1(2) 2008

ARCHITECTURE AND MODERN INFORMATION TECHNOLOGIES

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ЖУРНАЛ ПО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИМ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИМ АСПЕКТАМ СОВРЕМЕННОГО АРХИТЕКТУРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВИДЕО И КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

LIVING CLAY
"ЖИВУЩАЯ ГЛИНА"

Dominik Lengyel, Catherine Toulouse
Brandenburg University of Technology Cottbus, Cottbus, Germany

Модели и визуализация

Физическое моделирование и поддерживаемая компьютером архитектурная визуализация - независимые задачи. (В наших исследованиях не затрагиваются рисунки, сделаны ли они физически или в цифровой форме). Физическое моделирование было полностью разработано до компьютеров (Рис. 1), за исключением повышения его эффективности при помощи ЧПУ, прозрачных материалов и готовых деталей фабричного изготовления (Рис. 2).

Рис. 1		Рис. 2

В отличие от этого, компьютерная визуализация все еще развивается: с одной стороны компьютерная технология используется для поиска реалистической образности (Рис. 3), с другой стороны развивается язык для абстрактных компьютерных образов. Абстрактные образы подразумевают художественные навыки и успешную экспериментальную работу, к сожалению, в большей части без успеха. Одна из главных проблем с абстрактными образами - то, что она кажется очень простой, хотя в действительности это не так (Рис. 4).

Рис. 3		Рис. 4

Это может стать недоразумением, ведущим к широкому диапазону образов, которые можно назвать как "типичные компьютерные образы", иногда с отрицательными последствиями. Оставляя этот проблематичный вопрос в стороне, следующее исследование намеревается предложить альтернативный путь для презентаций.

Область наших исследований определяют три существующих типа презентаций: физическая модель, фотореалистическая имитация и нереалистическая цифровая модель. Два из вышеупомянутых методов могут рассматриваться как инвариант. Во-первых - физическое моделирование, которое уже было широко распространено. Во-вторых - фотореалистическая имитация, которая полностью определена на языке поиска объективных и измеримых величин, степени реализма. Третий путь презентаций, до некоторой степени промежуточный, представляет собой нереалистические образы на основе цифровых моделей.

Как уже было упомянуто, физическое моделирование и фотореалистическая имитация представляют основу исследования. Это связано с тем, что физические модели являются основой для цифровых моделей, а цифровые модели - основой для цифровых изображений, и с тем, что нереалистические изображения - всегда абстракция реальности и поэтому абстракция фотореалистических изображений (Рис. 5). Следовательно, для дальнейших исследований полезно придать большое значение ключевым характеристикам из этих двух ссылок.

Рис. 5

Ограничения физических моделей

Физические модели статические - они не двигаются сами, они не дают естественных пространственных впечатлений и не допускают нестатических элементов (Рис. 6). Это не подразумевает возможность изменения состояния модели вручную (Рис. 7). Степень реализма модели определяется ей самой.

Рис. 6		Рис. 7

Абстрагирование само по себе, несомненно, наиболее требовательная часть абстрактного моделирования, так как абстрагирование ответственно за выражение, понимание и интерпретацию идеи, и поэтому определяет художественное значение модели. Качество абстрагирования - основная тема в пределах этого эссе, которое должно найти соответствующий способ представить особенность проекта в трех и двух измерениях или даже комбинации подобно секционной модели.

Прогулки по моделям

Прогулки по моделям играют особую роль в физических моделях, так как в истории моделирования только они дали возможность иммерсии («погружения»). Возможен как осмотр внутри, так и осмотр на уровне глаз. Из-за протяженности пространств перемещение в окрестностях модели осуществляется редко. Прежде всего, они статические (Рис. 8, Рис. 9).

Рис. 8		Рис. 9

Хотя только иммерсия делает возможным ощущение пространства подобным реальному пространству, в работе с физической моделью иммерсия не была создана. Это объясняется тем, что большинство физических моделей слишком маленькие. К счастью имеется ряд примеров прогулок в современных моделях, реализованных мастером своего дела (Рис. 10, Рис. 11).

