.com/blog/how-to-use-ar-in-construction-in-depth-guide/ (date of access: 14.12.2021).
5. Jones, R. How Augmented Reality is Shaping the Construction and Architecture Industries / Rebecca Jones // QTD: [website]. -Published October 20, 2021. - URL: https://www.qtdgroup.com/ post/how-augmented-reality-is-shaping-the-construction-and-architecture-industries (date of access: 14.12.2021).
6. Montenegro, A. L. The Future of Architecture Is in Virtual (VR) and Augmented Reality (AR) / Anna Liza Montenegro // Born To Engineer Weekly: [website]. - URL: https://www.borntoengineer. com/the-future-of-architecture-is-in-virtual-vr-and-augmented-reality-ar (date of access: 13.12.2021)
7. Mortice, Z. What Is Augmented Reality, and How Can It Help Architects and Contractors? / Zach Mortice // Redshift by AUTODESK : [website]. - Published March, 2014. - URL: https:// redshift.autodesk.com/what-is-augmented-reality/ (date of access: 13.12.2021).
8. Quirk, V. Disrupting Reality: How VR Is Changing Architecture's Present and Future / Vanessa Quirk // METROPOLIS : [website]. -Published June, 2017. - URL: https://metropolismag.com/projects/ disrupting-reality-how-vr-is-changing-architecture-present-future/ (date of access: 13.12.2021).
9. The History of Perspective // Essential Vermeer : [website]. - URL: http://www.essentialvermeer.com/technique/perspective/history. html (date of access: 26.04.2022).Бесконтактный город - прогноз или утопия?
М. С. Салех 10.24412/cl-35672-2022-1-0075
M. S. Salekh
Принципы применения инструментов работы с векторными полями в архитектурном моделировании для создания новых композиционных решений Principles of using vector field tools in architectural modeling to create new compositional solutions
Ключевые слова: архитектурное формообразование, магнитные поля, цифровые методы, генеративное проектирование, параметрическое проектирование, визуальное программирование.
Keywords: architectural shaping, magnetic fields, digital methods, generative design, parametric design, visual programming.
Аннотация: Данное исследование посвящено изучению возможностей новых методов архитектурного моделирования. Рассмотрены современные направления и варианты создания формы путем визуального программирования, выявлены как теоретические, так и практические направления применения методов векторных полей.
Abstract: This study is devoted to exploring the possibilities of new methods of architectural modeling. The presented theses include consideration of modern trends and options for creating a form by visual programming. It also identifies both theoretical and practical areas of application of vector fields.
Новые технологии постоянно развиваются, что дает по- тектурном формообразовании. Самым художественным чву для различных новаторских экспериментов в архи- методом является принцип магнитных полей (рис. 1),
Методы
297
который позволяет создавать необычные соподчиненные узоры как в двумерном, так и в трехмерном пространстве. Векторные поля дают возможность создавать электрические и магнитные поля, являясь естественными силовыми полями. Кроме того, данный метод можно использовать для моделирования направления движущейся жидкости в пространстве, траектории воздушных потоков, силы притяжения и отталкивания от определенных объектов. Стоит выделить программу Rhinoceros и дополнение Grasshopper, в среде которых возможно проводить эксперименты с магнитными полями, так как данные инструменты включают в себя современную информацию, связанную с исследованиями гармонических функций, минимальных поверхностей и комплексных чисел [1, 3]. Векторные поля используют уравнение Лапласа, что дает возможность создавать гладкие поверхности без выступов [2]. Такой подход помогает добиваться конструктивно устойчивых поверхностей.
Множество физических явлений, таких как потоки жидкости, магнитные поля и динамика населения, описываются векторными полями. Чаще всего векторные поля сложны, и их анализ требует больших временных ресурсов.
Топология векторного поля — это мощный метод анализа, который заключается в выявлении наиболее важных структур векторного поля. Многие физические явления, такие как движение материи, гравитационные, магнитные или электрические поля описываются векторными полями.
Цифровое производство появляется и в архитектурной индустрии и начинает превращать процесс строительства в дизайн. Благодаря этому в центре внимания находятся натуральные, перерабатываемые и местные материалы, которые перекликаются с глобальным доступом к данным и цифровым инструментам. Магнитная архитектура использует данные, полученные при помощи цифровых инструментов, с целью использования возможных траекторий, которые может обеспечить цифровое производство в будущем процессе проектирования.
