Средства архитектора в процессе проектирования Текст научной статьи по специальности «Искусствоведение»

Методы

П. Н. Глинкина 10.24412/cl-35672-2022-1-0074

P. N. Glinkina

Средства архитектора в процессе проектирования Architect's tools in the design process

Ключевые слова: модель, перспектива, проектирование, информационное моделирование, дополненная

реальность, виртуальная реальность.

Keywords: model, perspective, design process, BIM, AR, VR.

Аннотация: В статье рассматриваются средства, которые архитекторы использовали в процессе проектирования на протяжении веков и в современном мире.

Abstract: The article researches tools that architects used in the design process in history and in the modern world.

Архитектор исторически находился в поисках наиболее точных средств воплощения своего замысла в реальность. Они всегда были ему нужны для удачного поиска форм, композиций, материалов, а также для наиболее конструктивного диалога с коллегами и заказчиками. В данной статье рассматриваются инструменты, которые были доступны и развивались со времен Античности и до наших дней.

Поиск решений в процессе проектирования можно производить с помощью графических средств в двумерной плоскости, а можно с помощью создания трехмерных физических моделей. Примеры применения в обоих направлениях будут рассмотрены последовательно, однако следует помнить, что их развитие осуществлялось параллельно.

На сегодняшний день существует хронологически и территориально ёмкое собрание архаических моделей домов. Предназначение модели можно понять, изучив место обнаружения и его окружение. Для многих моделей характерно определение как религиозно-культовых. Например, мраморная копия дорического храма «в антах», найденная в Гарагузо, сохранилась со статуэткой богини, сидящей на троне, которую можно было поместить внутрь модели подобно тому, как она размещалась бы в наосе реального храма. Маленькая богиня была предметом почитания, а миниатюра храма - вместилищем для нее, фактической визуализацией священного места для обладателя модели. В случае с некоторыми моделями домов неоэнеолитического периода специалисты придерживаются мнения о связи их замысла с жилищем и его обитателями, их представлениями о священности домашнего очага. Египетские «дома души» являлись, по сути, представлением дома,

в котором душа будет жить после смерти, поэтому в моделях, особенно если они изготавливались для знатных лиц, старались предусмотреть всё, что могло бы понадобиться усопшему в загробном мире. Архаичные модели не были средствами визуализации древних зодчих, но по сути являлись средствами визуализации архитектуры для целей, связанных с культурными жизненными процессами.

В античных городах Греции, по упоминаниям Плутарха, существовал обычай устраивать конкурсы по случаю возведения нового монумента. Участники должны были предоставить свои предложения, так называемые «парадигмы». Факт существования традиции представления проектного предложения в виде модели встречается также в повествовании Витрувия: в IV веке до н. э. на Родосе архитектор Каллий показал свою идею оборонного механизма города на основе образца, демонстрировавшего принцип работы конструкции. Этот образец позволил архитектору обойти конкурента и заключить контракт на строительные работы. Под понятием «парадигм» много раз фигурировали модели, носившие технический характер и необходимые мастерам для строительства, а не для утверждения заказчиками. Чаще всего модели делались в натуральную величину и являли собой небольшие архитектурные элементы: например, листья для кессонов, желоба в виде головы льва, капителей. Лотар Хасельбергер во время одной из экспедиций по землям античных городов изучил недостроенный храм Аполлона в Дидимах и обнаружил множество тонких линий, нацарапанных на его стенах. Анализ обнаруженных линий показал, что это были чертежи в натуральную величину различных строительных элементов.

Есть основания полагать, что в Средние века, начиная с XIII века, в качестве проектных моделей выступают архитектурные миниатюры церковного искусства: ре-ликварии, лампады, кивории, паникадила и др. В работе с миниатюрами мастера нередко не просто копировали реальные произведения архитектуры, но и совершенствовали существующий стиль, экспериментируя с его формами. С XIV века широкое распространение получает практика использования архитектурного чертежа, которая позволила художникам и ремесленникам приблизиться к работе архитектора и стать авторами известных проектов.

Особенно широко было распространено использование проектных моделей в эпоху Возрождения. Ренес-сансные проектные модели отличались особенной целостностью композиции, они отображали взаимосвязь отдельных частей, их пропорциональные отношения и конструкции. Архитектор Возрождения, по описанию Альберти, в модели продумывал все детали будущего сооружения. Помимо средства поиска решений и утверждения заказчиком, модели являлись проектным руководством для архитектора-преемника в долгом строительстве, а также наглядной инструкцией на площадке во время отсутствия автора. От времени Средневековья к периоду Возрождения архитектор становится функционально более автором, чем строителем, поэтому ценность наглядной и точной модели будущего сооружения возрастает. В общении с заказчиками, некомпетентными в чтении строительной графики и чертежей, модель выступала понятным для обеих сторон языком и упрощала диалог.

