Geometrija i vizuelizacija slobodnih formi

Oblast> Opticka iluzija

Problem> Uskladiti perspektive i aspect ratio

Metod> Animacija

Cilj> Postici privid kretanja kroz odredjeni broj slika, odrediti broj potrebnih slika.

Reference> https://www.youtube.com/watchv=pOmW76fADz8

Oblast : Oblast istaraživanja jeste dobijanje figure od struna primenom kardioida kao epicikloid.

Problem: Kako definisati epicikloid primenom strune.

Metode: Metode koje će se koristiti za rešavanje jeste program GeoGebra Geometry.

Cilj: Dobijanje zanimljive figure jednim potezom strune.

Reference https://www.youtube.com/watch?v=TkwZtiDpu1g

Oblast : pravljenje kalupa za modele (Voronoi celije)

Problem : Nepostojanje adekvatnih kalupa za izradu Voronoi modela,nedovoljno istrazen nacin izrade kao i informacije o istom principu bez 3d stampaca ili CNC masina.

Metod : Modelovanje kalupa pune forme i strukture za Voronoi supljikave modele u Rhinu-Grasshoperu i vadjenje modela iz kalupa na najbezbedniji nacin bez ostecenja,savijanja i pucanja.

Cilj : Naci najadekvatniji nacin za izradu i vadjenje modela sa najmanjim mogucim brojem operacija secenja i odvajanja samog kalupa.

Oblast: Modelovanje portreta pomoću eksera i niti

Problem: Kreiranje algoritma za pozicioniranje što manjeg broja eksera, kao i pravca preplitanja niti oko istih za dobijanje željene slike.

Metode: Algoritamski pristup

Cilj: Stvaranje realističnog portreta pomoću eksera i ispune od prepletenih niti.

Reference: https://www.youtube.com/watch?v=sjrUsWfBSxM&t=234s

-Novi, moderniji izlged gipsa. Istrazivanjem sam dosao do zakljucka da ovaj nacin ukrucenja slomljene ruke je itekako moguce.

-Voronoi celijma dozvoljavamo ruci da dise za razliku od klasicnog zatvorenog sistema.

-Rad sam strucno radio u Rihno, Grasshopper-u i 3d Max-u. Prvi deo sam sproveo kroz Rihno radeci na Offsetovanju gipsanog dela. Posle u max-u sam Shell-ovao gips da bi se dobila zadata debljina, a na kraju sam pomocu Grasshoppera odradio Voronoi celije.

-U buducem sprovodjenju ovog sistema od materijala se ne bi koristio gips nego PLA. PLA je materijal koji je tvrd i lako izradljiv.  Izrada bi nastala preko 3d printera. Proces skeniranja i stvaranja mreze za ruku je istaknut gore slikom.

(1) Kako bih dobio oblik kupole, površ na koju bi se sunčevi zraci proicirali, segmentisao sam sferu (u oba smera) , na dvadeset segmenata.(2) Zatim sam podelio sferu na pola i dodao u selekciju sve delove osim otvora na vrhu, kako bih dobio finalni izgled kupole sa okulusom.(3) Sledeći korak zahtevao je generisanje željenog svetlosnog paterna u formi prostornih krivi na kupoli.(4) Vraćanjem tih krivi u središnju tačku okulusa, stvara se mesto za prizmu kroz koju bi se zraci prelamali, razbijali i prostirali po čitavoj kupoli u datom paternu.(5) Ostalo je još samo da se generisani svetlosni patern (zraci) “oduzme” od strukture koja bi stajala u okulusu. Rezultat toga su otvori kroz koje će zraci prolaziti i razbijati se o površ kupole u datom paternu. Ostaje još samo da se prostorni zraci pretvore u planarne.

1. 2. 

3. 4. 

5. 

U početnoj fazi  napravljen je model od 2,5 kg školske gline.

Zatim je potrebno fotografisati model od gline na koji su prethodno postavljena četiri target-a. Model se fotografiše sa pomeranjem za po 15 stepeni, krećući se u krug oko objekta. Sledeći korak je ubacivanje slika u Agisoft PhotoScan, gde je pomoću opcije Align photos, na osnovu tačaka koje je program prepoznao generisan trodimenzionalni model. Zatim je napravljen mesh model opcijom Build geometry, koji je onda skaliran prema referentnim rastojanjima između targeta koje su prethodno izmerene na modelu. Ovaj model je potrebno eksportovati kao obj fajl, kako bi mogao biti importovan u ZBrush gde će dalje biti dorađen.

