Generowanie numeryczne struktur przestrzennych

Abstract

Tworzenie przestrzennych struktur do niedawna, bez pomocy odpowiednich narzędzi, należało do bardzo trudnych działań. Dzięki językowi programowania Formian, definiowanie kształtu nawet bardzo złożonych form i struktur przestrzennych stało się łatwiejsze i stworzyło dodatkowe możliwości projektowe.

Język ten, jest systemem matematycznym nadającym się do procesu parametrycznego modelowania cyfrowych układów przestrzennych, opiera się na podstawach formex algebra. Konfigurowanie konstrukcji polega na wprowadzeniu numerycznego modelu, dzięki któremu można definiować dowolną strukturę przestrzenną, jedynym ograniczeniem jest wyobraźnia projektanta, [1], [2], [3]. Otrzymany model przestrzenny może zostać w stosunkowo łatwy sposób przekształcany celem uzyskania zadowalającego kształtu. Dodatkowymi ułatwieniami programu są funkcje zapisu wygenerowanej struktury w różnych formatach i importowania ich do programów takich jak AutoCad, Corel czy Robot.

Programowanie struktur przestrzennych przy pomocy języka Formian znalazło także zastosowanie w sztuce nowoczesnej. Jak widzimy stosowanie generowania struktur przestrzennych jest szerokie i celem tego artykułu jest przybliżenie jego możliwości i zastosowań.
Autor: Piotr Salwiczek

1. POCHODZENIE I ZASTOSOWANIE JĘZYKA PROGRAMOWANIA FORMIAN

Generowanie struktur przestrzennych jest działaniem skomplikowanym i bardzo czasochłonnym. Obecnie twórcy takich struktur (mogą nimi być inżynierowie jak również artyści) maja do dyspozycji różnorodne pogramy komputerowe pozwalające na generowanie nawet najbardziej spektakularnych konstrukcji. Pozwala to skrócić czas projektowania, co w przypadku struktur przestrzennych i ich skomplikowanych form, wpływa nań zasadniczo. Jednym z języków programowania służącym do definiowania złożonych form przestrzennych jest Formian.

Jak już wspomniałem, język ten, jest systemem matematycznym, opierającym się na podstawach formex algebra. Formian został opracowany w Space Structures Research Center na Wydziale Budownictwa University of Surrey w Guildford pod Londynem, w Wielkiej Brytanii. Centrum badawcze zostało założone w latach 60. ubiegłego wieku przez profesora Zygmunta Stanisława Makowskiego. Program został zdefiniowany kompleksowo w połowie lat 70. przez profesora Hoshyara Nooshina Konfigurowanie struktur przestrzennych polega na stworzeniu numerycznego modelu. W oparciu o formex algebra język programowania Formian modyfikuje i przetwarza części składowe całej konfiguracji, następnie rysuje obraz będący wynikiem danych wprowadzonych przez projektanta. Poprzez wprowadzanie i możliwość bieżących modyfikacji danych Formian przetwarza je, dając końcowy efekt będący strukturą płaską, przestrzenną jedno bądź wielowarstwową, w zależności od potrzeby. Zaletą jest możliwość wprowadzania poprawek i w szybkiego sposobu konfrontowania wynikowego obrazu z pierwotnym zamysłem. W procesie najczęściej używa się kompozycji składających się z punktów linii lub powierzchni. Struktury te są wynikiem szeregu procesów konfigurowania części składowych tworzących ostatecznie całość wygenerowanej formy.

Tworzenie struktur przestrzennych za pomocą Formiana również znalazło zastosowanie w sztuce nowoczesnej. Tony Robbin jest twórcą, który doskonale potrafi wykorzystać możliwości współczesnych oprogramowań nie tylko do tworzenia wizualizacji mających wydobyć przestrzeń czwartego wymiaru, jak również projektuje struktury oparte o geometrię quasicrystaliczną, [4].



Robbin oprócz sztuki tworzonej na płótnie zajmował się również rzeźbami przestrzennymi, będącymi wynikową pracy w programach właśnie takich jak Formian. Przy pomocy tych narzędzi zaprojektował konstrukcję na tyle skomplikowaną, zagmatwaną w swej formie, której powstanie bez wsparcia oprogramowania trudno było by wyrysować, nie mówiąc już o stworzeniu projektu realizacyjnego, rys.1. Po dokończeniu tego projektu Robbin skupił się już wyłącznie na tworzeniu obrazów lecz również z zastosowaniem oprogramowań komputerowych.