Geometrija i vizuelizacija slobodnih formi

Oblast: BOARD GAME – MODELOVANJE

Tema: Modelovanje elemenata društevne igre – 3ds max VS Sketchup – objekti

Stanje u oblasti:

https://www.firstinarchitecture.co.uk/how-to-create-a-site-model-in-sketchup/

Plug in za Sketchup daje mogucnost importovanja google maps modela koji su jednostavni i pogodni za brzo modelovanje urbanog okruzenja, medjutim za bolje i vizuelno prihvatljivije rezultate neophodno ih je modifikovati.

https://www.youtube.com/watch?v=kc1lZ7fyaqs

U 3ds max-u neophodno je izmodelovati objekat i na njih prilepiti fasade, što je sporije.

Problem: Izabrati softver koji daje najbolje rezultate za najkrace vreme.

Kritrijumi: potrebno vreme, kvalitet rezultata, fabrikacija

Cilj: Za najkrace vreme dobiti model koji je optimalan za fabrikaciju i dovoljno kvalitetan (precizan, detaljan…)

Hipoteza: Bolji modeli optimalni za 3d stampu ce se postici u 3ds max-u.

OBLAST: Modelovanje nameštaja, parametarsko modelovanje

TEMA: Parametarsko modelovanje nameštaja kroz BIM i Grasshopper okruženje

PREDMET: Modelovanje parametarskog nameštaja u Grasshopper-u

izvor: https://www.designcoding.net/parametric-table-exercise/

STANJE U OBLASTI: Postoji opšte interesovanje za parametarske modele u BIM okruženju. Na forumima se često sreću zahtevi za promenom veličine i materijala nameštaja koji ubacuju u Revit. Primetan je dosta veći broj preuzimanja parametarskih modela sa sajtova, u odnosu na neparametarske.

izvor: https://www.revitcity.com/index.php

Kada je reč o preporukama softvera za parametrijsko modelovanje, korisnici na sajtovima najčešće preporučuju Rhino sa Grasshopperom.

izvor: https://www.quora.com/What-is-parametric-design-in-simple-terms-and-is-Revit-good-for-parametric-architecture

PROBLEMI: Prisutan je generalni nedostatak parametarskih modela za BIM okruženje, pri čemu dostupni parametarski modeli često nisu prilagođeni postojećim komadima nameštaja različitih proizvođača. Modeli su često improvizovani i nisu potkovani stvarnim referencama. Parametri uglavnom nisu dovoljno raznovrsni, te se javljaju oni u vidu promene osnovnih dimenzija.

CILJ: Potrebno je utvrditi da li Grasshopper-ov algoritam  može biti prilagodljiviji od Revit-ovog načina modelovanja, u zavisnosti od modela domaćeg proizvođača i koji od datih softvera nam  množe dati više varijacija za kratko vreme.

KRITERIJUMI: Potrebno je uspostaviti uporednu analizu na osnovu brzine modelovanja, prilagodljivosti nameštaja (broj varijacija) i kompleksnosti rezultata.

HIPOTEZA: Grasshopper-ovi modeli zahtevaće više vremena, ali će davati veći broj varijacija za kratko vreme, pri čemu se svaka varijacija može lako ubaciti u BIM okruženje.

OBLAST: Performativni dizajn objekta

TEMA: Performativni dizajn fasade u odnosu na osunčanost

PREDMET: Algoritamsko modelovanje u Grasshopper

STANJE U OBLASTI:  Analiza perforiranih fasada i primena na studiju slučaja Tecla 3D printed house

PROBLEMI: Negativan uticaj primene otvora na fasadi zbog oblika objekta

CILJ: Pronalaženje najoptimalnijeg oblika perforacija fasade uz paralelnu analizu osvetljenja i zasenčenosti

KRITERIJUMI: Postizanje najoptimalnije kombinacije broja otvora, njihove veličine i oblika rebara na fasadi

HIPOTEZA: Najoptimalnije rešenje je kombinacija velikog plafonskog otvora uz minimalne fasadne otvore, dok su rebra na fasadi različitog stepena zakrivljenja

OBLAST: Performativni dizajn objekata u odnosu na osunčanost

TEMA: Smanjenje osvjetljenosti fasade pomoću perforcaija

PREDMET: Algoritamsko modelovanje u Grashoperu

STANJE U OBLASTI: Analiza perforiranih fasada i primjena na studiji slučaja Tecla 3D print house

PROBLEM:  Negativan uticaj ubacivanja otvora na fasadu modela- remeti oblik

CILJ: pronalaženje najoptimalnijeg rješenja na fasadi uz paralelnu analizu osvjetljenja i zasjenčenja

KRITERIJUM: postizanje najoptimalnije kombinacije broja otvora, veličine otvora na fasadi i krivine fasade

HIPOTEZA: najoptimalnije rješenje je kombinacija veći broja otvora manjih veličina na fasadi

OBLAST: Modelovanje namještaja

TEMA: Istraživanje načina parametrijskog  modelovanja nameštaja kroz BIM i Grasshopper okruženje

Predmet: Modelovanje parametrijskog namještaja u Revit-u

izvor: https://youtu.be/QunwyWN145E

STANJE U OBLASTI: Postoji opšte interesovanje za parametarske modele u BIM okruženju. Na forumima se često sreću zahtjevi za promjenom veličine i materijala namještaja koji ubacuju u Revit. Takođe, primjetan je dosta veći broj preuzimanja parametarskih modela sa sajta u odnosu na neparametarske.

izvor: https://www.revitcity.com/index.php

Kada je riječ o preporukama softvera za parametrijsko modelovanje, korisnici na sajtovima najčešće preporučuju Rhino sa Grasshopperom.

izvor: https://www.quora.com/What-is-parametric-design-in-simple-terms-and-is-Revit-good-for-parametric-architecture

PROBLEMI: Prisutan je generalni nedostatak parametarskih modela za BIM okruženje, pri čemu dostupni parametarski modeli često nisu prilagođeni postojećim komadima namještaja različitih proizvođača. Modeli su često improvizovani i nisu potkovani stvarnim referencama. Parametri uglavnom nisu dovoljno raznovrsni, te se javljaju oni u vidu promjene osnovnih dimenzija.

CILJ:  Potrebno je utvrditi da li Grasshopper-ov algoritam  može biti prilagodljiviji od Revit-ovog načina modelovanja, u zavisnosti od modela domaćeg proizvođača i koji od datih softvera nam može dati više variacija za kratko vrijeme. 

KRITERIJUMI: Potrebno je uspostaviti uporednu analizu na osnovu brzine modelovanja, prilagodljivosti nameštaja (broj varijacija) i kompleksnosti rezultata.

HIPOTEZA: Revit je brži za modelovanje i može dati veliki broj varijacija, ali za razliku od Grasshopper-a, prilagodljiviji je manje kompleksnim modelima.

Oblast : Dizajn drustvene igre-modelovanje

Predmet : Drustvene igre-mehanika igre

Tema : Kombinovanje Set collections-a i drafting-a kao dvije strategije u mehanici igre u cilju formiranja najkvalitetnijeg rijesenja

Stanje u oblasti:  

Drustvena igre Everdell

Osnovne mehanike u Everdelu su postavljanje radnika i izgradnja grada. Ova dve mehanike odlično funkcionišu zajedno, dok igrači iz poteza u potez šalju svoje radnike da skupljaju resurse i uzimaju nove karte, ili odigravaju karte iz ruke kako bi proširili grad koji grade u šumovitoj dolini Everdel. Prednost igre je u razlicitim pristupima  pri formiranju gradova, svaka partija donosi novu zagonetku sa kojom  se hvatite u koštac i nove izazove koje morate da rješite dok pokušavate da dobijete stvari koje želite prije svojih protivnika. Prednost igre je detaljan dizajn pojedinacnih segmenata i kartica.

Primjer dva razlicita pristupa pri formiranju gradova

Slike preuzete sa sajta: https://www.games.rs/drustvene-igre/22668-drustvena-igra-everdell

Primjer dobrog dizajna kartica i pojedinacnih elemenata igre

Slika preuzeta sa sajta: https://www.etsy.com/au/listing/754315813/walnut-shell-token-holders-for-everdell

Drustvena igra 7 Wonders Architects

Igra se zavrsava kada neko od igraca zavrsi svoje cudo koje najcesce ima 6 faza izgradnje. Zanimljivo kod ove igre je to sto svaki igrac prikljupa resurse da bi formirao konacan model-simbol grada/drzave.

Primjer formiranja konacnog modela-simbola grada/drzave

Slika preuzeta sa sajta: https://boardgamegeek.com/image/6571594/7-wonders-architects

Drustvena igra Little Town

Društvena igra Little Town vas stavlja u ulogu vođe arhitekti koje moraju da otpreme radnike u grad, skupljaju resurse i novac, grade zgrade i razvijaju ovaj mali grad. Prednost igre je brza igra, koja je strateski orijentisana. Nedostatak je los dizajn karica i elemenata za igru.

Primjer izuzetno pojednostavljenog dizajna

Slika preuzeta sa : https://www.drustveneigre.rs/Little-Town?search=little%20town

Mehanika igre

Set collection – Tip igara u kojima igrači dobijaju poene tako što skupljaju set nekih predmeta; uglavnom karata, ali može biti i kockica, tokena, i sl.

Drafting – Card ili Dice drafting je mehanika u kojoj igraci biraju karte/kockice medju onima koje su raspolozive za sve igrace. Ovo može biti osnovna mehanika na osnovu koje igraci dobijaju akcije (npr. My Village, Grand Austria Hotel) ili skupljaju poene i jačaju svoju tablu (7 Wonders, Tides of Time), ili sporedna mehanika (Ticket to Ride).

Problem:

Problem nastaje kada se dizajnira drustvena igra koja je strateski orijentisana i brza, jer se njcesce pojavljuje los dizajn. Sa druge strane dobar dizajn i vremensko ogranicenje cesto dovode do lose strategije.

Cilj:

Ideja je pomiriti 3 faktora brzinu, jasno strateski orijentisanu igru i dobar dizajn.

Kriterijumi: 

Kako izbjeci da igrac ne porevede mnogo vremena cekajuci da ostali igrači zavrse svoje poteze?  Definisati pravila tako da se izbjegne problem nezgodnih i/ili nedovoljno definisanih pravila. Cest problem American style igara koje imaju previse pravila na koje treba obracati paznju i koja se lako zaborave. Ideja je formirati i dobro dizajnirane elemente. Dizajn elemenata se postavlja kao vazna tema, jer predstavlja prvi kontakt igraca sa drustvenom igrom, sto znatno utice na ekonomsku opravdanost dizajniranja nove igre. Ideja je formirati i igru koja nece predugo trajati, sto znatno utice na koncentraciju igraca i njihovo aktivno ucestvovanje u igri i postizanju cilja.