Рис. 10		Рис. 11

Фотореалистические презентации

Фотореалистическая презентация при помощи цифровых моделей смогла бы снять эти ограничения, но имеются две причины, по которым она не используется: эффективность и детерминизм.

Эффективность

По причинам эффективности на практике главным образом предпочитают двумерные презентации. Это влияет, с одной стороны, на цифровую модель, при помощи которой сделана презентация. То есть, в этом случае должны быть смоделированы только видимые объекты. С другой стороны это изменяет соотношение между моделированием и рендерингом в сравнении с post processing, что смещает равновесие от презентаций с помощью компьютера к рисунку, выполненному «от руки» (Рис. 12, Рис. 13, Рис. 14).

Рис. 12			Рис. 13			Рис. 14

Эффективность полностью решает, предпочтительнее ли вносить изменения в цифровую модель до рендеринга или в изображение после компьютеризованного процесса. Использование post processing особенно предпочтительно для неподвижных изображений. Смещение к ручной работе делает совершенную цифровую модель неоправданной. Значительные технические усилия для реалистического представления архитектурной модели требуют эквивалентных технических знаний и специализации. Для архитектурного офиса это требует некоторых экономических затрат.

Детерминизм

Технические проблемы не являются основной причиной для отказа от реалистического моделирования и отображения. До тех пор, пока архитектурная визуализация добивается реализма, не имеется никакого пространства, предоставленного для наиболее важного способа выразить архитектуру: оно не определено. Для широкого диапазона интерпретации открыты только абстрактные изображения или модели.

В случаях информирования общественности, абстрагирование в архитектуре сочетается с относительно высокой степенью реализма в изображении. Профессионалы воспринимают проект соответствующим образом, в то время как публика испытывает трудности в выделении изображения из архитектуры. Она реагирует на изображения буквально (Рис. 15, Рис. 16, Рис. 17).

Рис. 15	Рис. 16	Рис. 17

Определение реалистического представления является противоположностью многопараметрическому значению абстрактного представления, то есть является важным фактором архитектурной коммуникации. Потребность в интерпретации определенно исключает реализм.

Диаграммы

Здесь речь идет не только о диаграммах. Диаграммы подчеркивают некоторые модули, которые также могли бы иметь физический вид. Это естественно зависит от цели визуализации. Пример для диаграммы, которая основана на упрощенной модели - наша визуализация распределения высот в пределах внутреннего города Кельна. Цель заключалась не в геометрическом описании зданий, и не в изучении воздушного пространства, а в визуальном установлении полей однородной высоты как одного из качеств города, чтобы сохранить среди других качеств. Презентация служит для объяснения и подтверждения правила планировки (Рис. 18, Рис. 19).

Рис. 18	Рис. 19

Проблема

Могла бы быть возможна разработка общего визуального языка для цифровых моделей. Однако причина для этого не появилась, поэтому здесь это не будет затронуто. Можно только предполагать, что архитектура скорее заинтересована сооружениями, чем разработкой визуальных стилей. Может потребоваться много времени, пока не получат развитие визуальные соглашения.

Если мы не добиваемся ни реализма, ни нового нереалистического визуального стиля, то очень вероятно обращение к прошлому: к привычному появлению физических моделей. Этот подход был уже опробован: рисунки изображают модели (Рис. 20), или попутно мы подразумеваем, что это рисунки используют визуальные методы физического моделирования и наоборот (Рис. 21, Рис. 22).

Рис. 20	Рис. 21	Рис. 22

Расширенные физические модели

Путь продолжения традиций проектирования заключается в объединении привычного появления физических моделей с компьютерной технологией в методе, в котором сохраняется подразумеваемое в презентациях архитектурное абстрагирование. Это конечно ретроспективно, но может устанавливать непрерывность в модельном проектировании и архитектурных презентациях, то есть базироваться на основных правилах без мешающих современных визуальных эволюций проектирования.

Чтобы понять идею взаимосвязи деталей и атмосферы, в качестве примера мы выбрали городскую площадь, содержащую здание, которое неоднократно визуализировалось. Изображение подверглось множеству изменений: от плана Nolli (Рис. 23) через фасад Piranesi (Рис. 24), к пробковой модели (Рис. 25), главным образом сохраняя некоторые исторические условия. Современную интерпретацию Пантеона иллюстрирует вид архитектурной модели (Рис. 26).