Архитектура теперь имеет возможность не только строиться, но и производиться. Технологии цифрового производства подтолкнули архитектора к процессу строительства, потому что информация, генерируемая в процессе проектирования, используется для изготовления различных элементов здания. Процесс цифровой технологии вышел за пределы стадии представления, чтобы занять свое место именно в фазе производства архитектуры. Профессор Массачусетского университета Нери Оксман, которая работает на стыке дизайна, биотехнологий и искусства, так описывает переход «от фабрики к файлу»: «машинное выполнение должно рассматриваться не просто как сервисный инструмент для материализации дизайна, а как возможность информировать процесс проектирования как деятельность, которая интегрирует машинную логику во все масштабы производства. Выбор материала и методы изготовления не являются безобидными решениями, а скорее заранее
определенными факторами, которые определяют проектирование как в отношении артефакта, так и в отношении процесса с самого начала до конца. Бросая вызов традиционным нормам линейных производственных процессов "от файла до завода", мы изучили возможности соединения сбора данных о материалах с механическим управлением. Реализация этой информации в генеративный дизайн уступает место новым возможностям в подходе к цифровым технологиям производства в архитектуре».
Первоначальной целью использования магнитного поля для управления материалом было исследование гибкости в аддитивном процессе. Окончательный проект был логичным решением на этапе изучения возможностей аддитивного производства. Управляемое магнитное поле теперь можно было перемещать в желаемую ориентацию с помощью движения по нескольким осям. Трёхосевая система с числовым программным управлением (ЧПУ) впервые использовалась для проверки 2Б-соединений, но дала ограничения для развития ЗБ-сетей. Использование 6-осевого промышленного робота обеспечило более широкий ряд позиций, ведущих к неизведанным пространственным участкам формообразования.
Магнетическая архитектурная система — это исследовательская платформа, используемая для изучения возможностей генеративного проектирования в различных масштабах анализа до и во время производства. Такая платформа стремится объединить новые технологии для расширения возможностей аддитивного производства, в процессе которого существует два масштаба -локальный и глобальный, которые в свою очередь могут сосуществовать на различных этапах проектирования. Благодаря исследованию одного аддитивного процесса с цифровым управлением, слияние этих технологий открыло множество возможностей для будущих экспериментов в сфере архитектуры.
С производством архитектуры с помощью цифрового производства необходимы новые исследования в направлении внедрения технологий за привычные границы. Такой подход в свою очередь приносит проект архитектора обратно к заводскому производству. Определение архитектурной деятельности в настоящее время пересматривается, и появление цифрового производства формирует определенные направления в процессе архитектурного проектирования.
Самый известный пример применения «силовых линий» в архитектуре - схема армирования потолка Пьера Луиджи Нерви [4]. Различные инженеры вдохновлялись расположением взаимно перпендикулярных кривых из-за их способности воспроизводить основные напряжения в конструкции (рис. 2).
Стоит выделить геометрическую типологию под названием метасфера. Геометрия метасфер является прообразом применения инструментов векторных полей -п-мерный объект в компьютерной графике, который представляет собой замкнутую сглаженную поверхность. Техника создания метасфер была разработана в начале 80-х годов XX века изобретателем Д. Блинном.
Рис. 1. Изображение магнитных полей
Рис. 2. Palazzo Del Lavoro, Tурин. Джо Понти, Пьер Луиджи Нерви, 1961
Рис. 3. Офисные здания Galaxy Soho. Zaha Hadid Architects, 2012
Такая геометрическая форма вдохновляет многих знаменитых архитекторов на создание уникальных зданий. Например, архитектурное бюро Zaha Hadid Architects разработало проект офисных зданий Galaxy Soho (рис. 3), формообразование которых основано на внедрении геометрии метасфер. Четыре овальных объема офисных зданий соединяются плавными переходами, создавая единый геометрический ансамбль. Архитектура, вдохновленная метасферами, обычно имеет горизонтальные членения, которые в свою очередь формируют этажи зданий. Стоит отметить, что для создания геометрической выразительности все этажи имеют консольные террасы (балконы), расположенные по периметру каждого этажа.
Таким образом, применение векторных полей, являясь воплощением математически выверенной конструктивной прочности, - средство для поиска новых архитектурных форм и образов.
Список цитируемой литературы:
1. Kazakhstan symbol // Kokkugia: [official website]. - URL: http:// www.rolandsnooks.com/#/kaz-symbol/ (дата обращения: 16.03.2020).
2. Menges, A. Material Computation: Higher Integration in Morpho-genetic Design / Achim Menges // Architectural Design. - London : Wiley Academy, 2012. - Vol. 82, No. 2. - Pp. 14-21.
3. Menges, A. Emergence - Morphogenetic Design Strategies / Achim Menges // Architectural Design. - London : Wiley Academy, 2004. - Vol. 74, No. 3.
4. Tero, A. A mathematical model for adaptive transport network in path finding by true slime mold / A. Tero, R. Kobayashi, T. Nakagaki // Journal of Theoretical Biology. - 2007. - Vol. 244(4). -Pp. 553-564.