Hipoteza:

Igra ce odgovoriti na sve zadatke, da bude brza, strateski orijentisana i dobro dizajnirana.

Oblast - Fabrikacija minijaturnih figurica za drustvene igre

Predmet istraživanja - Ispitivanje različitih parametara 3d štampanja, kao što su brzina štampanja, debljina sloja, preciznost i način postavljanja podkonstrukcije. Da li je bolje stampati model iz jednog dela ili iz vise razlicitih elemenata pa ih spajati.

Stanje u oblasti – 3D štampa je moderna tehnologija proizvodnje trodimenzionalnih objekata. U 3D štampi objekat se kreira sukcesivnim nanošenjem slojeva materijala. Neophodna je obrada modela i posle samestampe.

1) debljina sloja 0.1 mm, travel speed 150, temperatura extrudera od 200 stepeni

2) debljina sloja 0.2mm, travel speed 130, temperatura extrudera od 210 stepeni

3) debljina sloja 0.2mm, travel speed 150, temperatura extrudera od 210 stepeni

 

https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fpcpress.rs%2Ftema-bizit-a-2018-sta-je-zapravo-3d-stampa-i-koji-su-njeni-potencijali%2F&psig=AOvVaw2GJf5Ehf3ayZ3mNDrpZEEN&ust=1679836010334000&source=images&cd=vfe&ved=0CA4QjhxqFwoTCOi87LaU9_0CFQAAAAAdAAAAABAI

https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fsolfins.com%2F3d-stampa-vodic-za-pocetnike&psig=AOvVaw2GJf5Ehf3ayZ3mNDrpZEEN&ust=1679836010334000&source=images&cd=vfe&ved=0CA4QjhxqFwoTCOi87LaU9_0CFQAAAAAdAAAAABAD

Problemi – Skup materijal, utrosak mnog vremena u stampu, detaljnost modela, spajanje delova.

Cilj - Napraviti figurice, uporediti ih i ukazati na prednosti i nedostatke stampe upotrebom razlicitih parametara i tehnike.

Kriterijum – Detaljnost, preciznost, skladnost, brzina

Hipoteza – Smatram da ce 3D stampaci sa kojima raspolazemo uspeti da ispune ocekivanja i da ce se u buducnostri vise koristiti ovakav nacin srtavarnja, modelovanje i stampanje.

MODELOVANJE – FAZA I (oblast)

RECIPROČNE STRUKTURE

Istraživanje recipročnih struktura ramovskih konstrukcija u arhitekturi.

Dosadašnja istraživanja ovakvih konstrukcija pokazuju da se takve strukture mogu graditi u različitim oblicima za različite forme i funkcije, kao privremene i trajne strukture.

Dizajn ovakvih struktura zahteva razvoj metoda i algoritama za pronalaženje oblika, neki od algoritama koji su najučestaliji:

Algoritam za dinamičku relaksaciju,

Algoritam zasnovan na ćelijama Anastasa

Algoritam Torghabehi 

Problemi koji se javljaju kod ovakvih vrsta konstrukcija jeste fabrikacija, i samo uklapanje elemenata u prostor.

Cilj ovog istraživanja je upoznavanje sa parametarskim načinom modelovanja

Kriterijum – jasan i čist kod za dobijanje strukture

Hipoteza – smatram da je najbolji način za modelovanje ovakvih struktura parametarsko modelovanje (Grasshopper).

Oblast istraživanja - modelovanje organskim linijama

Predmet - modelovanje nakita

Tema - modelovanje narukvica korišćenjem organskih linija

Stanje u oblasti - Evolucija je stotinama miliona godina usavršavala svoj ,,dizajn”. Iz tog razloga, rešenja mnogih problema na koje se nailazi pri tehnološkim inovacijama nalaze se u prirodi. Na primer:

• Mik Pirs (Mick Pearce) je dizajnirao poseban sistem prirodnog hlađenja zgrade koji izbacuje toplotu u toku dana po ugledu na termitske humke koje su ventilisane složenim sistemom tunela.
• Naučnici su razvili podvodne senzore koji prenose frekvencije slične onima koje emituju delfini.
• Istraživači na Kansai Univerzitetu u Japanu su koristili tehnike koje mogu iseći strukture na nanometarskoj skali kako bi napravili iglu koja je inspirisana usnim aparatom komarca.
• …

U svim naučnim oblastima dizajn prirode igra značajnu ulogu.

Modernizacija je uzdigla izradu nakita na viši nivo. Zaha Hadid je u saradnji sa AW Mouzannar Kućom od 2014. godine istraživala fluidnost oblika i jedinstvena svojstva prirodnih materijala kako bi napravila narukvicu od organskih linija.

Preuzeto 25.3.2023. sa: https://marianawehbe.com/press/zaha-hadid-and-the-house-of-aziz-walid-mouzannars-fine-jewelry-collection-revealed/

Razmatranjem stanja na tržištu, uočava se da ovaj način modelovanja i proizvodnje nakita nije zastupljen u velikoj meri. Glavni razlog je neinformisanost o mogućnosti ovakve proizvodnje.  Tehnologija i algoritmi mogu omogućiti dinamičan dizajn modnih detalja.

Problemi 

1. Mali broj materijala koji mogu da se upotrebe za izradu ovakvog nakita
2. Nezastupljena primena ovakvog načina proizvodnje nakita

Cilj - atraktivan dizajn

Kriterijum

1. Prilagođavanje korisniku
2. Lako apliciranje elemenata
3. Pristpačna cena

Hipoteza

Model koji je moguće brzo izvesti i lako prilagoditi promenama.

Oblast istraživanja  - Modelovanjem generativnim dizajnom

Predmet –  Modelovanje nakita

Tema  – Modelovanje  minđuša pomoću koral tehnike

Stanje u oblasti 

Razmatranjem stanja na tržištu uočili smo da ovaj način modelovanja i proizvodnje nakita nije zastupljen u velikoj meri. Glavni razlog jeste neinformisanost o mogućnosti ovakve proizvodnje.

Problemi 

– manji izbor materijala koji može da se upotrebi za izradu nakita

– nezastupljena primena ovakog načina proizvodnje

Cilj

Atraktivan dizajn

Kriterijum 

– prilagođavanje korisniku

– lako apliciranje elemenata

– pristupačna cena

Hipoteza 

Veća upotreba softvera u proizvodnji nakita

Rešenje 

Modelovanje nakita u Rhinoceros 7 + Grasshopper

У трећој фази узимамо у обзир све наведене критеријуме из претходног истраживања и долазимо до следећих резултата.

Сто је осмишљен да задовољава димензије угодног обедовања као и употребе у току рада ноћног клуба, по ширини и дужини плоче, као и по висини обе фазе стола.

Прва фаза преставља “дневну смену” где се сто састоји из плоче димензија 100×150цм и стоји на 5 ногара, једном централном и 4 помоћне, распоређене по ивицама плоче. Друга фаза, односно “ноћна смена” настаје када се плоча заротира чиме се мења висина стола, а затим се помоћне ногаре поставе на своје место у централној, стварајући тако специфичну структуру попут кишобрана. Плоча се савија на горе како би се њене димензије смањиле на 100×100цм.

Столица има димензије 45×45цм у корисном седалном делу и 75цм висину. На одабраном примеру не постоје наслони за руке (иако могу да се направе уколико потребно), алу зато има наслон за леђа. У току дана може да се одложи испод стола с обзиром да је њена висина истом и прилагођена. Столица је расклопива, у једном лаком покрету може да се савије и затим окачи на посебне куке испод стоне плоче када се користи у ноћној смени.

У прологу је представљен сто након трансвормацију у ноћну фазу. Можемо видети место преклопа плоче стола. Кружићима су представљене помоћне ногаре и како се укрштају у исту тачку приликом издизања стола, док су црвеном бојом приказане столице и њихова позиција качења.

Финални приказ стола са 4 столице је приказан у следећим прилозима.

Rezultati istraživanja:

Prilikom modelovanja uočene su neke bitne mane i prednosti oba načina rada.

Modelovanje

Modelovanje preko već postojećih geometrijskih tela unutar Blendera, ispostavilo se kao manje pogodno, kako oblici i nakon povećanja broja poligona, nisu postigli traženi nivo detaljnosti i fluidnosti. Ova tehnika može biti pogodnija za oblikovanje geometrije sa malim brojem poligona, ali nije bila u ovom slučaju. ZBrush zahteva veću preciznost oblikovanja od samog početka, ali je krajnji rezultat dosta tačniji ili precizniji, a do njega se i brže dolazi, jer je model potrebno manje prepravljati.

Teksturiranje

Teksturisanje geometrije u ZBrushu je takođe bilo brže i jednostvnije, kako nije zahtevalo kreiranje uv mapa. S druge strane retipologija objekta na manji broj poligona, potrebna za kreiranje mape, može kasnije biti korisna za dalji rad na modelu, ali u ovom slučaju nije bila pogodna, jer se težilo održavanju detaljnosti modela. Blender takođe podržava 50 puta manje poligona, pa ako se uv mapa unwrapuje, bez retipologije, to može dosta da optereti računar.

ZBrush

Blender

Zaključak i rezultati

ZBrush je prvobitno iziskivalo više vremena za savladavanje rada u programu, ali znatno manje vremena za izradu samog modela.

Blender                                                                                                                             ZBrush

Konstrukcija stadiona, generalno u ovom slučaju krovna konstrukcija, veoma je bitna u raznim sferama za odvijanje dešavanja u istom.
Sudeći po tome da su navijači ti koji podižu atmosferu na meču, bitno je gledati i na njihov komfor, sigurnost i zaštitu.
Stoga, kvalitetan krov i njegov položaj, utiče na navedene faktore, s obzirom na to da se utakmice odigravaju u svako doba godine, pa je bitno i sačuvati gledaoce da ostanu svih 90 minuta ili duže i navesti ih da dođu i sledeći put.
Ako se gleda da se u isto vreme ispoštuju norme za ispunjavanje uslova sigurnosti i estetike, ovim rešenjem dobija se idealan spoj.
S obzirom na to da se u našoj zemlji slabo ulaže u infrastrukturu, što se fudbalske strane tiče, ovakvo rešenje bi bilo od velikog značaja i veoma bi pripomoglo razvitku fudbala u našoj zemlji, a i ispunjavajući FIFA i UEFA standarde, ovakav stadion bi potencijalno i privukao čelnike fudbalskih asocijacija da možda nekad u budućnosti razmotre o organizovanju najvećeg fudbalskog takmičenja, kao što je Svetsko prvenstvo, baš u našoj državi.

