ZbornÃk digitálna architektúra 2010 - Fakulta architektúry STU
ZbornÃk digitálna architektúra 2010 - Fakulta architektúry STU
ZbornÃk digitálna architektúra 2010 - Fakulta architektúry STU
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
l-systémy v architektúre<br />
praktické možnosti tvorby<br />
rastových štruktúr<br />
Michal, Tartaľ, Ing. arch.<br />
<strong>Fakulta</strong> architektúry <strong>STU</strong>,<br />
Nám. Slobody 19, 812 45 Bratislava<br />
michal501@gmail.com<br />
Abstrakt<br />
Jedným z praktických príkladov použitia generatívnych<br />
procesov v architektonickej tvorbe sú<br />
rastové štruktúry, dnes veľmi často vystupujúce<br />
pod názvom L-systémy. L-systémy sú progresívne<br />
formy s nespočetným množstvom alternatív<br />
pri zvyšovaní interakcií s obsahom matematického<br />
kódu alebo reťazca, ktoré využívame pri<br />
modelovaní pomocou parametrov. Problematika<br />
L-systémov je téma, ktorá sa bezprostredne dotýka<br />
biológie, teoretickej botaniky a matematiky.<br />
V súčasnej dobe sa L-systémy stávajú experimentom<br />
pre kreatívne audio a vizuálne sféry. Súčasťou<br />
vizuálnej sféry je aj architektonické prostredie<br />
práce a tvorby priestoru.<br />
L-systémy je možné vyjadriť jednoduchými<br />
matematickými algoritmami, čo v praxi pri tvorbe<br />
generatívnych architektonických foriem znamená<br />
použitie vhodného modelovacieho softvéru<br />
s možnosťou implementácie matematického<br />
kódu do procesu modelovania a teda samotného<br />
navrhovania za pomoci využitia parametrov.<br />
Cieľom príspevku je poukázať na najdostupnejšie<br />
a najznámejšie nástroje, ktoré nielenže ponúkajú<br />
možnosť skriptovania, ale najmä zaoberajú sa<br />
problematikou modelovania rastových štruktúr.<br />
Kľúčové slová<br />
Pojem L-systém, L-paser, GDesign, Rhinoceros,<br />
Grasshopper, 3DStudio MAX, MAYA a Houdini<br />
Teoretické aspekty tvorby L-systémov<br />
Rozvoj teórie tvorby L-systémov, ako už bolo<br />
viackrát po minulé roky uvádzané sa začína simulovaním<br />
rastu rastlín ako základná metóda, ktorú<br />
sa podarilo koncom 70-tych rokov predstaviť<br />
Aristidovi Lindenmayerovi. Spoločne s Przemyslavom<br />
Prusinkiewiczom sa v teoretickej biológii<br />
a botanike pričinili o vyjadrenie štruktúry rastlín<br />
a kvetov za pomoci matematických vzorcov<br />
a kódovania. Výsledný prepis bol algoritmickým<br />
reťazcom často označovaným ako „paralel rewriting<br />
system“, z anglického slova ide o súbežne prepisujúce<br />
sa systémy pozostávajúce zo symbolov<br />
a pravidiel, ktoré sú definíciou generovania reťazcov<br />
nových pravidiel. Z ich práce teda v krátkosti<br />
vyplýva, že v rastúcich procesoch živých organizmov<br />
je pravidelne opakujúci sa proces multicelulárnych<br />
štruktúr čitateľný a možný zápisu.<br />
16<br />
Vyjadrenie L-systému pozostáva z jazyka a generatívneho<br />
pravidla. Jazykom sa v tomto prípade<br />
rozumie zostava terminálnych a neterminálnych<br />
symbolov. Terminálne symboly generujú novú<br />
vetvu symbolov jazyka. V prípade vizuálnej sféry<br />
sú týmito symbolmi definované 2D alebo 3D<br />
objekty. Neterminálne symboly definujú modifikácie<br />
terminálnych symbolov. Axiom, pravidlá,<br />
opakujúci sa proces a reťazec L-systému predstavujú<br />
generatívne pravidlo. Axiom ako začiatočný<br />
bod je definovaný až po opakujúci sa proces.<br />
Pravidlo je vetva symbolu, ktorý bude nahrádzať<br />
neterminálny symbol. Možnosťou je vytvoriť pravidlá<br />
pre každý neterminálny symbol. Opakujúci<br />
sa proces je algoritmus definovaný samým sebou,<br />
ktorý aplikuje pravidlá na každý neterminálny<br />
symbol. Tento proces môže byť opakovaný viackrát<br />
a tak generuje väčší a väčší reťazec. Reťazec<br />
L-systému je finálnym reťazcom. Príkladom takéhoto<br />
reťazca môže byť Lindenmayerov originálny<br />
L-systém pre modelovanie rastu.<br />
Matematické generatívne procesy sú v súčasnosti<br />
implementované aj v kreatívnej sfére. Vedecké<br />
poznatky využívajú vo svojich prácach generatívny<br />
umelci s možnosťou aplikácie v rôznych umeleckých<br />
odvetviach v rátane architektúry. Tvorba<br />
L-systémov v architektúre sa v skratke rozumie<br />
ako aplikovanie prírodného organického rastu<br />
procesov, ktoré fungujú ako generátor architektonického<br />
riešenia. L-systémy sa dajú teda použiť<br />
na tvarovanie architektonickej podoby. Môžu tak<br />
automaticky vytvoriť umelecké dielo. L-systémy<br />
vďaka rozvoju modelovacích nástrojov sú dnes<br />
doménou multimediálneho prostredia virtuálneho<br />
priestoru. Môžeme však uviesť aj príklady<br />
realizácií vzniknutých pomocou generatívnych<br />
pravidiel.<br />
Výskum na univerzite v Laussane sa venuje<br />
fraktálovej geometrii a jej aplikácii v stavebníctve.<br />
Tento projekt sa zameriava na preklad virtuálnych<br />
fraktálových modelov do fyzicky postaviteľných<br />
architektonických objektov. Výsledky sa dotýkajú<br />
dvoch kategórií: nosných a nenosných konštrukcií.<br />
Strešná konštrukcia, rámy a piliere ako nosné<br />
a priestorové deliace prvky, zavesené podhľady,<br />
tieniace panely a dekorácie ako nenosné elementy.<br />
Druhým príkladom je projekt od architektonickej<br />
skupiny SERERO Architects ovplyvnený<br />
prírodným prostredím stromových štruktúr. Au-
Change language