Параметрична архітектура що це таке, журнал популярна механіка

Історія архітектури та дизайну - історія стилів. Стиль - це щось більше. ніж просто набір художніх прийомів. технік або технологій. Бароко. класицизм. ампір. модернізм. раціоналізм. мінімалізм і інші стилі вплинули не тільки на те. як в ці епохи виглядали будівлі. інтер'єри. одяг і навіть зброю. Вони повністю визначили уявлення суспільства про прекрасне. Параметрична. або алгоритмічна. архітектура вже більше десятиліття існує в рамках авангардного дизайну. але останнім часом розвиток комп'ютерних технологій дозволило їй претендувати на роль ведучого стилю нової цифрової епохи. Це безперечно не одномоментна мода.

Алгоритми навколо нас

Вирази «алгоритмічний дизайн», «цифрове проектування» у більшості людей викликають асоціації з чимось неживим, штучним, таким, що суперечить людській природі, та й природі взагалі. Це помилка, проте, розвіюється без сліду, варто хоч разок побачити роботи дизайнерів, які використовують параметрізм. Часом навіть не віриться, що живі, як ніби дихають будівлі або нагадують складний корал ювелірні прикраси створені за допомогою бездушних комп'ютерів. Але суть в тому, що саме вони і дозволили нам створювати настільки природні форми.

Щоб пояснити суть параметричного дизайну, доведеться зробити невеличкий математичне відступ. Почнемо з того, що практично всі природні процеси - особливо живі - в тій чи іншій мірі випадкові. Або, що майже одне і те ж, залежать від такого великого числа зовнішніх і внутрішніх факторів, що можуть розглядатися як випадкові. Пошук залежностей при побудові алгорітмізірованних систем, що відштовхуються від хаотичного набору первинних умов, породив цілий напрямок в топології - розділі математики, що вивчає, зокрема, властивості просторів, які залишаються незмінними при безперервних деформаціях. Найважливіші праці в цій галузі належать українським і радянським математикам - Георгію Вороному (1868-1908) і його учневі Борису Делоне (1890-1989).

Один з найбільш візуально яскравих способів використання параметричного дизайну заснований на діаграмі Вороного (присвячений їй щорічний Міжнародний симпозіум пройде в цьому році вже в 15-й раз!). Для кінцевого безлічі точок діаграма Вороного представляє таке розбиття простору або площини, при якому кожна область цього розбиття утворює безліч точок, більш близьких до одного з елементів безлічі, ніж до будь-якого іншого елементу множини.

У перекладі на побутову мову йдеться ось про що. Уявімо що лежать в лабораторної чашці зерна кристала, які ростуть з постійною швидкістю в усіх напрямках. Припустимо, що їх зростання триває до тих пір, поки два або більше зерна не зустрінуться. Через деякий час кожне яке виросло зерно буде являти собою осередок кристалічної мозаїки, повністю вкрила дно чашки. Ця мозаїка і є діаграма Вороного. Її ми бачимо в прожилках листя або крил метелика, растрескавшейся автомобільної емалі, що розтікся по столу кави.

У 1930-х Делоне розвинув ідеї Вороного, ввівши поняття тріангуляції Делоне для заданої множини точок на площині, при якій для будь-якого трикутника всі крапки безлічі, за винятком його вершин, лежать поза окружності, описаної навколо трикутника. За допомогою тріангуляції Делоне можна описати практично будь-який «природний» алгоритм, наприклад знамените «евклидово мінімальне кістяк». Це така побудова, яке з'єднує «гілками» всі крапки певної множини таким чином, що сума «ваг» цих гілок мінімальна. «Остовне дерево» будують, зокрема, вирішуючи популярну «завдання комівояжера», якому потрібно з найменшими витратами об'їхати всіх своїх клієнтів в різних містах. Перераховувати сфери застосування діаграми Вороного і тріангуляції Делоне можна нескінченно. Антропологи будують карти впливу різних етнічних груп, біологи і фізіологи вивчають зростання живих тканин, епідеміологи шукають осередки поширення хвороб, будівельники проектують розташування дитячих будинків і шкіл, металурги вивчають вплив домішок в сплавах. І навіть виробники спецефектів в кіно віддають належне працям наших співвітчизників, без яких хвилі в цифрових морях навряд чи виглядали б настільки натурально.

Можливо, і вам, Новомосковсктель, доводилося стикатися з діаграмою Вороного. Деякий час назад в соцмережах було популярно додаток, що дозволяє перетворювати фотографії в мозаїчне зображення. Причому в якості елементів мозаїки можна було вибрати будь-який малюнок. Якщо ви розважалися цією штукою, то вважайте, що ви побічно теж доторкнулися до світу параметричного дизайну.

Створювати, не повторюючи

Останні кілька років топологічна оптимізація вельми активно застосовується конструкторами та інженерами. Потужність сучасних комп'ютерів вже достатня для використання так званих генетичних алгоритмів, коли варіюються мільйони можливих комбінацій параметрів із заданим кінцевим результатом, наприклад - мінімальною вагою при достатній жорсткості. Що виходять конструкції не схожі ні на що раніше створене людиною, зате нагадують приємні для ока творіння природи.