U trećoj fazi rada fokusiranje je bilo na olakšavanje procesa rada u Revitu koje je podrazumevalo izvođenje kompleksnijih formi za koje znamo da je u Rhinu brže i lakše za izvođenje a u Revitu teže ili gotovo nemoguće.

Ako bismo pokušali napraviti brdo u Revitu morali bi to da uradimo iz više krivih koje moramo pravilno postaviti u prostoru i to je jedino moguće uz refrence plane.

U Rhinu to nije slučaj jer nam program daje mogućnost da crtamo krivu pod određenim uglom a isto takvu formu možemo dobiti na razne načine što nije slučaj i za BIM. Takođe gumball u BIM-u nema dimenzije i zbog toga ne možemo biti precizni dok u Rhinu možemo da unesemo dimenzije.

Ukoliko pravilno ne definišemo Rebuild opciju forma će se emitovati drugačije u Revitu što bi dovelo do neželjenih rezultata.

Za kraj je urađena “Klasična rhino klupa” koja nam pokazuje da je sve moguće prikazati u Revitu

U trećoj fazi rada završeno je sa modelovanjem patike i prešli smo na pripremu za render.
Kroz istraživanje ustanovili smo da je najbolji način za to preko ”blueprintova” (kao grasshooper). U početku će biti potrebno više vremena prilikom ispisivanja koda ali nam to omogućava da kasnije lako i brzo  menjamo i pravimo različite varijante  patike.

Uz pomoć koda koji smo ispisali, moguća je promena ne samo boje vec i teksture segmenata (takodje moguće je napraviti bilo koji materijal koža, plastika, tkanina…). Takođe dodata je i opcija ubacivanja bilo kojih  pattern-a (geometrijski, cvetni, abstraktni…) gde se koristi .jpg fajl kao referenca koju je moguće postaviti na bilo koji segment patike.

Dosadašnji primeri modelovanja i vizualizacije

Dobijeni modeli u 3DS Maxu

Možemo primetiti kako prethodni modeli su izobličene ploče na kojima se pomoću boje prikazuje raspodela viših i nižih kota, dok se na modelima iz Maxa jasno vide čestice koje zauzimaju svoju poziciju kao što to radi pesak na fizičkom eksperimentu.

U procesu modelovanja, vreme za renderovanje određuje broj stranica sfere (80 stranica u ovom slučaju) i broj čestica. Veći broj čestica zahteva i duže renderovanje.

U poslednjoj fazi istraživanja fokus je stavljen na način spajanja modula. Nakon proučavanja geometrije modula i odabira istog, sledeće je bilo utvrditi način njihovog vezivanja i postavljanja.

Priroda geometrije ovog modula nije bila pogodna za bezvezivno uklapanje modula (držanje modula pod pritiskom), te je odlučeno da se prostorna tesalacija usmeri ka uvođenju vezivnog sredstva.

*Napomena: Postoji više načina na koji mogu da se vezuju moduli, ali će u ovom post-u biti prikazan samo jedan koji je odabran kao najefikasniji.

S obzirom da je korišćen plugin, pozicija modula je postavljena po defaultu koji je utvrđen programom, te slaganje modula po vertikali i horizontali nije bio predmet istraživanja.

Prvenstveno,  izolovane su sve dodirne stranice modula. Centar tih stranica služio je kao polazna tačka iz kojeg se razvijao pravugaonik koji predstavlja oblik isecanja datih modula. Pomoću parametra extrude su napravljenje potrebne šupljine koje će kasnije biti ispunjene pravugaonikom koji će ustvari predstavljati vezivno sredstvo.

ZAKLJUČAK: Ovaj način prostorne tesalacije je znatno brz, jer postoje već gotovi moduli koji se postavlaju po nekom defaultu utvrđenom u sklopu plugin-a. Odabir baš ovog modula nije uneverzalno rešenje za sve površi, ali je za ovu ideju i geometriju strukture Tip 2 bio najpogodniji.

Program korišćen za ovo istraživanje je Grasshopper sa plugin-om BullAnt.

Kao završna faza ovog projekta je animacija same skulpture. Klasična animacija modela se zasniva na upotrebi 3D štampanog modela skulpture koji se potom postavlja na rotirajuće postolje. Zatim, pažljivo se sinhronizuju bljeskovi strob svetla sa frejmovima kamere za snimanje tako da se uhvati svaki frejm videa kada se skulptura okrene za određeni ugao (ugao zavisi od brzine efekta koju želimo da postignemo). Tako beležimo pomeranje svake latice od vrha centra ka dole. Takođe vrlo je bitno usaglasiti i brzinu rotacije postolja.

Zbog nedostatka uslova i komlikovanog procesa animacije fizičkog modela eksperimentisali smo sa programskim modelom i virtuelnom animacijom. Efekat je bio isti a rezulati su pokazali baš ono što smo želeli da postignemo. Eksperiment se sveo na istraživanje dve vrste modela- model sa pravilnim rasporedom latica koje su sve jednake, i model sa laticama koje su više randomizovane na površini modela (različiti uglovi pružanja i orijentacije).

Uzeto je po 35 uzastopnih slika modela koji su svaki put rotirani za po 137.508º i spojeni su u jedan kratki video klip kako bi se predstavila animacija. Svaka slika predstavlja jedan frejm videa koji bi bio uživo isto tako snimljen.

Prvi model pokazuje pravilno cvetanje modela koje glatko ”teče” i odaje utisak sinhronizovane igre latica, dok drugi model sa nepravilnim rasporedom latica pokazuje mane u animaciji. Čini se kao da se random latice pojavljuju i nestaju u animaciji iako je model animiran istom metodom sa istim uglom rotacije i istim brojem tačaka tj. latica. Ove nepravilnosti ukazuju da je i sam položaj latica kod modela bitan faktor kod postizanja čistog i jasnog efekta cvetanja.

1. pravilan raspored latica

2. nepravilan raspored latica

Nakon istraživanja, došle smo do nekoliko zaključaka.

Mnogo veći broj mogućih rešenja i brži dolazak do istih se dobija uz pomoć 2D teselacije, što smo i pretpostavile na početku rada.

Set sa takvim figuricama bi bio mnogo praktičniji jer bi korisnici lakše sklopili prilikom pakovanja u kutiju. Takođe, postoji veća sloboda prilikom njihovog smišljanja, samim tim i mogućnost da se dobijaju figurice koje dosta više liče na tradicionalne.

Što se fabrikacije tiče, uradile smo jedan primer šahovskog seta. Izabrale smo 2D teselaciju uz pomoć trouglova. On je bio najlakši za izradu jer nema mnogo uglova (kao kod kvadrata), niti krivih linija (kao kod teselacije slobodnih formi).

Rezultati i zaključak istraživanja

Uz dalje unapredjivanje algoritma uslovima, dodavanjem više elemenata, kako niskih tako i visećih elemenata, automatski način organizovanja kuhinjskih elemenata imaće još veću prednost u odnosu na sadašnju koja se ogleda u kako u uštedi vremena ( 35s (automatizacija) protiv 20min (manuelna) ) tako i pogledu više rešenja, gde u postavljenim uslovima direktno možemo pročitati manu svakog rešenja, da li se ono ogledalo u nešto većem razmaku između frižidera i sudopere ili ‘pak u manjku slobodnih radnih površina pored sudopere, šporeta, a i drugim postavljenim uslovima. Što više uslova postavimo u algoritam, dobijaćemo sve funkcionalnija rešenja. Utrošak vremena na izradu algoritma nadoknadićemo na dalju uštedu vremena pri organizovanju svake kuhinje.

Završna faza se bazira na uporednom vrednovanju rezultata dobijenog odevnog predmeta i njegovog ponašanja u AR sredini i ponašanja aksesoara u istim okolnostima.

Suknja

• Vreme izrade i postavljanje: izrada suknje u programu Clo 3D je trajala oko 45 minuta dok je importovanje suknje veoma pojednostavljeno korišćenjem odgovarajuće Tracking opcije. Kod postavljanja na model više vremena (10 minuta) je zahtevalo prilagođavanje elastičnog struka suknje na struk samog modela, zbog mogućih varijacija u širini ili položaju tela u trenutku primene efekta. Zadnja strana suknje zbog prethodne rotacije daje nezadovoljavajuće rezultate.
• Tekstura: osvetljenje objekta Dynamic Envmap na verodostojan način prikazuje importovane teksture pamučne suknje uz mogućnost nijansiranja boje promenom veličine osvetljenja, rotacijom ili smanjenjem ekspozicije. 

Tačkasto i ambijentalno osvetljenje uz mogućnost promene samo intenziteta i boje osvetljenja daju dosta lošije rezultate.

Rezultat: pronađeno je optimalno rešenje uz mala odstupanja pri promeni položaja tela, koja pretpostavljamo da bi se mogla smanjiti daljim usavršavanjem efekta (složeniji Attachment points).

Šešir

• Vreme izrade i postavljanje: izrada je zahtevala 20 minuta u programu Clo 3D, a za razliku od suknje, postavljanje šešira na model glave je oduzelo više vremena (30 minuta). Šešir je zahtevao postavku sa unutrašnje strane kao i senku koja bi padala na lice i međusobno slaganje ovih efekata pri svakom pokretu.
• Tekstura: materijal teksas šešira je izabran iz ponuđene galerije pri čemu je izvršeno njegovo jednostavnije editovanje dok su omogućene i složenije izmene materijala, koje bi dale realističnije rezultate, u prozoru- Material Editor.

• Rezultat: rezultat je veoma dobro prilagođavanje šešira obliku glave i njenim pokretima kako sa prednje tako i sa zadnje strane. Postavljena hipoteza, da je lakše prilagoditi aksesoar različitim tipovima tela (univerzalnije), pokazala se kao tačna.

Zaključak: kako tehnologije postaju pametnije i povezanije, budućnost teži uključivanju svih oblasti u ovu virtuelnu realnost, gde moda prolazi kroz velike promene kako bi približila fizički i digitalni svet. Jedan od mogućih načina je uz korišćenje programa Clo 3D i Lens Studio.

Završna faza se bazira na uporednom vrednovanju rezultata dobijenog odevnog predmeta i njegovog ponašanja u AR sredini i ponašanja aksesoara u istim okolnostima.

