Czy algorytmy mogą pomóc w projektowaniu miast ? To pytanie wielu projektantów i urbanistów zadaje już od dłuższego czasu, choć klarownej odpowiedzi w postaci konkretnych metod jest ciągle niewiele.  Odpowiedzi te wyłaniają się powoli , choć już od dłuższego czasu dostępne są programy które potrafią wygenerować trójwymiarowy model miasta (np CityEngine) do celów animacji lub wizualizacji.

Na niektóre z tych pytań próbowaliśmy znaleźć odpowiedź podczas kursu projektowania z użyciem narzędzi cyfrowych na Wydziale Architektury Politechniki Wrocławskiej. Używając procesów symulowanego sztucznego życia (systemy agentów) oraz specjalnych bitmap – podkładów wygenerowano sztucznie dość skomplikowaną tkankę urbanistyczną. U podstaw generatywnego algorytmu rozmieszczającego budynki było założenie, że agenci (obiekty) wymieniają ze sobą dane o położeniu i orientacji na stopniu lokalnym, negocjując swoje ułożenie z sąsiadującymi obiektami.

Emergentne algorytmy, które wykorzystano to między innymi dynamiczna relaksacja (uśrednianie odległości między budynkami), zliczanie gęstości zabudowy, oraz automatyczne orientowanie i przesuwanie obiektów na podstawie mapy ulic oraz lokalnych negocjacji. Główną zasadą takich interakcji było to, żeby wywalczyć sobie najlepsze miejsce w przestrzeniach jeszcze niezabudowanych, a potem obrócić budynek tak, aby miał najlepszy widok.

Założenia zostały zaprogramowane w kilku stronach kodu w języku Processing. Nie są to typowe projekty badawcze eksplorujące w pełni to zagadnienie, a jedynie ‘szkice’ mające na celu ukazanie dynamiki jaką umożliwia adaptywny (dostosowujący się do otoczenia) algorytm.

Jaki był efekt ? Zobaczcie sami :

(Daniel Karcher)

(Stanisław Puda)

(Mateusz Kozica)

(Anna Sinkowska)

(Piotr Suskiewicz)

Przykładowa bitmapa wykorzystana do wygenerowania sztucznego miasta wyglądała tak :

Zdarzały się także miasta kosmiczne

(Katarzyna Zielińska)

Wszystkie prace zostały wygenerowane w środowisku Processing, a następnie wyeksportowane za pomocą biblioteki DXFexport i zwizualizowane w zewnętrznych programach (Generative Components, Autodesk Revit, 3d Max itp).

Cztery weekendy zmagań z oprogramowaniem, modelami CAD,  laserowo ciętą tekturą, klejem i sklejką –  tak w skrócie wyglądało szkolenie warsztatowe, które zakończyło się pod koniec marca na Wydziale Architektury Politechniki Wrocławskiej. Szkolenie obejmowało  podstawy obsługi specjalistycznego (ale ciągle darmowego) oprogramowania CAD  poprzez tworzenie parametrycznych modeli fasad, dachów i brył budynków. W grupie uczestników znalazły się osoby z każdego zakątka Polski, praktykujący architekci, studenci i projektanci form.

Co było nowego w podejściu do tematu tym razem ? Z pewnością było to upakowanie w czterech weekendach wiedzy o kilku różnych platformach projektowych (Generative Components, Rhino Grasshopper oraz Processing). Nie bez znaczenia był też fakt, iż zajęcia były prowadzone przez trzech różnych prowadzących (Przemysław Jaworski, Michał Piasecki oraz Mateusz Zwierzycki) co dało ciekawy wgląd w różne, czasem zupełnie odmienne sposoby myślenia o projektowaniu z użyciem parametrów. W połączeniu ze zróżnicowanym tłem i doświadczeniem uczestników w grupie stworzył się bardzo ciekawy mikroklimat sprzyjający networkingowi, wymianie wiedzy oraz wzajemnym inspiracjom.

Zaczęło się od kilku prezentacji na temat użycia cyfrowych narzędzi w architekturze. Uczestnicy krok po kroku zostali wprowadzeni w kulisy najciekawszych realizacji architektonicznych ostatnich lat, z wyjaśnieniem technik parametrycznych użytych w każdej z nich. Przybliżono także dostępne metody wytwarzania elementów architektonicznych, oraz wyjaśniono na czym polega dostosowanie modelu 3D do cyfrowej fabrykacji. Przykłady obejmowały wszystko od wielkoformatowego cięcia CNC, poprzez frezowanie CAM na druku 3D kończąc.

Kolejne spotkania wprowadzały dalej w arkana sztuki tworzenia geometrii architektonicznej. Uczestnicy przerobili solidną dawkę przykładów po czym wyprodukowali serię modeli do wycinania laserowego. To z kolei stało się ciekawym początkiem kolejnego spotkania. Składanie cyfrowo wykonanych struktur żebrowanych z pewnością nie należy do typowych ćwiczeń projektowych na uczelniach architektonicznych, tutaj więc dało okazję do pełniejszego zrozumienia podstawowej korelacji wirtualny projekt – fizyczny model. Każda krzywizna, niuans, czy błąd w geometrii został odzwierciedlony w materiale.

Kolejne spotkania przynosiły nowe spojrzenia na temat, między innymi dzięki Michałowi Piaseckiemu i Mateuszowi Zwierzyckiemu, którzy wtajemniczyli wszystkich w kolorowy i ciekawy świat Grasshoppera i Rhino. Przykłady przeplatały się z podobnymi zadaniami zrobionymi w GC (Generative Components), co dawało dużo barwniejszy obraz strategii modelowania parametrycznego pod kątem fabrykacji.