Рис. 23

Рис. 24	Рис. 25	Рис. 26

Первый шаг заключается в «дигитализации» физических моделей (Рис. 27). Акцент делается не только на геометрической корректности, которая необходима, но ключевой фактор - привычный просмотр физических моделей.

Рис. 27

Намерение состоит в том, чтобы концентрироваться на смысле и игнорировать способ, которым модель реализована. Если этот визуальный язык остается нетронутым, без нарушения общего впечатления может быть добавлено поддерживаемое компьютером расширение. Первый пример показывает световые изменения, которые эквивалентны имитациям на физической модели (Рис. 28). Второй пример также получен из физических моделей, но в цифровых частях моделей для проверки ситуации может использоваться интерактивный режим (Рис. 29).

Рис. 28	Рис. 29

Если мы применим оба к нашей цифровой модели, визуальный язык остается нетронутым, в то время как информация заметно увеличивается. Имитация света уже сочетает объективную информацию затенения и субъективные атмосферные настроения (Рис. 30).

Рис. 30

Перспектива на уровне глаз дает даже больше, здесь моделирование освещения может вносить ясность в геометрию (Рис. 31).

Рис. 31

Интерактивная часть обеспечивает интерактивное исследование не только первоначально видимой наружной геометрии, но также и внутренней части, так же, как с данными в разрезе рисунками (Рис. 32). Если мы поворачиваем плоскость разреза горизонтально, мы получаем рисунки плана, поэтому интерактивная плоскость разреза могла поставлять всю информацию, традиционно показываемую на рисунках (Рис. 33).

Рис. 32	Рис. 33

Оба расширения работают с моделью, которая является все еще статической. Дальнейшие расширения могут быть достигнуты с перемещающейся цифровой моделью. Технические возможности должны сохранить полный привычный просмотр физической модели.

Кроме перемещающихся частей сформированной среды это, главным образом, тот же самый вид добавлений, которые оживляют сцену: деревья, вода, транспортные средства и, прежде всего, люди (Рис. 34). В то время как расширения, показанные прежде, применимы общим способом, добавление людей на цифровой модели требует специфической подгонки к специфической среде. Люди должны не только взаимодействовать с геометрией, их движение должно быть также подобно тому, как люди двигались бы в действительности (Рис. 35).

Рис. 34	Рис. 35

Способ достижения поведения, похожего на реальное движение людей, состоит в том, чтобы делать видеосъемку подобных ситуаций. Съемка также поясняет различное поведение в разное время дня. Четыре различных периода времени показывают эти различия (Рис. 36).

Рис. 36

Цифровое воспроизведение может фиксировать движение каждого индивидуума или искусственно моделировать подобное поведение. В этом случае образцы определяют поведение для различных ситуаций, в которых может находиться каждый моделируемый человек. Такие имитации более или менее вероятны в зависимости от сложности ситуаций. Относительно простые ситуации определяют поведение от прямого движения к цели до бесцельной прогулки. Эти две крайности могут быть легко различимы, а их комбинация очень упрощенно имитирует поведение людей в разные периоды времени, поэтому приведенный пример только демонстрирует принцип. Чтобы подчеркнуть различия, время ускорено и, соответственно, среда также упрощена (Рис. 37).

Рис. 37

Если цифровые модели показываются на двумерных экранах, одна из нерешенных и остающихся проблем - ориентация в пространстве, которая должна рассматриваться рядом с показанными расширениями. "Одновременное видение", показанное на конференции EAEA в 2005 году, является одним из возможных решений (Рис. 38).

Рис. 38

Но "одновременное видение" имеет дело исключительно с ориентацией в пределах цифровой модели. По сравнению с физическими моделями различное размещение «одновременного видения» кажется более естественным и близким к восприятию физической модели, то есть является комбинацией наклонной перспективы как общего вида, вертикальной проекции как карты местности и перспективы на уровне глаз как видение пользователя (Рис. 39).

Рис. 39

"Живущая глина" является технологическим продолжением традиционного модельного проектирования.

Issue contents
Содержание журнала