Suknja

• Vreme izrade i postavljanje: izrada suknje u programu Clo 3D je trajala oko 45 minuta dok je importovanje suknje veoma pojednostavljeno korišćenjem odgovarajuće Tracking opcije. Kod postavljanja na model više vremena (10 minuta) je zahtevalo prilagođavanje elastičnog struka suknje na struk samog modela, zbog mogućih varijacija u širini ili položaju tela u trenutku primene efekta. Zadnja strana suknje zbog prethodne rotacije daje nezadovoljavajuće rezultate.
• Tekstura: osvetljenje objekta Dynamic Envmap na verodostojan način prikazuje importovane teksture pamučne suknje uz mogućnost nijansiranja boje promenom veličine osvetljenja, rotacijom ili smanjenjem ekspozicije.

Tačkasto i ambijentalno osvetljenje uz mogućnost promene samo intenziteta i boje          osvetljenja daju dosta lošije rezultate.

• Rezultat: pronađeno je optimalno rešenje uz mala odstupanja pri promeni položaja tela, koja pretpostavljamo da bi se mogla smanjiti daljim usavršavanjem efekta (složeniji Attachment points).

Šešir

• Vreme izrade i postavljanje: izrada je zahtevala 20 minuta u programu Clo 3D, a za razliku od suknje, postavljanje šešira na model glave je oduzelo više vremena (30 minuta). Šešir je zahtevao postavku sa unutrašnje strane kao i senku koja bi padala na lice i međusobno slaganje ovih efekata pri svakom pokretu.
• Tekstura: materijal teksas šešira je izabran iz ponuđene galerije pri čemu je izvršeno njegovo jednostavnije editovanje dok su omogućene i složenije izmene materijala, koje bi dale realističnije rezultate, u prozoru- Material Editor.
  
• Rezultat: rezultat je veoma dobro prilagođavanje šešira obliku glave i njenim pokretima kako sa prednje tako i sa zadnje strane. Postavljena hipoteza, da je lakše prilagoditi aksesoar različitim tipovima tela (univerzalnije), pokazala se kao tačna.

Zaključak: kako tehnologije postaju pametnije i povezanije, budućnost teži uključivanju svih oblasti u ovu virtuelnu realnost, gde moda prolazi kroz velike promene kako bi približila fizički i digitalni svet. Jedan od mogućih načina je uz korišćenje programa Clo 3D i Lens Studio.

Jedan od problema koji se javlja u ovoj oblasti jeste višak delova koji nastaje na ivicama i uglovima osnove jer zahteva sečenje pločica radi njihovog boljeg uklapanja. Takođe veliki nedostatak je i to što razuđeni i nepravilni oblici pločica ne mogu da se proizvode serijski kao jednostavni oblici poput trougla, pravougaonika, kvadrata već mora da se pravi poseban kalup za određeni nepravilni oblik. Cilj ovog istraživanja je stvaranje oblika pločice gde će jedna figura prelaziti u drugu, a da pritom prelaz između njih bude minimalno vidljiv ( morphing teselacija ) kao i da se obrati pažnja da što manji broj pločica bude sečen prilikom popločavanja zadate osnove. Kroz proučavanje zadate teme dolazi se do zaključka da je pored osnovnog oblika ( kvadrat ) potrebno još osam različitih oblika da bi se popločala osnova. Takođe možemo zaključiti da je neophodno seći pločice kako bi se uklopile u osnovu ravnih ivica osim ukoliko i sama ivica pločice koja je u dodiru sa ivicom osnove nije ravna.

Analiza i zaključak finalnog rešenja.

-Kvaliteti zida sa rotirajućim panelima, jesu to što je moguće podešavanje propuštanja svetlosti u mnogo varijanti, od skoro potpuno otvorenih, do potpuno zatvorenih krilaca. Tako sami sebi pravimo ambijent kakav nam odgovara. Medjutim, problem predstavlja njegovo izvodjenje, koje je dosta kompleksno. Prvo je potrebno napraviti čvrstu heksagonalnu mrežu, na koju će trougaona krilca da se postavljaju kao ispuna. Da bi rotiranje bilo moguće, potrebno je da se ivica trougla spoji sa ivicom heksagona, koja ujedno predstavlja osu rotacije. Zatim je neophodna ugradnja velikog broja elektromotora koji će da regulišu otvaranje i zatvaranje, kao i preciznost i kvalitet izrade.
Mane ovakvog zida jesu kompleksnost i visoka cena izrade.

-Zid sa nepokretnim elementima u ovom slučaju predstavlja bolje rešenje. Nasumično postavljenim otvorima različitih veličina postiže se sličan efekat u prostoru. Cena ovakvog zida je dosta manja, i samim tim pristupačnija većem broju korisnika, a takodje je dosta jedostavniji za izradu. Može se napraviti od velikog broja materijala, slaganjem heksagonalnih segmenata jedan na drugi.

Treća faza rada se bazirala na prikazu zidnog panela u prostoru. Način na koji će panel upotpuniti prostor i rešavanjem mogućih problema koji bi se mogli javiti prilikom fabrikacije.

Prikaz enterijerskog prostora koji sadrži panel:

Na ovom prikazu vidi se panel sa određenim trouglovima različite veličine, ali dok se ne pogleda sa tačno označenog mesta panel se ne sagledava kao da u izgledu ima jednake i pravilno raspoređene trouglove (manje do većeg) dok su perforacije rađene na osnovu kretanja i koncentracije ljudi u delu prostora.

Izgled panela i elementi:

Detalj:

Na gore prikazanom prilogu jasno se vidi način na koji bi se panel sastavljao. Tačnije postojale bi spojnice sa jasno numerisanim brojevima koji linijski element gde pripada (spojnice su veoma tankeda ne bi narušavale estetiku), a u odnosu na prethodno određenu dinamiku panela, na potrebnim mestima postojao bi žljeb gde bi se postavljao površinski element tačnih dimenzija

Zaključak rada: Nakon sprovedenog istraživanja uvideli smo da je ovakav način fabrikacije panela najbolja opcija jer se na najjednostavniji način dobija zatalasani zid koji podiže estetiku prostora na veći kvalitet. Strategija koja je uspostavljena se može primenjivati prilikom izrade većeg broja panela.

Celokupan proces koji se sastojao iz dve faze rada, dao nam je 2 različita rezultata.

1. Modelovanje pomoću Perspective Match opcije u 3ds Maxu, kao rezultat dalo nam je model u kojem su dimenzije samih geometrijskih tela,  ali i njihovi međusobni odnosi bili drugačiji od onih kakve smo ih zamišljali iz “Dalijevog pogleda”.

2. Proširena realnost uz pomoć modela iz 3ds Max-a i  CartMagician softvera, dalo nam je rezultat koji smo očekivale – učitavanjem QR koda preko kamere telefona koji smo dobili na ovom online softveru, kada smo importovali naš model u isti. Odabrale smo prostor koji je imao dovoljnu dubinu – hodnik na 4. spratu fakutelta, s obzirom da je i model imao određenu dubinu, i nije mogao dovoljno kvalitetno da se prikaže u nekom manjem prostoru (poput kabineta u kom smo prvo  probale).  Prolazak kroz izmodelovanu sredinu je bio moguć, kao i sagledavanje tela iz svih uglova, uz jasan odnos među njima.

Proces rada na ovom projektu doveo nas je do zaključka da nam je odabir umetničkog dela znatno uticao na krajnji rezultat istraživanja.

Zaključak je da sam Dali, poigravanjem sa perspektivom, stvara iluziju o međusobnom odnosu tela i prostora. Dovodi do određene perspektive, u kojoj je jedino moguće stvari sagledati na način na koji ih on sagledava, dok su u realnosti iz drugih uglova odnosi tih tela nelogični i besmisleni.

Naše oblikovanje 2D slike u 3D prostor, omogućava ljudima da prolaskom kroz realan prostor koji je nadograđen digitalnim sadržajem na jednostavan način shvate ulogu treće dimenzije, ali i uticaj perspektive iz koje se stvari sagledavaju. Takođe, omogućavanje doživljavanja nekog dela  na potpuno nov način i do sada nemoguć.

Celokupan proces koji se sastojao iz dve faze rada, dao nam je 2 različita rezultata.

1. Modelovanje pomoću Perspective Match opcije u 3ds Maxu, kao rezultat dalo nam je model u kojem su dimenzije samih geometrijskih tela,  ali i njihovi međusobni odnosi bili drugačiji od onih kakve smo ih zamišljali iz “Dalijevog pogleda”.

2. Proširena realnost uz pomoć modela iz 3ds Max-a i  CartMagician softvera, dalo nam je rezultat koji smo očekivale – učitavanjem QR koda preko kamere telefona koji smo dobili na ovom online softveru, kada smo importovali naš model u isti. Odabrale smo prostor koji je imao dovoljnu dubinu – hodnik na 4. spratu fakutelta, s obzirom da je i model imao određenu dubinu, i nije mogao dovoljno kvalitetno da se prikaže u nekom manjem prostoru (poput kabineta u kom smo prvo  probale).  Prolazak kroz izmodelovanu sredinu je bio moguć, kao i sagledavanje tela iz svih uglova, uz jasan odnos među njima.

Proces rada na ovom projektu doveo nas je do zaključka da nam je odabir umetničkog dela znatno uticao na krajnji rezultat istraživanja.

Zaključak je da sam Dali, poigravanjem sa perspektivom, stvara iluziju o međusobnom odnosu tela i prostora. Dovodi do određene perspektive, u kojoj je jedino moguće stvari sagledati na način na koji ih on sagledava, dok su u realnosti iz drugih uglova odnosi tih tela nelogični i besmisleni.

Naše oblikovanje 2D slike u 3D prostor, omogućava ljudima da prolaskom kroz realan prostor koji je nadograđen digitalnim sadržajem na jednostavan način shvate ulogu treće dimenzije, ali i uticaj perspektive iz koje se stvari sagledavaju. Takođe, omogućavanje doživljavanja nekog dela  na potpuno nov način i do sada nemoguć.

Nakon postavljanja algoritma, isti je trebalo ispitati. Pri pokretanju Solver-a boje na kocki se menjaju, a u prozoru Grasshopper-a očitava se dijagram sa brojevima koji pokazuju uspešnost. Kako bi program bolje rešavao problem, s vremena na vreme dobro je dodati mu određene mutacije. Problemi koji su postavljeni na početku su uglavnom rešeni, osim poslednjeg, a to je dobijanje krajnjeg rezultata. Naime, program pokušava da dođe do rešenja, što je i uspeo (rezultat 54), ali pri povećanju broja iteracija ima problem sa pronalaženjem rešenja i uspešnost opada. Na rešavanje dosta utiče i složenost početnog položaja boja na kocki. U tabeli ispod su prikazana ispitivanja algoritma sa različitim vrednostima.