Проект купола Санта-Мария-дель-Фьоре Брунелле-ски является одной из самых наглядных историй применения проектной модели. Предвосхитившие эпоху вспомогательных конструкций строительные леса, которые использовались при возведении купола, своим появлением обязаны экспериментам архитектора с уменьшенным образцом.

Согласно Альберти, модели для архитектора были важны именно для визуализации и последующего усовершенствования идеи, нахождения наиболее разумных решений, в частности в вопросах стоимости работ. В своих «Десяти книгах о зодчестве» он настоятельно рекомендует использование трёхмерных образцов в дополнение к проектной графике для обеспечения качества проекта. Он выступал за простую, почти аскетичную модель. Позднее французский архитектор Филибер Делорм, а также английский архитектор Генри Уоттон, во многом разделяя взгляды Альберти, также высказывались против излишнего «украшательства» модели с целью обмана заказчика красотой в обход реальных форм. Искусство архитектурного чертежа также развивалось, однако, в понимании ренессансного мастера, не давало полного представления о проекте без изготовления сопутствующего образца.

Итальянскую традицию изготовления проектных моделей переняли и другие страны. Во Франции итальянские ренессансные традиции появились благодаря Карлу VIII, который привез итальянских мастеров

в страну. В частности, благодаря сохранившемуся рисунку историка Фелибьена, известна проектная модель Доменико да Кортона, подготовленная для строительства королевского замка Шамбор. В Англии известны случаи изготовления проектных моделей, чаще усадеб, начиная со второй половины XVI века, в частности, для оценки предстоящих расходов и контроля хода работ, а также как руководство для строителей. Важным образцом периода постренессанса можно считать Большую модель собора св. Павла в Лондоне Кристофера Рена. Рен аргументировал необходимость модели неясностью архитектурных чертежей для спонсоров проекта. Итоговый образец был искусно выполнен в масштабе 1:24. Что интересно, он предусматривал возможность встать внутри него в полный рост для полной оценки проекта.

Частым использованием проектных моделей в своей практике известен английский архитектор Джон Соун, работавший в конце XVIII - начале XIX века, когда профессиональный интерес к объемному моделированию спал. Он считал модель не только презентационным и понятным заказчику материалом, но и, подобно Альберти, инструментом усовершенствования проекта, и призывал не начинать строительство реального объекта без детально проработанной модели, опасаясь, что последствия работы без образца скажутся на прочности и удобстве здания.

Антонио Гауди в XIX веке для своих сооружений изготавливал перевернутые макеты, по которым, с помощью подвешенных на свисающие цепи грузиков, проверял прочностные характеристики проектируемых сводов, а также рассчитывал, как выгоднее всего разбить единый параболический свод на составные прямые участки для усиления его конструкции.

В российской строительной практике проектные модели широко использовались во времена Петровских преобразований. Модели изготавливались для всех крупных архитектурных проектов: колокольни собора Петропавловской крепости, Александро-Невской лавры, Васильевского острова, загородной резиденции Петра I в Стрельне, дворцов, каналов и земляных работ в Петергофе, второго Царскосельского дворца, Шлис-сельбургской крепости и многих других сооружений. Модели в те времена создавались в практических целях и, если были утверждены, выполняли функцию официального документа, требовавшего от строителей неукоснительного исполнения в соответствии с замыслом.

Одним из важнейших событий русской архитектуры стала реконструкция Московского Кремля, задуманная В. Баженовым. Огромная и искусно выполненная модель Большого Кремлевского дворца была изготовлена в Модельном доме с мастерскими, построенном в Кремле у Арсенала. Работы выполнялись большой группой разнопрофильных мастеров. Несмотря на сложность и детальность работы над моделью, некоторые проектные решения пересматривались, и модель переделывали в соответствии с изменениями. Согласно материалам из наследия Баженова, архитектор считал обязательным дополнять графические листы чертежей объемным

Методы

295

образцом для передачи архитектурного замысла, а также упоминал о необходимости наличия перспективы, сопровождающей проект. Модель являлась средством подсчета сметы. По мнению Баженова, только тогда, когда объемный образец утвержден, можно приступать к реальному воплощению объекта.