Kulminacją parametrycznej gimnastyki było ćwiczenie z zaprojektowaniem wieży z heksagonalnym komponentem jako częścią fasady. Czy się udało ? Oceńcie sami na podstawie zdjęć. 200 elementów ciętych na ploterze CNC i sklejanych kolektywnie przez dwie godziny zaoowocowało ciekawym wizualnym efektem. Fasada sprawia wrażenie płynności, giętkości, mimo swojego rygoru i matematycznej regularności. Sprzężenie tych dwóch przeciwności stworzyło niebanalną architektoniczną kompozycję.

Tutaj właściwie przygoda powinna się zakończyć, ale pozostał jeszcze ostatni, czwarty weekend. Mogło by się wydawać, że temat został już wyczerpany – ale dopiero tutaj nabrał rumieńców. Po dobrym poznaniu podstawowych technik parametrycznych otworzył się niesamowity świat zaawansowanych technik, takich jak teselacja Voronoia, systemy cząsteczek-agentów symulujących siły fizyczne, czy algorytmy optymalizacji i samo-organizacji. Oczywiście jeden weekend to za mało, żeby je zgłębić, ale przećwiczenie kilku najprostszych przykładów ‘przyprawiło’ całe szkolenie odpowiednią dawką egzotyki.

Czy to wystarczyło aby zaszczepić uczestnikom chęć do zgłębiania tematu ? Czy zdobyta wiedza wypłynie na wierzch w postaci nowych fascynujących projektów ? Czas z pewnością pokaże A póki co – zapraszamy na kolejne warsztaty, już w czerwcu !

O warsztatach można też przeczytać po angielsku na portalu 3d-dreaming.com

 

Firma Bentley Systems, producent GC postanowiła zacząć ostro promować swój produkt na YouTube. Od niedawna można tam oglądać sporo różnych materiałów video, które dotychczas były jedynie do obejrzenia na stronie Bentleya (po zalogowaniu się(!)). Mamy więc teraz dostęp między innymi do tutoriali video pokazujacych budowanie parametrycznych modeli, wywiadów z prowadzącymi warsztaty Smart Geometry 2011 oraz do  filmów rekomendowanych wstawionych przez innych użytkowników.

Pojawił się też ‘kinowy’ trailer GC

 

Intensywny tydzień lutego na uczelni Angewandte we Wiedniu okazał się nie tylko burzą mózgów z zakresu projektowania parametrycznego i fabrykacji, ale też możliwością wymiany informacji między architektami i studentami z Austrii, Włoch, Chin(!), Emiratów Arabskich(!), Czech, Polski, Turcji, Estonii i Rumunii.

Warsztaty  rozpoczęły się treściwymi tutorialami, na bazie których cztery grupy uczestników pracowały równolegle nad koncepcją zagospodarowania jednego z wewnętrznych dziedzińców uczelni. Na zasadach głosowania wybrano jeden projekt, który następnie szczegółowo dopracowano, m.in. przy użyciu narzędzi Grasshopper oraz Karamba, której zadaniem była optymalizacja gotowego modelu pod kątem wytrzymałości jego konstrukcji.

Wspólnymi siłami przygotowano model do cyfrowej fabrykacji aby trzeciego dnia warsztatów rozpocząć produkcję. Wykorzystano 170 arkuszy kartonu o wymiarach 2×1 m. Laser pracował nieprzerwanie przez 70 godzin, a wraz z nim 28 uczestników. Złożono prawie 300 komponentów, z których największy jest wielkości człowieka.

Intensywne, wyczerpujące, ale satysfakcjonujące- takie wrażenia pozostawia po sobie wyzwanie Springchallenge, które z całą pewnością warto było podjąć.

 

Springchallenge 2012

13-18 luty 2012 / Studio Greg Lynn / Angewandte / Wiedeń

prowadzący: Andrei Gheorghe, Bence Pap, Trevor Patt, Irina Bogdan, Moritz Heimrath, Clemens Preisinger

http://springchallenge2012.wordpress.com/

więcej  zdjęć: http://www.flickr.com/photos/66090137@N06/sets/72157629113424432/

 

Warsztaty z projektowania parametrycznego trwają już od prawie miesiąca, postanowiliśmy więc pokrótce przedstawić materiał przerobiony przez uczestników. Zajmowaliśmy się głównie zagadnieniami bazującymi na geometrii krzywoliniowej, takimi jak dachy i fasady, a także przystosowaniem takich struktur do cyfrowej fabrykacji. Jednym z ważniejszych ćwiczeń było tutaj użycie przecinających się żeber aby stworzyć przestrzenną geometrię dachu :

Przerobiliśmy także techniki panelizacji i tworzenie parametrycznych komponentów :

O ile pierwsze i drugie spotkanie obfitowało w podstawowe techniki takie jak panelizacja, tworzenie żebrowań i przekrojów, kolejne weekendy przyniosą trochę inne zagadnienia niż dotychczas. Po pierwsze poruszone zostaną tematy związane bliżej z technikami generatywnymi (agregacja, rekurencja, samo-organizacja i tym podobne) – po drugie uczestnicy zostaną wprowadzeni w techniki tworzenia algorytmów w środowisku Processing. Wszystko oczywiście pod kątem cyfrowej fabrykacji.

Kurs trwa do końca marca (po jego zakończeniu i wykonaniu finalnych modeli nie omieszkamy opublikować kolejnego foto-reportażu).