Princip rotiranja kocke je prikazan na videu:

Rotiranje

Hipoteza je u ovom slučaju opovrgnuta, s obzirom da nije moguće rešavanje kocke bez obzira na početne vrednosti. Zaključak je da genetski algoritam nije pogodan za rešavanje ovakvog tipa problema, odnosno ne može da omogući rešavanje Rubikove kocke bez obzira na početni položaj boja.

Za zajedničko jezgro koje projicira svetlost u sve 3 prostorije se izrađuje jedna ista mreža isprepletanih simbola, jer je pri fabrikaciji lakše izraditi isti šablon 3 puta, nego raditi svaki zasebno. Da bi se izrazio simbol jedne od veroispovesti na ovaj način, panelom se prikrivaju određeni delovi ove mreže.

Takođe, bitno je naglasiti da ukoliko bi paneli koji prikrivaju bili mobilni, moguće je imati samo jednu izrađenu mrežu simbola i na taj način zadržati prvobitnu ideju o jednom prostoru. Međutim, problem preklapanja verskih službi u takvom jedinstvenom prostoru i dalje ostaje nerešen.

Šablon u 2D interpretaciji prikazuje određeni potencijal, dok to u prostornom prikazu nije slučaj. Projicirane senke krsta se ne razaznaju, te ne zadovoljava kriterijum. Ostala dva simbola, islamski ornament i Davidova zvezda se jasno uočavaju, te oni u određenoj meri zadovoljavaju početni kriterijum.

Projicirana senka Davidove zvezde u enterijeru

Projicirana senka krsta u enterijeru (neuspela)

Projicirana senka ornamenta u enterijeru

ZAKLJUČAK

Međusobnim preplitanjem simbola moguće je izraditi jedinstvenu mrežu koja će projicirati zadate simbole u određenoj meri. I dalje ostaje otvoreno pitanje da li zadržati jedan objekat pa u skladu sa tim rešavati problem preklapanja verskih službi, ili pak razložiti tu morfologiju na 3 različita prostora i dalje istraživati i modelovati panele koji će biti u stanju da u odnosu na prirodnu svetlost (putanju sunca) projiciraju adekvatan simbol na zadovoljavajuć način.

U trećoj fazi istraživanja, fokus je stavljen na upoređivanje dve metode prilikom modelovanja i vizualizacije gde se kao rezultat otkrivaju prednosti i mane svake od njih. Ideja je da objedinimo najpogodnije segmente oba pristupa sa ciljem dobijanja što kvalitetnijeg i efikasnijeg finalnog rešenja.

Prvi pristup uključuje rad u programu 3dsMax koji daje daleko realističnije i vizuelno kvalitetnije rezultate ali po cenu mnogo većeg utroška vremena i manjka manipulacije prilikom određivanja parametara tokom modelovanja.  Korisnici su ograničeni na finalne produkte gde učestvuju isključivo u izboru kombinacija ali ne i u samoj modifikaciji dimenzije, oblika i stepena torzije.

Sa druge strane, program Rhino u kombinaciji sa Grasshopperom i Shape Diver-om iziskuje mnogo manji vremenski utrošak i pruža širok spektar mogućnosti prilikom oblikovanja koje su posebno prilagodljive korisnicim. Pruža im se mogućnost da uz vrlo laku modifikaciju upotrebom slajdera odluče koja forma produkta im najviše odgovara. Međutim, uočili smo da Shape Diver ne pruža najkvalitetnija rešenja prilikom izrade vizuelnih prikaza.

ZAKLJUČAK

Iz prethodnog smo zaključili da 3dsMax nije pogodna platforma za personalizovanu vrstu proizvodnje. Međutim, uz pomoć Corona renderer plug in-a mogu da se dobiju vrlo realistični uvidi u materijale i konačan izgled vaza u prostoru, koji su pogodni u reklamne svrhe. Potrošači bi imali mogućnost oblikovanja sopstvenih vaza u Shape Diver-u, nakon čega bi modeli išli na fabrikaciju i izradu.

OBRAZAC ZA PROIZVODNJU

Priprema algoritma u Grasshopperu – Ubacivanje gotovog algoritma u Shape Diver
Vizualizacija uzoraka (u svrhu komercijalnog sadržaja) u 3dsMax-u i Corona Renderer-u + Photoshop

Kao finalni proizvod dobijen je model gradske kuće od 3874 kockice za koji je utrošeno oko 24h efektivnog rada. Sam rad u programu je prilično jednostavan i prilagođen je gotovo svima. Ono što dosta ograničava je svedena ponuda boja zbog koje ni moj model nema adekvatan kolorit.

Ono što sam shvatila prilikom rada na modelu jeste da bilo kakva automatizacija slaganja kockica bi svela modele na gotovo tipske setove što bi uništilo unikatnost koju svaki set ima i ono u čemu kupci najviše uživaju-slaganje. Kao poslednji detalj napravila sam model kutije seta kao bi možda mogao da izgleda u prodaji.

Na internetu postoji već jedan model gradske kuće koji na prvu loptu deluje impozantno ali kroz dublju analizu sam shvatila da je na njemu proporcija izuzetno loša kao i unikatnost pojedinih delova, Za celu scenu gde se taj model nalazi je utrošeno 11000 delova i 20h.

Nakon postavljanja algoritma, isti je trebalo ispitati. Pri pokretanju Solver-a boje na kocki se menjaju, a u prozoru Grasshopper-a očitava se dijagram sa brojevima koji pokazuju uspešnost. Kako bi program bolje rešavao problem, s vremena na vreme dobro je dodati mu određene mutacije. Problemi koji su postavljeni na početku su uglavnom rešeni, osim poslednjeg, a to je dobijanje krajnjeg rezultata. Naime, program pokušava da dođe do rešenja, što je i uspeo (rezultat 54), ali pri povećanju broja iteracija ima problem sa pronalaženjem rešenja i uspešnost opada. Na rešavanje dosta utiče i složenost početnog položaja boja na kocki. U tabeli ispod su prikazana ispitivanja algoritma sa različitim vrednostima.

Princip rotiranja kocke je prikazan na videu:

Hipoteza je u ovom slučaju opovrgnuta, s obzirom da nije moguće rešavanje kocke bez obzira na početne vrednosti. Zaključak je da genetski algoritam nije pogodan za rešavanje ovakvog tipa problema, odnosno ne može da omogući rešavanje Rubikove kocke bez obzira na početni položaj boja.

Softverska analiza date geometrije prikazuje da je zasenčen deo fotografisanog tela jasno vidljiv u 3d modelu. Zaključak je da program za fotogrametriju može da spaja i one vertex-e sa predmeta koji nisu lako oučljivi na objektu nakon korekcije osvetljenja na fotografiji.

Analizom broja poligona u 3ds Max programu zaključeno je da broj vertexa koji se međusobno spajaju u procesu generisanja 3d modela ne zavisi od složenosti samog objekta i dinamičnosti njegove površi.

Na osnovu kvaliiteta dobijenog rezultata dolazi se do zaključka da broj uzetih fotografija mora da bude veći od 20, kao i da one moraju biti fotografisane iz predviđenih uglova kako bi se došlo do optimalnog rezultata.

Svojstvo reflektivnosti je mnogo značanije od teskture predmeta prilikom generisanja 3d modela fotogrametrijom. Nijedan nereflektujući materijal koji oblaže reflektivnu površ nju neče učiniti vidljivom u 3d modelu, dokle god je ona barem delom vidljiva.

Kvalitet dobijenog 3d modela ne zavisi od teksture predmeta nego od njegovog svojstva reflektivnosti.

metal drvo

koža

Modelovanje ove skulpture je započeto u Grasshopper-u postavljanjem tačaka na cilindričnu površinu. Postavili smo tačku na ivicu vrha cilindra pa smo je rotirali za 137.5 stepeni, postepeno pomerajući visinu svake tačke. Visinu tačaka smo odredili deljenjem visine cilinda sa brojem tačaka. Ovim smo dobili skup tačaka u prostoru koje smo zatim projektovali na sferu koja se nalazi se u centru cilinda i istog je prečnika. Tačke su projektovane ka centru sfere. Praćenjem brojeva Fibonačijevog niza povezali smo tačake na sferi ( u ovom slučaju 21,34 i 55) i dobili  krive koje se pružaju u suprotnim smerovima formirajući četvorougaoni mesh. Svako polje služi za obrazovanje latica.

1.

2.

3.

4.

5.

U nastavku rada proučavale smo geometrijske forme koje ćemo koristiti u našem projektu.

Što se tiče 2D teselacije, odabrale smo 3 različita načina dobijanja figura:
1. Teselacija uz pomoć kvadrata
2. Teselacija uz pomoć pravouglog trougla
3. Teselacija nepravilnih oblika

Za 3D teselaciju smo izabrale 2 pristupa:

1. Teselacija uz pomoć rombičnog dodekaedra (jedan od 3 geometrijske forme koje pupnjavaju zapreminu)
2. Teselacija uz pomoć više geometrijskih figura kako bi se popunio prostor

Postavljeni su uslovi kojih se držimo kroz celo istraživanje:

– simetrija/jednakost kod figurica kojih ima više od jednog komada po igraču

– formiranje oblika tako da se dobiju figurice koje podsećaju na tradicionalne

– veličina figurica u zavisnosti od njihovog značaja u igri

2D TESELACIJA

2. Teselacija uz pomoć pravouglog trougla

- Šahovska tabla

Počele smo definisanjem dimenzija šahovske table sa 8×8 polja i načinom sklapanja. Sklopljena tabla bi bila zapravo polovina table, odnosno sastojala bi se od dve polovine koje se međusobno sklapaju, gde bi se između njih nalazio prazan prostor namenjen za figurice koje ga u potpunosti ispunjuju.

Slika 1: formiranje šahovske table

 Slika 2: prikaz načina sklapanja šahovske table

Polovina šahovske table je namenjena za figurice samo jednog igrača, dok se figure drugog igrača ređaju po istom principu od gore u redu iznad.

-Šahovske figurice

Mreža za formiranje figurica je smanjena u odnosu na mrežu table, kako bi se uklopile zbog obodnih zidova table koji umanjuju unutrašnji prostor. Tako je širina polja table 2cm, dok je širina polja mreže za figurice 1,6cm. Tolika je i visina oba reda figurica, tako da postolje svake figurice je zapravo kvadrat dužine stranica 1,6cm.

Zatim, svaki kvadrat, odnosno polje, je podeljen na dva pravougla trougla kako bi se dobila mreža pravouglih trouglova.

Slika 3: mreža pravouglih trouglova

Uočeno je da je potrebno dodatno izdeliti mrežu na sitnije trouglove kako bi se dobila veća detaljnost figurica. Ispobavajući razne načine, došlo se do rešenja.

