Арчи

Архитектурное формообразование в виртуальной реальности

By 22 апреля 2019 No Comments

Обсуждая вопросы того, как архитектор-проек- тировшик может постигать геометрические формы архитектурных объектов и манипулировать ими, опираясь на структурно-системные методы описания строения пространственной формы архитектурных объектов, подчеркнем, что сегодня в большинстве случаев роль компьютера скорее связана с его использованием в качестве изобразительного инструмента, который предлагает удобные формы для изображения (в том числе черчения), моделирования, архивации, размножения, но тенденция быстрого и интенсивного внедрения компьютера во все сферы проектирования убеждает в том, что машины станут умней, и архитектор вынужден будет переосмыслить и эволюционировать свою профессиональную роль в процессах формирования искусственного окружения.

Сегодня компьютер не заменяет самого архитектора, а всего лишь устраняет карандаш или чертежную доску. Но компьютер может стать и могущественным инструментом моделирования объектов. Если это направление будет и далее столь же интенсивно развиваться, то математические инструменты неизбежно будут широко использоваться для описания двухмерной и трехмерной геометрии архитектурной формы на разных компьютерных языках при условии решения вопросов форматизации сущностных свойств архитектурного феномена. Именно этой стороне обсуждаемой проблемы и посвящено данное пособие.

Вычислительная техника — хорошее подспорье человеку в его рутинной работе. Относится ли к такой работе архитектурная деятельность? Видимо, в любой, даже самой творческой деятельности, есть место для формальных операций, которые обычно не влияют на творческие процессы, но определяют условиях их проявления. Чтобы спроектировать здание, архитектор сталкивается с огромной, рутинной и кропотливой предварительной работой по формулированию задания, сбору информации по опыту проектных аналогов и т.д., изучению исходных условий, анализу контекстного окружения, вариантности решения поставленных задач и др. Существуют утилитарные проектные процедуры создания инженерных объектов, привязки готовых объектов, их варьирование и тиражирование, которые являются в достаточной мере формальными.

Нельзя недооценивать возможности современного уровня моделирования и особенно те его направления, которые на базе бурно развивающихся компьютерных технологий начинают опережать физиологические способности человека по адаптации ранее незнакомых и неестественных пространственных ощущений. Человечество пережило с бурными психическими реакциями кинематографические изобретения начала XX века. Первые фильмы братьев Люмьер, демонстрирующие прибытие поезда на вокзал, заставили людей в панике покидать кинозалы. Это был психический шок, вызванный столкновением с ранее неведомыми ощущениями. Предстояише испытания но погружению в полную иллюзию псевдореалытой пространствегагой среды для человека могут стать очередным «ящиком Пандоры» наравне с испытаниями ядерной бомбы, распространением генетически преобразованных семян и продуктов питания, изобретением новых вирусов и вмешательством в генетические структуры живых организмов. Все это люди совершают, до конца не осознавая серьезности и опасности последствий29.

По мнению специалистов, изучающих проблемы виртуальной реальности, последняя в значительной степени обязана своим появлением «маргинальным» культурам — научной фантастике, киберпанку, хакерской культуре и др. Кинематография первой стала масштабно разрабатывать сценарии Будущего пашей цивилизации — преимущественно малопривлекательного характера30. Попытки осознать проблемы будущего занимают современных философов- футурологов всего мира31.

Достоинства компьютерного проектирования заключаются в высокой скорости, низкой стоимости, доступности программного обеспечения, универсальности и конвергируемой форматности результатов, в возможности использования сетевых ресурсов коллективного единовремешюго проектирования.

Постановка компьютеру некорректных задач подчас создает впечатление, что таким образом люди борются с собственными комплексами, пытаясь доказать себе, что они умнее компьютера.

Компьютерные технологам создали новую электронную культуру, которая пришла на смену печатной и чертежной. Процессы работы с документами и информацией значительно упростились и ускорились. Частью этой новой культуры являются и программы компьютерного проектирования, в том числе архитектурного. Сегодня сложилось большое семейство программ компьютерного обеспечения архитектурного проектирования — СЛУШ32.

Многие архитекторы говорят об ухудшении качества архитектуры и о том, что это связано с лег- кодоступностью компьютерных инструментов и их возможностями. Так или иначе, нельзя оспорить тот факт, что общество получает и определенные преимущества, используя современные технологии — более свободный доступ к большому количеству информации, ускоренное развитие различных сфер человеческой жизнедеятельности, облегчение процесса общения. Так или иначе, изменения во многих сферах человеческой деятельности неизбежны и, в том числе, в сфере нашей профессии. Для того, чтобы существовать в мире с этим миром, мы должны адаптироваться к этим изменениям.

Во всех областях знаний, которые в совокупности определяют архитектурную науку, имеются направления исследований по разным основаниям. Потальные исследования, выясняющие, каковы факты на самом деле; нормативные построения, устанавливающие правила, которым нужно следовать при осуществлении проектной, образовательной, научной и строительной деятельности; концептуальные разработки, в результате которых формируются новые архитектурные системы, стилистические концепции, градостроительные парадигмы и т.д. Среди последних следует особо выделить, с одной стороны, деятельность по созданию проектных архитектурных механизмов, а с другой стороны — архитектурную дидактику. Именно дидактика определяет механизмы передачи и усвоения профессиональных знаний, навыков и умений, формирует убеждения, совершенствует методы и организационные формы обучения.

