ANALOG vs DIGITAL. figur 1: fotografi af en blyantsstreg. figur 2: en linje beskrevet som formel er omsat til pixels

Transkript

1 ANALOG vs DIGITAL Ordet digitalt bliver brugt ofte indenfor skitsering. Definitionen af digitalt er en elektronisk teknologi der genererer, gemmer, og processerer data ved at benytte to tilstande: positiv og ikke-positive. Tændt eller slukket, et eller nul. En linje tegnet med blyant er defineret af hvordan bly-atomerne hæfter på papiret. (figur 1). Linjen er altså kun defineret af sin fysiske fremtoning. Den er unik, to linjer kan aldrig være ens. Man kan tage en fotokopi af stregen og få en tilnærmelse, men aldrig præcis den samme streg. Modsat blyantsstregen består den digitale streg ikke af en konkret fysisk manifestation. Den er immateriel. Hvordan defineres stregen så? Den er beskrevet af en formel. Helt grundlæggende som en række et-taller og nuller, som computeren omsætter til en meningsful beskrivelse. Denne kan kaldes linjens ligning eller vektor. Forskellen er at en ligning definerer uendelige streger, vektorer definerer en retning og en længde. Arkitektur beskrives oftest med vektorer, da det er objekter med en fast udstrækning. Tegneprogrammets opgave er at tillade brugeren at indtaste vektorer og vise dem grafisk. Til dette bruges en såkaldt algoritme der tilnærmer linjen udtrykt i pixels (figur 2). figur 1: fotografi af en blyantsstreg figur 2: en linje beskrevet som formel er omsat til pixels

2 KOORDINATER OG VEKTORER Grundlaget for digital tegning er koordinater og vektorer. Et koordinat angiver et punkt på fladen (2d) eller i rummet (3d) i forhold til et bestemt centerpunkt, der kaldes 0,0 (,0). Det er nødvendigt at bestemme sådan et referencepunkt, da den virtuelle verden er uendelig - uden grænser. Modsat et papir, der jo er afgrænset af sin størrelse og bundet til de konvensioner vi har om enheder i den fysiske verden. Derfor er enheder i den digigale verden også en abstrakt størrelse indtil vi vedtager et holdepunkt: Nemlig at én enhed er lig med én millimeter.

3 2D CAD - MIMER ANALOG TEGNING Man kan tegne digitale tegninger ved at klikke med en mus for at afsætte punkter, der forbindes af linjer. Denne måde at tegne på tager udgangspunkt i det kendte univers fra tiden før computere - dobbeltretvinklet projektionstegning samt konvensioner om linjetykkelser. (figur 1). Denne måde at tegne på er hurtig så længe tegningen ikke er for kompleks og ikke skal ændres dramatisk. 2d tegnes på denne måde med programmer som Rhino, AutoCAD, Microstation og ArchiCad. figur 3: 2d tegning bestående af rektangler og en cirkel.

4 figur 4: simpel 2d detaljetegning med differentierede stregtykkerlser og hatches (skraveringer)

5

6

7 3D CAD - RUMLIG TEGNING Ved at sætte et koordinat mere på punkterne, nemlig z-koordinaten, bliver tegningen rumlig. Når man tegner traditionel CAD tegning og når geometrien er euklid, foregår omsætningen fra 2d til 3d ved at man enten ekstruderer todimensionelle flader eller forbinder linjer eller punkter som har tre dimensioner med flader. Arkitekter arbejder primært med 3d i programmerne Rhino, SketchUp og Revit. figut 5: simpel 3d model genereret ved at ekstrudere og flytte rektanglerne fra figur 3.

8 3D til 2D Fra 3d modellen kan man generere 2d tegninger ved at se på 3d modellen fra bestemte vinkler, for eksempel i plan og opstalt. Eksemplet til højre viser 2d tegninger genereret i Rhino fra en 3d model. Snittet er lavet ved at definere en snitflade og lade computeren beregne hvordan snittet vil komme til at se ud. A SNIT A-A A figur 6: 2d repræsentation af en digital 3 tegning

9

10 DIGITAL FABRIKATION træpap 1000mm x 700mm Den digitale tegning har iboende information som kan omsættes til fysisk form. Plateauet fra figur 6. kan for eksempel opdeles i lag og fordeles på et plademateriale som vist til højre. Denne tegning kan sendes til en CNC styret laser-cutter eller knivskærer, som skærer alle emnerne med høj præcision. Det kaldes digital fabrikation.

11 ALGORITMER En ny disciplin indenfor digitalt design kaldes algoritmisk design. Former kan opstå ved at lade en algoritme forhandle mellem en række parametre indtil den optimale løsningen opstår. I eksemplet til højre har alle punkterne fået en vægt og linjerne en elasticitet. Når altoritmen køres finder den frem til den form, hvor systemet er i ligevægt. Det er altså ikke arkitekten der skaber formen direkte, men computeren der genererer formen, Derfor kaldes dette også generativt design. figur 7: eksempel på en algoritme der simulerer tyngdekraften. Alle punkterne får en vægt og linjerne en fjedereffekt. Algoritmen finder den form hvor punkterne er i ligevægt.

12 PARAMETRISK DESIGN Et af potentialerne ved digital tegning ligger i muligheden for at udtrykke grafik som små formler, der let genbruges uendeligt, og tilføjes variationer - også kaldet parametre - som ændrer den geometri stregerne repræsenterer. Når man udtrykker sig med former og parametre kaldes det for parametrisk design. I eksemplet til højre bestemmer en række parametre hvordan de stiplede linjer omsættes til betonelementer. Endnu et sæt parametre bestemmer hvordan elementet foldes ud til en flad skabelon der kan laserskæres og foldes. ARM LENGTH B A B A C C ANGLE

13 AT SKRIVE EN TEGNING import geometry2d Potentialet kan illustreres med tegneprogrammet RepoCad på adressen Eksemplet til højre er tegnet ved at skrive få linjer kode i stedet for at tegne hver enkelt streg. Dette kaldes parametrisk design og koden kaldes et script. Fordelen er at man kan dele det med andre, og ved at ændre få tal kan man ændre hele tegningen. Således skal man ikke tegne det hele om hvis nogle relationer skal være anderledes. I eksemplet til højre er det for eksemple let at ændre bredde eller højde. def x1 = 0 def y1 = 0 def x2 = 50 def y2 = 50 circle((x2 - x1) / 2 (y2 - y1) / 2 10) repeat 0 to 20 using counter{ def spacing = counter * 5 rectangle(x1 - counter y1 - spacing x2 + counter y2 + counter) } figur 8: Figur 3 konstrureret ved at skrive kode (scripting). Repeat angiver at rektanglet tegnes 20 gange med en større udstrækning hver gang

14 repocad.com

15

16 RENDERINGS Renderinger er en simulering af lys og evt. materialitet i en 3d model. Renderinger laves typisk med plugins til 3d programmer kaldes vray eller Maxwell. figur 9 simpel V-Ray rendering

17 figur 10: rumlig undersøgelse af taglejlighed lavet med SketchUp og V-Ray rendering

18