Vodilo se računa da se ispoštuju već postavljeni uslovi što se tiče veličina figurica. Tako je odlučeno da sve figure zauzimaju određeni broj polja:

1. kralj i kraljica – 4 polja
2. lovac – 3 polja
3. konj i top – 2,5 polja
4. pijuni – 1 polje

Posle toga se razmatralo koje figure bi trebalo da stoje jedna do druge kako bi se dopunjavale međusobno (oduzimale/dodavale delove u zavisnosti od figure). Ovim se došlo do konačnog rešenja.

Slika 4: formirane figurice uz pomoć trouglova

Slika 5: izgled figura u 2D prikazu

Nakon određivanja oblika figura u 2D-u, figurice se komandom push/pull proširuju na debljinu 1,6cm, odnosno da bude jednaka širini polja kako bi se dobilo postolje u obliku kvadrata. Na ovaj način se dobijaju prostorne figure uz pomoć 2D teselacije.

Gotove figure izgledaju ovako:

Slika 6: prostorni prikaz svih figura

Slika 7: vizualizacija kompletnog seta za šah

Ono što je značajno za ovakav pristup jeste lako uklapanje i slaganje figura od gore u kutiju, što nije slučaj sa 3D teselacijom, o kojoj će biti više reči u nastavku.

Za ovaj vid pristupa je urađena fabrikacija kao primer najlakše izrade u poređenju sa ostalim pristupima. Fabrikacija je urađena laserski uz pomoć drvenog materijala.

3D TESELACIJA

2. Teselacija uz pomoć više geometrijskih figura

Kao i prilikom istraživanja figura nastalih uz pomoć dvodimenzionalnih oblika, za ovaj pristup takođe polazimo od određivanja dimenzija šahovske table, koja ostaje ista kao i u prethodnom slučaju.

Postavlja se mreža kvadrata 8×4 kao i kod 2D pristupa, gde se kroz presek kroz sredinu debljine figure razmatraju opcije uklapanja. Primećuje se da se javlja veća sloboda i veći broj opcija uklapanja, s obzirom da nije potrebno da debljina figure bude puna.

Polazeći od kvadrata kao osnovnog oblika u preseku (zamišljena kocka), formiraju se polja koja treba svaka figura da zauzima. Uz kvadrat, u preseku se javlja trougao (zamišljena kupa) kao drugi glavni oblik. Uz pomoć ovih oblika su formirane figure.

Razmatrajući korišćenje prostora, došlo se do zaključka da je moguće prostor koje zauzimaju sklopljene figure smanjiti dva puta. Tako se dobija mreža kvadrata 4×4.

Slika 8: prikaz sklopljenih figura u preseku

Kao što je već pomenuto, kocka je osnovno telo za dobijanje figura. Pored nje se javlja kupa i polovina piramide.

Slika 9: oblici korišćeni prilikom formiranja figura (kocka, kupa, polovina piramide)

Gotove figure izgledaju ovako:

Slika 10: prostorni prikaz svih figura

Slika 11: vizualizacija kompletnog seta za šah

- Šahovska tabla

S obzirom da figure jednog igrača sad zauzimaju jednu četvrtinu table, figure drugog igrača se ređaju pored gde zajedno zauzimaju jednu polovinu table, tako da nije potrebno da se debljina table povećava za još jedan red.

Prednost ovog pristupa jeste veliki broj opcija i rešenja, kao i bolje iskorišćenje prostora. Ono što se komplikuje jeste samo uklapanje i sklapanje koje ne može da se vrši jednostavnim postavljanjem od gore.

U nastavku rada proučavale smo geometrijske forme koje ćemo koristiti u našem projektu.

Što se tiče 2D teselacije, odabrale smo 3 različita načina dobijanja figura:
1. Teselacija uz pomoć kvadrata
2. Teselacija uz pomoć pravouglog trougla
3. Teselacija nepravilnih oblika

Za 3D teselaciju smo izabrale 2 pristupa:

1. Teselacija uz pomoć rombičnog dodekaedra (jedan od 3 geometrijske forme koje pupnjavaju zapreminu)
2. Teselacija uz pomoć više geometrijskih figura kako bi se popunio prostor

Postavljeni su uslovi kojih se držimo kroz celo istraživanje:

– simetrija/jednakost kod figurica kojih ima više od jednog komada po igraču

– formiranje oblika tako da se dobiju figurice koje podsećaju na tradicionalne

– veličina figurica u zavisnosti od njihovog značaja u igri

2D TESELACIJA

1. Teselacija uz pomoć kvadrata

- Šahovska tabla

Šahovska tabla je ista kao i kod ostalih teselacija

-Šahovske figurice

Šahovska tabla je podeljena na dva dela, koju čine 4×8 polja. Istraživanje je početo deljenjem svakog polja na četiri jednaka dela. Međutim, radi bolje preciznosti kao i zanimljivijeg rešenja, bilo je neophodno podeliti svako polje na 64 jednaka kvadrata.

Slika 1: mreža kvadrata

Veličina figurica u odnosu na broj polja

1. kralj i kraljica – 4 polja
2. lovac – 3 polja
3. konj –3 polja
4. pijuni – 1 polje
5. top – 2 polja

Sve figurice su formirane tako nema praznog prostora između njih i da u potpunosti  popunjavaju celu kutiju. Njihova forma stvorena je na osnovu tradicionalnih figurica šaha, tako da podsećaju na njih.

Slika 2: formirane figurice uz pomoć kvadrata

Nakon definisanja oblika figurica, bilo je potrebno dobiti 3D figure. Uz pomoć push/pull alatke, proširujemo ih na 1,6cm i tako dobijamo osnovu figurice da je jednaka jednom šahovskom polju. Dobijene su prostorne figure uz pomoć 2D teselacije.

Njihov izgled:

Slika 6: prostorni prikaz svih figura

Na početku daljeg nastavka istraživanje, kako bi se definisale metode i jasno utvrdili uslovi rasporeda kuhinjskih elemenata posmatrane su četiri vrste kuhinja, odnosno kuhinje U, L, I oblika i paralelne. Prvenstveno je posmatran način kako bez automatizacije odnosno manuelno postaviti elemente na najbolji način.

Prednosti manuelnog rasporeda kuhinjskih elemenata ogledaju se u detaljnom prilagodjavanju svakog kuhinjskog elementa korisniku istih odnosno ljudima. Potrebno je više vremena (∼20min po osnovi što čini podele na 60cm, visine elemanta i raspored elemenata) ali je rezultat u većini slučajeva zadovoljavajuć, što upravo jesu mane manuelnog rasporeda kuhinje i što predstavlja cilj automatizacije organizovanja istih. Uradjene su četiri osnove manuelnim organizovanjem čime su utvrđeni uslovi po kojim će dalja automatizacija da se bazira.

Na početku razmatranja kako doći do algoritma, javlja se prvi problem rasporeda elemenata po spoljašnjoj ivici kuhinje, gde se podelom po 60cm javljaju i manji delovi odnosno “višak”.  Urađen je offset spoljašnje ivice te se zapravo sadašnja unutrašnja deli na 60cm, gde se delovi manji od 30cm spajaju sa drugim elementom, dok elementi 30-60cm ostaju kao zasebni elementi.

Utvrđene su visine, kao i broj, visokih i niskih elemenata kuhinje, kao i boje i nazivi istih, na osnovu čega je definisan “Extrude” čime dobijamo trodimenzionalan raspored kuhinjskih elemenata. Daljim postavljanjem uslova u algoritam, odredjivanjem značaja svakog uslova (bodovanjem) i pokretanjem Galapagosa dolazimo vrlo brzo (∼35s za najbrže rešenje i 1min25s za najbolje rešenje).

Pokrenut Galapagos

NAJBRŽE REŠENJE

NAJBOLJE REŠENJE PO BROJU BODOVA KOJE DODELI

Detaljnom analizom ispostavlja se da najbrže rešenje koje je genetski algoritam izbacio predstavlja ujedno i najbolje rešenje samim tim što ispunjava sve zadate uslove što možemo proveriti i direktno u algoritmu, odnosno proveriti bodove koje je dobio svaki uslov. Problemi koji se javljaju prilikom automatizacije su problemi koje je moguće otkloniti postavljanjem dodatnih uslova.

Na početku istraživanja izabran je odevni predmet koji je jednostavnije izrade (suknja) i on je izmodelovan u programu CLO3D tako što su delovi odevnog predmeta iscrtani u 2D prozoru i uporedo prikazani na telu modela čoveka u 3D prozoru. Tu su prikazane i teksture kao i njihovo ponašanje na telu. Alatkom Rectangle su iscrtani delovi suknje u 2D, a spojeni su alatkom Segment Sewing.  Kasnije je sve namešteno tačno na model čoveka alatkom Simulation u 3Du. Projekat je eksportovan kao fbx fajl i tako je importovan u program Lens Studio.

Zatim izabran je aksesoar koji je takođe jednostavnije izrade (šešir) i on je izmodelovan u programu CLO3D tako što su delovi odevnog predmeta iscrtani u 2D prozoru i uporedo prikazani na telu modela čoveka u 3D prozoru. Tu su prikazane i teksture kao i njihovo ponašanje na telu. Alatkom Circle i Rectangle su iscrtani delovi šešira u 2D, a spojeni su alatkom Segment Sewing. Kasnije je sve namešteno tačno na model čovekove glave alatkom Simulation u 3Du. Projekat je eksportovan kao fbx fajl i tako je importovan u program Lens Studio.

Importovan odevni predmet se namešta na kostur modela postavljen uz pomoć 3D Body Tracking opcije. Na kostur se zatim dodaje Body Mesh koji omogućava praćenje pokreta čovekovog tela. Na taj način suknja se prilagođava svakom obliku tela i njegovim pokretima. Uz pomoć svetlosti se kontroliše realniji prikaz importovane teksture odevnog predmeta.

Izmodelovan aksesoar se namešta na kostur glave modela postavljen uz pomoć 3D Body Tracking opcije. Na kostur glave se zatim dodaje Head Binding koji omogućava praćenje pokreta čovekove glave. Na taj način se šešir prilagođava svakom obliku glave i njenim pokretima. Occluder opcija omogućava da šešir ide oko glave, a ne preko lica. Uz pomoć svetlosti se kontroliše realniji prikaz teksture aksesoara, koja je izabrana iz ponuđene biblioteke.

Na početku istraživanja izabran je odevni predmet koji je jednostavnije izrade (suknja) i on je izmodelovan u programu CLO3D tako što su delovi odevnog predmeta iscrtani u 2D prozoru i uporedo prikazani na telu modela čoveka u 3D prozoru. Tu su prikazane i teksture kao i njihovo ponašanje na telu. Alatkom Rectangle su iscrtani delovi suknje u 2D, a spojeni su alatkom Segment Sewing.  Kasnije je sve namešteno tačno na model čoveka alatkom Simulation u 3Du. Projekat je eksportovan kao fbx fajl i tako je importovan u program Lens Studio.