Основной фактор современного проектирования заключается в использовании соответствующих методологий, позволяющих отслеживать причинно-следственные связи, использовать накопленные ранее профессиональные знания. Современные требования, связанные с сокращением сроков и стоимости проектирования, повторным использованием накопленных приемов при проектировании новых архитектурных объектов, обуславливают иеобходимость выработки новых методологий проектирования.

Современные системы архитектурного проектирования за рубежом уже давно не являются системами только трехмерпого проектирования. Важнейшим фактором, определяющим успешное решение задач проектирования, является использование соответствующих методологий, позволяющих отслеживать причинно-следственные связи, использовать накопленные ранее знания, вырабатывать и хранить новые.

Процедура создания модели, ее оцифровка и ввод в компьютер, последующий вывод из виртуальной среды в реальную, работа с реальной моделью и последующее возвращение в компьютерную среду — такая процедура многократного переформатирования объекта проектирования говорит о несовершенстве проектного метода и необходимости соответствующих фундаментальных исследований в этой области.

Сегодня мы живем в условиях технологической цивилизации. Множество проблем — от увеличения продолжительности жизни до заполнения досуга — решаются с помощью технических средств. Они часто создают иллюзию решения задачи там, где его на самом деле нет.

Для современного этапа развития науки характерно, что вопросы, которые уже решены в одних областях, в других еще не ставились. Связано это с тем, что в разных научных дисциплинах существовало разное количество прикладных задач, и, соответственно. различные усилия вкладывались в их разработку.

Архитектурное проектирование отстает от инженерно-строительного и машиностроительного проектирования, где уже произошли существенные сдвиги, открыты новые сферы соответствующей профессиональной деятельности — системотехника строительства, машиностроения, приборостроения и т.д. Архитектурной сфере проектирования не избежать в ближайшем будущем перехода на новые проектные методологии. Потребуется выработка новых принципов и методов, отличающихся тем, что они будут построены на результатах современных прикладных разработок и на исследовании научных основ проектирования, построения и функционирования интегрированных интерактивных комплексов анализа и синтеза архитектурно-пространственных систем, связанных с ней конструктивной, технологической и иной документацией. Залогом решения таких задач станет совершенствование процессов проектирования на основе широкого использования средств вычислительной техники, информационных технологий и вычислительных сетей, будут разработаны принципиально новые методы и средства взаимодействия проектировщик компьютер, основанные на новых интерфейсах.

Сегодня компьютеры пока слабы и узко специализированы. но уже выше человеческого уровня по ряду операций. Происходит усиление интеллекта, а некоторые проектные процессы становятся невозможными без программно-аппаратных комплексов разработки проектирования.

Несмотря на утверждение такого авторитета в области предсказаний как Б. Стругацкий: «Все попытки как-то детализировать облик грядущего выглядят аролГепоп смехотворными, если не жалкими», мы не можем не думать о будущем. Менделеев полагал, что самой сложной технической проблемой XX века будет утилизация огромного количества навоза, поскольку поголовье лошадей будет увеличиваться прежними темпами. Очевидно наше жела- ние, вопреки опыту, предугадать направление развития человеческой цивилизации и место архитектурной профессии в общем изменяющемся потоке новых технологий. Но уже сегодня нельзя нс заметить усиливающееся влияние компьютерных технологий, охвативших все сферы человеческой деятельности в том числе и архитектурной.

В этом аспекте развития современных технологий все больше ученых начинают обсуждать проблему сингулярности, заключающуюся в том, что пора осознать возможность создания человеком существа, превосходящего его самого по мыслительной деятельности. Это может произойти уже потому, что появляются обозримые перспективы создания систем с вычислительными мощностями, сопоставимыми с возможностями человеческого мозга.

«Сырая» вычислительная мощность человеческого мозга оценивается в 10 в 16 степени операций в секунду. Сегодня современные компьютеры обеспечивают 10 в 8 степени операций в секунду. Динамика технологического приращения вычислительных мощностей современных компьютеров обещает к 2015—2035 годам достичь уровня возможностей человека, а затем и превзойти ее. Появятся существа более разумные, чем мы. Растет уровень и программного обеспечения: достигнут уровень практической применимости таких традиционно интеллектуальных операций как распознавание речи, текста, зрительных образов.

С другой стороны, геном человека сегодня расшифрован, причем с помощью распределенных сетевых ресурсов, но для выяснения того, какие участки ДНК за что отвечают, потребуются десятилетия. Человечеству не избежать технологического прогресса, и поскольку все это так или иначе произойдет, важно предугадать в этом развитии положительные и отрицательные стороны, постараясь сохранить управление. На этом пути актуальны разработки, направленные на изучение путей развития человеко-компьютерных систем в профессиональной деятельности. Суть этого процесса в объединении сильных сторон человека и компьютера. Человек уникален своей интуицией, а компьютер выполняет громоздкие точные расчеты и расширяет эффективный объем оперативной долговременной памяти человека.

Компьютерные игры осваивают виртуальную реальность, спекулируя на интерактивной возможности игроков самим управлять событиями, происходящими в иллюзорном пространстве. С каждым годом усложняется программное обеспечение и мощности процессоров, обеспечивающих степень достоверности пространственных иллюзий

Игры-«бродилки», «квэсты», приключенческие одиссеи, «боевики-лабиринты» построены на алгоритмах нелинейных динамических систем, допускающих смену интерактивного сценария на каждом шаге принимаемых игроком решений