Перспективный рисунок был попыткой художников и архитекторов создать иллюзию реального пространства в плоскости листа. Какое-то время даже велись серьезные споры среди архитекторов о главенстве одного из доступных средств визуализации замысла - рисунка или модели. Интерес к разработке перспективного рисунка предположительно возник в связи с созданием театральных декораций в V веке до н. э., в Древней Греции, как интерес к созданию иллюзорной глубины во время представлений. Нет никаких доказательств того, что эллинистические художники понимали математические законы перспективы, однако на некоторых сохранившихся фресках (например, настенной живописи второго стиля в Риме, I в. до н. э.) можно увидеть качественно выполненные приемы создания нескольких типов перспективных проекций.

Средневековая живопись была, по существу, отражением религиозного опыта, не стимулировавшего художников к поиску физических законов изображения. Важность изображаемых фигур была зафиксирована канонической традицией, поэтому самая важная фигура изображалась самой большой, а остальные фигуры изображались уменьшающимися в размере, независимо от их положения в изображаемом пространстве. В XVI веке художественные академии официально ввели преподавание перспективы.

До проникновения на восток западных произведений искусства в XVII веке, восточные художники не открыли линейную перспективу. Китайские мастера добивались ощущения глубины иными относительно западных мастеров средствами. Приемы создания перспективы с помощью одной точки схода, например, не подходили под привычный формат свитка, который мог достигать 10 метров в длину и который предназначался для чтения по частям, подобно чтению книги. Ощущение глубины и объема достигалось за счет распределения предметов по трем основным планам, а расстояние между планами было подчеркнуто градацией оттенков, детальностью и воздушной перспективой, создавая уникальные эффекты атмосферы.

Линейная перспектива возникает из-за желания убедительного представления экстерьеров и интерьеров зданий, которые являлись наиболее важными и вдохновляющими творениями человека. До того, как перспектива начала применяться для изображения реальных зданий, она использовалась для создания вымышленных архитектурных сцен в контексте повествования. Рождение построенной по законам геометрии перспективы относят к итальянскому Возрождению. Одним из наиболее совершенных примеров является «Афинская школа» Рафаэля Санти (1672). Считается, что Рафаэля наставлял Браманте, который был архитектором строившегося в то время собора Святого Петра.

В Нидерландах линейная перспектива породила одну из самых популярных категорий живописи того времени - архитектурную живопись, которая обрела свою собственную школу в 1630-х годах, оставившую после себя подчеркнуто перспективные и тщательно проработанные городские пейзажи, экстерьеры и интерьеры. Таким образом, перспектива сделала живопись более архитектурной, а в архитектуру привнесла новые способы выражения замысла автора.

Повсеместное внедрение компьютеров открыло новые возможности для архитекторов. На сегодняшний день основным инструментом процесса проектирования является постоянно развивающееся программное обеспечение, предоставляющее возможность информационного моделирования зданий (BIM). Сторонники использования BIM-модели высоко ценят ее при работе со сложными проектами из-за возможности исправлять ошибки на ранних стадиях проектирования и точного планирования строительства. Завершенная модель служит хранилищем общей информации для совместной работы всех участников проекта, в том числе смежных специальностей, на протяжении всего его жизненного цикла, а также основой для принятия решений на всех его этапах. По сути, это та же модель постренессанса, но уже в качественно ином виде. Поскольку владение зданием обходится дорого и требует значительных первоначальных инвестиций, за которыми следуют текущие расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание, разумные решения в процессе проектирования могут помочь сократить эти расходы. С внедрением информационного моделирования, подбор решений, согласование и утверждение проекта ускорились в десятки раз. Возможность детального просчета планируемых постоянных и временных нагрузок на здания и сооружения значительно улучшила прочностные и эксплуатационные характеристики.

Существенным недостатком программного обеспечения, при всех мощных средствах визуализации, является то, что эти модели не выходят из плоскости цифрового мира и могут значительно искажать реальность в погоне автора за привлекательным внешним видом предлагаемого проекта. В связи с плоскостным характером модели также невозможно оценить пространство и глубину средствами чувственного восприятия, доступными только человеку, но не компьютерной программе. На сегодняшний день активно развиваются средства виртуальной реальности (VR), способные компенсировать этот недостаток. Автор, участник или зритель проекта может надеть специальные очки или шлем, работающие с учетом особенностей бинокулярного характера зрения человека, погрузиться в мир проекта и оценить его реальные размеры, конструктивные и архитектурные решения, которые благодаря умышленному обману его зрения, будут ощущаться им как реальные. Основываясь на такой психоэмоциональной оценке проекта, можно пересмотреть и значительно улучшить принятые объемно-планировочные решения. Средства VR также повышают конкурентоспособность презентаций перед заказчиком.

Средства 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 VR 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),