Zatim izabran je aksesoar koji je takođe jednostavnije izrade (šešir) i on je izmodelovan u programu CLO3D tako što su delovi odevnog predmeta iscrtani u 2D prozoru i uporedo prikazani na telu modela čoveka u 3D prozoru. Tu su prikazane i teksture kao i njihovo ponašanje na telu. Alatkom Circle i Rectangle su iscrtani delovi šešira u 2D, a spojeni su alatkom Segment Sewing.  Kasnije je sve namešteno tačno na model čovekove glave alatkom Simulation u 3Du. Projekat je eksportovan kao fbx fajl i tako je importovan u program Lens Studio.

Importovan odevni predmet se namešta na kostur modela postavljen uz pomoć 3D Body Tracking opcije. Na kostur se zatim dodaje Body Mesh koji omogućava praćenje pokreta čovekovog tela. Na taj način suknja se prilagođava svakom obliku tela i njegovim pokretima. Uz pomoć svetlosti se kontroliše realniji prikaz teksture odevnog predmeta.

Izmodelovan aksesoar se namešta na kostur glave modela postavljen uz pomoć 3D Body Tracking opcije. Na kostur glave se zatim dodaje Head Binding koji omogućava praćenje pokreta čovekove glave. Na taj način se šešir prilagođava svakom obliku glave i njenim pokretima. Occluder opcija omogućava da šešir ide oko glave, a ne preko lica. Uz pomoć svetlosti se kontroliše realniji prikaz teksture aksesoara, koja je izabrana iz ponuđene biblioteke.

Fotografisani su predmeti različitih dimenzija, različitog nivoa detaljnosti i od različitih materijala. Potom su uvezeni u mobilnu aplikaciju KIRI Engine, koja od fotografija direktno generiše 3d model bez prethodne obrade istih. Neki od objekata obrađeni su i u programu Reality Capture, koji podrazumeva prethodnu pripremu samih fotografija, čišćenje scene oko objekta i eksportovanje generisanog 3d modela.

U prvom koraku fotografisan je model od gline koji se nalazi na otvorenom prostoru i koji ima veliki broj zasenčenih delova. Ispitano je da li su površi u senci vidljive u 3d modelu, s obzirom na to da nisu vidljive na fotografiji. Projekat se sastojao od 112 fotografija i obrađen je u programu Reality Capture. U nastavku je prikazan trodimenzionalni model fotografisanog predmeta nakon obrade u spomenutom programu.

Zatim su fotografisani predmeti različitog nivoa detaljnosti sa podjednake udaljenosti, istom kamerom i pod istim kontrolisanim uslovima. Broj uzetih fotografija nije isti, ali u oba slučaja svaki ugao je pokriven. Cilj ovoga poređenja bilo je uviđanje razlike u broju poligona koje program pravi i da li broj vertex-a zavisi od dinamike na samoj površi.

Sledeći korak bilo je ispitivanje samog procesa uzimanja podataka, odnosno fotografija. U fotogrametriji potrebno je da objekat bude fokusiran i da se nalazi u težištu kamere. Kretanje oko objekta prilikom fotografisanja treba da pod uglom od 10 stepeni, a minimalan broj unetih fotografija je 20. Prilikom ovog ispitivanja isproban je potpuno suprotan način uzimanja fotografija. One su fotografisane nasumičnim redosledom, pod nasumičnim uglovima i pritom je uzet minimalan broj potrebnih fotografija (20). Objekat koji je uzet nije bio velike složenosti.

Poznat je podatak da kamera ne može da registruje reflektivna tela i da od njih napravi 3d model. U ovom koraku korišćene su homogene i heterogene materije u reflektivnom telu (čaši) kako bi se ispitalo da li čaša može biti vidljiva u tom slučaju prilikom 3d skeniranja. Zatim je čaša prelakirana belom bojom. Na taj način uklonjena je karakteristika prozirnosti predmeta, dok je reflektivnost ostala pristuna. Na samom kraju uzeta je kombinacija dva materijala – gume i stakla, pri čemu je prvi materijal u potpunosti nereflektivan, a drugi suprotno.

U poslednjem koraku fotografisani su predmeti od različitih materijala, kako bi se uočilo da li, pored svojstva reflektivnosti, i tekstura ima uticaj na kvalitet modela. Predmeti iskorišćeni za ovu svrhu istraživanja bili su od metala, drveta i kože.

U ovoj fazi rada izabrana je slika, kao i programi u kojima će slika biti modelovana. Slika koju smo odabrale je slika Salvadora Dalija “Splitting an atom.”
Sledeći korak bio je analiza perspektive i oblika, kao i međusobnih odnosa na slici. Bitno je bilo proučiti i protumačiti značenja i poruku slike, kako bismo na najbolji način interpretirale sliku u 3 dimenzije.
Sledeća faza je bila modelovanje slike.

Modelovanje je prvobitno rađeno u 2 programa, prvi je 3ds Max, uz opciju Perspective Matching, a drugi program je Unity, uz opciju Vuforia engine.
Cilj je da kroz proširenu realnost što vjerodostojnije prenesemo atmosferu i kompoziciju umjetničkog djela i da dodavanjem nove dimenzije, djelu dodamo i nove komponente, kroz koje će tumačenje slike biti još kompleksnije.

 Salvador Dali “Splitting an atom”

 modelovanje geometrijskih oblika u okviru 3ds Max-a

modelovanje uz pomoć Vanishing lines

Modelovanje u okviru Perspective Match-a je bilo veoma prikladno za potrebe modelovanja ovakve slike, čija perspektiva i geomerijski oblici su veoma jasni i naglašeni. Koristeći Vanishing Lines, koje su deo Perspective Match-a postavili smo odrednice pomoću kojih smo formirali geometriju u željenoj perspektivi, odnosno perspektivi koja odgovara delu. Sledeći i poslednji korak je bila modifikacija tih prostih tela.

Drugo rešenje predstavlja klasično modelovanje (bez Perspective Match-a i ostalih pomoćnih opcija) unutar 3Ds Max-a, čiji smo model prebacili u Unity program. U njemu smo dalje odredili materijalizaciju i postavili AR kameru. Zatim smo u okviru Build Settings opcije izabrali Android platformu, preko koje će se dalje naš model sagledavati.

Ipak, ova opcija, iako bi potencijalno dala najkvalitetniji rezultat, nije nam pošla za rukom, s obzirom na bagove u sklopu instalacije programa. Imajući u vidu i alternativne opcije koje bi nam poslužile za dobijanje krajnjeg rezultata, izabrali smo program Cart Magician, u koji smo na veoma jednostavan način importovale već izmodelovano umetnično delo.

U ovoj fazi rada izabrana je slika, kao i programi u kojima će slika biti modelovana. Slika koju smo odabrale je slika Salvadora Dalija “Splitting an atom.”
Sledeći korak bio je analiza perspektive i oblika, kao i međusobnih odnosa na slici. Bitno je bilo proučiti i protumačiti značenja i poruku slike, kako bismo na najbolji način interpretirale sliku u 3 dimenzije.
Sledeća faza je bila modelovanje slike.

Modelovanje je prvobitno rađeno u 2 programa, prvi je 3ds Max, uz opciju Perspective Matching, a drugi program je Unity, uz opciju Vuforia engine.
Cilj je da kroz proširenu realnost što vjerodostojnije prenesemo atmosferu i kompoziciju umjetničkog djela i da dodavanjem nove dimenzije, djelu dodamo i nove komponente, kroz koje će tumačenje slike biti još kompleksnije.

 Salvador Dali “Splitting an atom”

 modelovanje geometrijskih oblika u okviru 3ds Max-a

modelovanje uz pomoć Vanishing lines

Modelovanje u okviru Perspective Match-a je bilo veoma prikladno za potrebe modelovanja ovakve slike, čija perspektiva i geomerijski oblici su veoma jasni i naglašeni. Koristeći Vanishing Lines, koje su deo Perspective Match-a postavili smo odrednice pomoću kojih smo formirali geometriju u željenoj perspektivi, odnosno perspektivi koja odgovara delu. Sledeći i poslednji korak je bila modifikacija tih prostih tela.

Drugo rešenje predstavlja klasično modelovanje (bez Perspective Match-a i ostalih pomoćnih opcija) unutar 3Ds Max-a, čiji smo model prebacili u Unity program. U njemu smo dalje odredili materijalizaciju i postavili AR kameru. Zatim smo u okviru Build Settings opcije izabrali Android platformu, preko koje će se dalje naš model sagledavati.

Ipak, ova opcija, iako bi potencijalno dala najkvalitetniji rezultat, nije nam pošla za rukom, s obzirom na bagove u sklopu instalacije programa. Imajući u vidu i alternativne opcije koje bi nam poslužile za dobijanje krajnjeg rezultata, izabrali smo program Cart Magician, u koji smo na veoma jednostavan način importovale već izmodelovano umetnično delo.

Deo 1

Modelovanje Rubikove kocke u programu Grasshopper + Rhinoceros

Definisali smo jednu kockicu koju smo potom skalirali kako bismo nakon umnožavanja (array 3x3x3) dobili razmak između kockica. S obrzirom da se centralni deo Rubikove kocke ne pomera, bilo je potrebno izbaciti središnju kockicu, što smo i učinili tako što smo definisali novu kocku koja uokviruje postojeće, pronašli njenu središnju tačku i uklonili kockicu najbližu njoj. Potom smo izdvojili centralne tačke preostalih 26 kockica koje smo dekonsteuisali iz razloga što su nam potrebne samo periferne strane kockica koje su obojene u šest boja. To je urađeno tako što je prethodni uokvirujući box skaliran tako da dodiruje unutrašnje strane kockica, koje su zatim korišćenjem true/false metode odvojene od onih “ispravnih”, odnosno perifernih koje su obojene u šest različitih boja dok su sve ostale “neispravne” obojene u crno. Strane su obojene u različite boje na osnovu centralnih tačaka ranije korišćene kocke, a nakon toga su spojene.

Deo 2

“Kvarenje” kocke

Odnosi se na rotiranje osam boja po strani, tako da se omogući nasumično (random) rotiranje. Krenuli smo sa definisanje petlje koja će određeni broj puta ponoviti rotiranje. Strane smo definisali po brojevima od 0 do 5 zato što postoji šest strana kocke i definisali ih na osnovu funcije Random. Uz pomoć druge funcije Random definisali smo brojevima od 0 do 2 rotacije za 90, 180 i 270 stepeni. Omogućeno je okretanje oko x (yz ravan), y (xz ravan) i z (xy ravan) ose koje se kreću iz centralne tačke kocke. Filter koji je povezan sa osama (stranama) bira rotacije dok se u drugom bira set koji se okreće. Potom se pokreće rotiranje.

