Generisanje fasada i visokih objekata može relativno lako da se ostvari parametarskim pristupom projektovanju budući da često prate jasno definisan niz geometrijskih operacija. To znači da se lako kreiraju algoritmi koji automatski konstruišu željenu geometriju – bilo da su u pitanju metode vizuelnog programiranja (npr. u vidu Grasshopper definicije) ili objektno-orijentisanog programiranja (npr. kao C# ili Python kod). Dati pristup omogućava automatizaciju generisanja velikog broja formi bez obzira na nivo detaljnosti i kompleksnosti.
Šta je parametarsko modelovanje?
Parametarski pristup projektovanju podrazumeva da složite geometrijske operacije u jasno definisan niz, tj. u instrukcije koje govore kompjuteru kako da konstruiše željenu formu. Promenljive vrednosti se definišu kao ulazni parametri koje korisnik može da menja, pri čemu softver automatski proizvodi novu formu. Pored konstruisanja geometrije, mogu automatski da se obavljaju i različite numeričke operacije poput računanja površina i zapremina, računanja količine utrošenog materijala, analize troškova, itd.
Na primer, u prvom koraku se konstruiše pravougaonik (koji predstavlja bazu objekta), potom se on kopira duž Z-ose (za željeni broj etaža), a onda se primeni rotacija na svakom pojedinačnom elementu. Algoritam može dalje da se nadograđuje u zavisnosti od potreba i nivoa detaljnosti. Ukoliko je to neophodno, možete da imate razvijen sistem gde se automatski generišu ploče za svaku etažu, automatski generišu pozicije stubova, automatski konstruišu površine fasade, a potom i pojedinačni fasadni paneli, itd.
DNK struktura objekta
Svaki arhitektonski objekat može da se opiše definisanim nizom geometrijskih operacija, koje simbolični predstavljaju DNK strukturu posmatrane forme. Budući da se geometrijske operacije ne menjaju već samo ulazni parametri, krajnja rešenja su topološki slična, što znači da spadaju u istu „familiju dizajna“. To korisniku daje mogućnost da brzo ispita različite varijacije svoje inicijalne ideje i da pronađe formu koja najviše odgovara datom lokacijskom kontekstu.
Analiza i vrednovanje objekata
Prilikom ispitivanja varijantnih rešenja, nije dovoljno samo izvršiti generisanje fasada, ili visokih objekata. Često se javlja potreba da se uspostavi i sistem koji automatski vrednuje generisanu formu na osnovu izabranih analiza. Geometrijske analize objekta mogu da izvrše različite operacije, a da kao rezultat daju jednu numeričku vrednost koja simbolizuje ocenu i na osnovu koje će korisnik znati koje varijantno rešenje je bilo uspešnije.
Neke od popularnih analiza uključuju:
- analizu utrošenog materijala;
- analizu osunčanosti (za preciznu geografsku širinu i dužinu);
- analizu tipologije fasadnih panela (dimenzije, oblik, zastupljenost);
- analizu vizura (koji deo objekta je vidljiv i u kojoj meri sa definisanih pozicija);
- jednostavnu simulaciju provetrenosti, itd.
Prilagođavanje potrebama korisnika
Postoji veliki broj različitih mogućnosti kada je u pitanju kreiranje algoritama za generisanje fasada i visokih objekata, stoga oni relativno lako mogu da se prilagode potrebama korisnika. Prvo, ulazni parametri mogu da budu isključivo numeričke vrednosti (dimenzije objekta, br. etaža, rotacija forme, itd.), a mogu da budu i geometrijskog karaktera (oblik forme, ili površina fasade, ili oblik etaža, i sl.). Drugo, geometrijske operacije mogu da se postave tako da generišu objekte različitog nivoa detaljnosti – od uprošćenih formi (za svega par sekundi) do znatno složenijih modela (koji uzimaju u obzir poprečne preseke profila, debljinu stakla, razmake između panela, potkonstrukciju, itd.). Treće, krajnji rezultat će zavisiti od potreba korisnika. Pored generisanja osnovne forme, može da se konstruiše i mesh geometrija optimizovana za arhitektonsku vizualizaciju, da se izvrše različite geometrije analize, da se eksportuje Excel tabela sa osnovnim informacijama, itd.
Kreiranje i testiranje algoritama može da oduzme nešto više vremena u odnosu na konvencionalne tehnike 3D modelovanja. Međutim, jednom kada Vam se omogući parametarski pristup, možete veoma brzo da ispitujete različita rešenja, generišete sve neophodne elemente, brzo reagujete na izmene i na duže staze znatno smanjite utrošeno vreme i druge resurse.
Specifični zahtevi
Ulazni parametri ne moraju da budu isključivo geometrijskog ili numeričkog karaktera. Mogu da se koriste i slike koje će uticati na formu – bilo da je to oblik fasadnih panela, ili na pozicije otvora, ili na zakrivljenost strukture. To se radi tako što se slika razloži na gradivne elemente, tj. piksele, a potom se koriste različiti numerički podaci pri generisanju fasada i visokih objekata (RGB ili HSV vrednosti). Takođe, mogu da se koriste i audio i video formati, odnosno bilo koji tip fajla iz kog može da se izvuče niz numeričkih podataka koji utiču na geometriju.
Digitalna fabrikacija
Jednom kada je generisan precizan 3D model objekta, korisnicima često dodajemo i sekundarne operacije koje su u vezi sa eksportovanjem elemenata – bilo da je u pitanju digitalna fabrikacija ili komunikacija sa drugim strukama. Možemo da kreiramo algoritme koji automatski izvlače vektorske crteže iz 3D modela (poput planova oplate, radioničkih crteža bravarije, radioničkih crteža tipskih fasadnih panela), koji eksportuju elemente za različite tehnike CNC sečenja i mašinske obrade, i sl.
Nekonvencionalne strukture
Parametarski pristup projektovanju pruža mogućnost da se relativno lako barata sa kompleksnim, amorfnim i nekonvencionalnim strukturama. Date forme je relativno teško kreirati konvencionalnim tehnikama 3D modelovanja, vremenski su zahtevne i veoma su podložne slučajnim ljudskim greškama. Jednom kada arhitekta složi odgovarajući niz geometrijskih operacija, algoritam će generisati elemente bilo da su u pitanju jednostavne ili kompleksne forme.
Kada su u pitanju kompleksne strukture, veoma često je neophodno da se geometrija dvostruko zakrivljenih površina uprosti radi jednostavnije proizvodnje. Mogu da se kreiraju algoritmi koji će, na primer, željenu formu transformisati u jednostruko zakrivljenu površinu (ruled surfaces) ili triangulisane panele.
Dakle, parametarski pristup kao skup promenljivih ulaznih parametara i niz geometrijskih operacija može da bude izuzetno koristan pri projektima različitog karaktera, naročito kada su u pitanju fasade i visoki objekti. To omogućava brzo ispitivanje varijantnih rešenja, kao i brzo reagovanje na izmene u projektu. Takođe, prosta promena jedne ose objekta, ili dimenzije panela, ne mora da bude proces koji će zahtevati nekoliko dana modelovanja, već nešto što algoritam generiše za par sekundi ili minuta. Parametarski pristup generisanju formi služi i kao alat koji pomaže pri donošenju projektantskih odluka u ranim fazama projektovanja, ali i kao metoda koja znatno štedi vreme u kasnijim fazama.