Deo 3

“Popravljanje” kocke

Odnosi se na popravljanje kocke, odnosno obrnute radnje (kocku je potrebno vratiti u prvobitan položaj rotacijama koje su već korišćene, ali drugačijim redosledom).

Deo 4

Provera rešenja

Podrazumeva proveravanje (verifikaciju) dobijenog rešenja. Eksplodirali smo kocku, a zatim ponovo odvojili periferni obojeni deo kocke (omotač). Uzima se u obzir devet najbližih tačaka centru kocke, pa su dekonstruisani mesh-evi kako bi se kasnije dobila boja i urađen average (srednja vrednost) toga. Kada se uzme u obzir svih devet boja na jednoj strani kocke može da se uradi prosečna vrednost, a ako je ta vrednost slična vrednosti određene boje onda će biti ispravna. S obzirom da ovaj način nije davao najbolje rezultate, kod je promenjen tako da ne daje slične vrednosti nego identične.

U drugoj fazi zadatka modelovan je perforiran zid sa pokretnim i rotirajućim pločama, čija je namena da u enterijeru objekta odvaja prostor. Za osnovni geometrijski oblik zida izabran je heksagon. Kao što je moguće pokriti ravan jednakostraničnim trouglovima ili kvadratima, i pravilni šestougao ima tu osobinu, pa se može upotrebiti za konstruisanje teselacija. Pčelinje saće ima osnovne elemente u formi šestougla upravo zato što takav oblik omogućava efikasnu i ekonomičnu upotrebu prostora i materijala od koga je sagrađeno.

Heksagon, kao osnovna jedinica zida, ispunjen je sa 6 jednakostraničnih trouglova, koji se rotiraju oko stranica heksagona. Krilca je moguće podešavati elektronskim putem, kako bi se željena količina svetlosti propustila u prostoriju. Konkretno za ovaj primer, zid pregradjuje prostor izmedju dnevnog boravka i spavaće sobe, pa je vizura na krevet sprečena, dok su ostali delovi zida pomerljivi.

Druga varijanta zida je ispunjena fiksim elementima koji zatvaraju nasumično heksagone, različite su debljine u odnosu na zid i izlaze van ravni zida. Takodje, donji deo zida je manje perforiran, kako ne bi imali vizuelni kontakt sa korisnikom dok se to u gornjem delu menja.

Modeli su radjeni u Grasshoperu, gde je prvo postavljena ravan ZX, koja se zatim deli na heksagonalnu mrežu. Zid sa pokretnim elementima podeljen je na trougaone ispune, dok je zidu sa fiksnim elementima data različita debljina segmenata  i različita veličina otvora.

Deo 1

Modelovanje Rubikove kocke u programu Grasshopper + Rhinoceros

Definisali smo jednu kockicu koju smo potom skalirali kako bismo nakon umnožavanja (array 3x3x3) dobili razmak između kockica. S obrzirom da se centralni deo Rubikove kocke ne pomera, bilo je potrebno izbaciti središnju kockicu, što smo i učinili tako što smo definisali novu kocku koja uokviruje postojeće, pronašli njenu središnju tačku i uklonili kockicu najbližu njoj. Potom smo izdvojili centralne tačke preostalih 26 kockica koje smo dekonsteuisali iz razloga što su nam potrebne samo periferne strane kockica koje su obojene u šest boja. To je urađeno tako što je prethodni uokvirujući box skaliran tako da dodiruje unutrašnje strane kockica, koje su zatim korišćenjem true/false metode odvojene od onih “ispravnih”, odnosno perifernih koje su obojene u šest različitih boja dok su sve ostale “neispravne” obojene u crno. Strane su obojene u različite boje na osnovu centralnih tačaka ranije korišćene kocke, a nakon toga su spojene.

Deo 2

“Kvarenje” kocke

Odnosi se na rotiranje osam boja po strani, tako da se omogući nasumično (random) rotiranje. Krenuli smo sa definisanje petlje koja će određeni broj puta ponoviti rotiranje. Strane smo definisali po brojevima od 0 do 5 zato što postoji šest strana kocke i definisali ih na osnovu funcije Random. Uz pomoć druge funcije Random definisali smo brojevima od 0 do 2 rotacije za 90, 180 i 270 stepeni. Omogućeno je okretanje oko x (yz ravan), y (xz ravan) i z (xy ravan) ose koje se kreću iz centralne tačke kocke. Filter koji je povezan sa osama (stranama) bira rotacije dok se u drugom bira set koji se okreće. Potom se pokreće rotiranje.

Deo 3

“Popravljanje” kocke

Odnosi se na popravljanje kocke, odnosno obrnute radnje (kocku je potrebno vratiti u prvobitan položaj rotacijama koje su već korišćene, ali drugačijim redosledom).

Deo 4

Provera rešenja

Podrazumeva proveravanje (verifikaciju) dobijenog rešenja. Eksplodirali smo kocku, a zatim ponovo odvojili periferni obojeni deo kocke (omotač). Uzima se u obzir devet najbližih tačaka centru kocke, pa su dekonstruisani mesh-evi kako bi se kasnije dobila boja i urađen average (srednja vrednost) toga. Kada se uzme u obzir svih devet boja na jednoj strani kocke može da se uradi prosečna vrednost, a ako je ta vrednost slična vrednosti određene boje onda će biti ispravna. S obzirom da ovaj način nije davao najbolje rezultate, kod je promenjen tako da ne daje slične vrednosti nego identične.

U ovoj fazi istraživanja, modelovali smo patiku u Blenderu. Prvo smo napravili gornji deo patike koji je zaseban a kasnije je izmodelovan djon koji se uklapa u gornjište patike. Oba dela su posebne komponente i moguće ih je modifikovati.  Zatim sledeći korak je napraviti određene segmente na tim komponentama koje je moguće modifikovati tj. prilagođavati korisnikovim potrebama. U nastavku istraživanja je neophodno dodati određene boje i materijale ili teksture između kojih korisnik može da bira. Ukoliko bude mogućnosti do kraja istraživanja napraviti i odgovarajući interfejs za korisnike.

BrickLink-naziv za virtuelno slaganje LEGO kockica, a takodje naziv za sajt gde se nalaze svi LEGO setovi i delovi.

https://www.bricklink.com/catalogList.asp?pg=2&catString=629&catType=S

Za razliku od prošlog puta, korišćen je program Studio koji se takodje može skinuti sa pomenutog sajta. Bilo koji LEGO set koji postoji može da se importuje u program sa delovima i instrukcijama za slaganje.

Kako do sada nisam imala preterano velika iskustva sa slaganjem LEGO setova, pre samog rada na gradskoj kući morala sam da se upoznam sa širokim spektrom delova i metoda za slaganje. Kako kod sebe nisam imala na raspolaganju kockice, na pomenutom sajtu sam našla serijske brojeve setova Farnsworth house i White house koje sam potom ukucala i importovala u programu Studio. Sklapanje ovih setova uz uputstvo u programu mi je pomoglo da se upoznam i sa načinom rada u programu,metodama za sklapanje kao i koja kockica može da se sklopi sa kojom.

Zatim, neophodno je bilo dobro sagledati proporcijske odnose na fasadi, odnosa delova prema celini i način kako to prebaciti u odnose kockica u programu. U mom primeru veličina a  je bila visina jedne kockice koju sam zatim umnožavala kako bih dobila punu visinu objekta. Što se tiče širine b , uzela sam da je jedna širina kockice širina stuba koju sam zatim dalje umnožavala kako bih dobila punu šiirnu

Kada su sve prethodne analize bile gotove imala sam sve neophodne informacije kako bih pristupila slaganju. Ostalo je sve bio samo rad i strpljenje kako bi se našla odgovarajuća kockica u preobimnoj biblioteci delova

Definisanje istraživanja:

Istraživanje se bavi uporednom analizom dva softvera namenjena za kreiranje 3D geometrije – Zbrusha i Blendera, kroz proces generisanja dva ista modela sa velikim brojem poligona. U okviru ove teme, glavni fokus biće na samom principu modelovanja, unwrapovanja i teksturisanja (bojenja) modela uz osvrt na korisnički interfejs programa, kako su to funkcije za koje su specijalizovana oba softvera. Za osnovne kriterijume  poređenja uzimaju se: vreme potrebno za izradu modela, lakoća upotrebe korisničkog interfejsa, postignuta detaljnost i tačnost krajnje geometrije, tehnike retipologije i potreba za njom, kao i adaptilnost na promene.

Mogući nedostaci koji se istražuju:

Blender je program popularan kod početnika, kako je softver besplatan, a pruža opcije modelovanja, teksturisanja, UV unwrapovanja, rigovanja, renderovanja i animacija. Ipak kao takav, ne pruža sve mogućnosti koje pružaju softveri specijalizovani za manji broj funkcija, pa tu mogu nastati određeni problemi. ZBrush se sa druge strane fokusira na samo modelovanje sa mnogo većom detaljnošču, što ga favorizuje u profesionalnom okruženju, ali time može izgubiti pojam o kriterijumima modela koji su potrebni za kasniju animaciju i rigovanje. (potreba retipologije modela na manji broj poligona radi kasnijeg pokretanja geometrije)

Početak istraživanja:

Blender

ZBrush

Druga faza istraživanja odnosa parametarskog i BIM programa podrazumeva upotrebu Rhino.Inside.Revit (Grasshopper-Revit plugin) koje nam omogućava direktno modelovanje iz Rhino u Revit preko Grasshoppera. Ovaj plugin zahteva isključivo Rhino 7.17 verziju i Revit 2022 i ne prihvata nijednu drugu verziju. Istraživanje sam usmerio na izvođenje parametričnog krova koja se pokazala uspešna.

Prvo sam ivice registrovao u Revitu kako bi lakše se snalazio u Rhino a onda napravio formu krova koja je morala da se prevede u Grasshopper i tako preneo direktno u Revit.

Kako bi parametričan krov mogao da opstane u Revitu bilo je potrebno formu razložiti na lejere i povezati ih sa materijalom.Na ovaj način dobijamo formu sa materijalom koju u svakom momentu preko Grasshoppera možemo da menjamo njene parametre kao i sam oblik.

SubD takodje funkcioniše na isti princip ali njeno registrovanje u Revitu može da se desi ako to tretiramo u Grasshopperu kao Berp opciju