Model fotoaparata kojim je vršeno snimanje modela je Canon DS126071. Podešavanja za kameru se nalaze na sledećem linku: http://www.arhns.uns.ac.rs/givsf/primena-fotogrametrije-za-generisanje-digitalnog-modela/

Druga faza se sastoji od modelovanja u softveru gde odredjivanjem velicine staklenih plocica i ubacivanjem ilustracije dobijamo finalni prikaz.

Izabrane dve slike:

Prvi korak je da u softveru uradimo raster,velicinu i polozaj staklenih plocica koje su medjusobno upavne. Zatim odredimo tacku posmatranja.

Drugi korak je ubacivanje prve slike.

Zatim se prikaz, koji želimo da dobijemo skalira u odnosu na očnu tačku kako bi bio primenjen na određen red vertiklano postavljenih pločica.

Isti postupak je potrebno ponoviti i za drugu sliku.

Na osnovu videa ( https://www.youtube.com/watch?v=7A_jPky3jRY) uocavam da je kompleksna geometrija razvijena od zarubljenog oktaedra. Nakon toga ravijam mrezu geometrijske figure u autocad-u, i izradjujem probni model od papira. Uocavam da promenljiva forma ima 3 razlicita polozaja u procesu transformacije.

1. polozaj I

2.polozaj II

3.polozaj III

Sledeci korak je razvijanje model u programu rhinoceros.

Napravila sam zarubljeni okrtaedar koji je sacinjen od 6 kvatra, i 8 heksagona, za dalje formiranje kompleksnog modela koristim extrud na 6 heksagona za visinu stranice kvadrata, iskljucujemo dva naspramna.

Sledeci korak je resavanje problema koji se javlja kod dva heksagona koje nismo extrudovali, mesh ih deli na vise cinioca.

1. Podesiti, iseći sve osnove/izglede u photoshop-u, može poslužiti i program snipping tool.

2. Importovati slike u 3ds max, prethodno podesiti plane-ove da se poklapaju sa dimenzijama slika, nakon toga putem opcije materials postaviti slike na plane-ove, ako se dimenzije ne poklapaju u potpunosti, moguce je dodatno podešavanje dimenzije plane-a.

3. Kada se krene sa modelovanjem, glavni problem koji se nameće je loše sagledavanje određenih delova na automobilu, koji su isuviše uvučeni i ne mogu se videti jasno ni sa jedne osnove/izgleda, postoje mnoge slike automobila na internetu sa različitih uglova ali nisu zahvaćeni svi delovi i postoje razlike između dizajna automobila. Samim tim u potpunosti precizno modelovanje je teško dostižno.

1. Odabir slike(portret);

2.U illustratoru podesiti spektar boja na 6;

3.Grupisati polja istih boja i razdvojiti

4. Delovi instalacije se postavljaju redom na podjednakom rastojanju i portret se moze jasno sagledati samo iz jednog ugla;

Prvi korak posle definisanja objekta kojim želimo da se bavimo jeste upoznavanje sa alatkama koje ćemo koristiti pri formiranju dinamičke komponente.

Prvi korak – planiranje dinamičkog bloka

Na samom početku treba razmotriti šta želimo napraviti, odnosno u kolikoj meri blok želimo da poboljšamo, vodeći računa da dinamički blokovi fukcionišu po sistemu parametara kojima se zadaju određene akcije.

Drugi korak – definisanje dinamičkog bloka

Na samom početku treba otvoriti AutoCAD fajl u kom se nalazi definisani objekat, koji želimo da pretvorimo u dinamički blok (slika br. 1). Dati objekat selektujemo i pretvorimo ga u blok, vodeći računa da nam bude čekirano „open in block editor“. Odabrani objekata će se pojaviti u novom prozoru, u kom nesmetano možemo da vršimo editovanje našeg bloka, dodavajući mu određene aktivnosti (slika br. 2)

Slika br. 1                                                                    Slika br. 2

Treći korak – dodavanje parametara

Pri otvaranju prozora za editovanje bloka, sa leve strane će se pojaviti niz komponenti koje predstavljaju određene parametre i akcije (slika br. 2). Parametrima i akcijama se definišu sve radnje kojima ćemo poboljšati blok.

Četvrti korak – priprema akcija

Određeni parametri u okviru editovanja bloka ne zahtevaju akciju, to su poravnanje, vidljivost i bazna tačka. Ostali parametri zahtevaju definisanje akcije, jer je to jedini način na koji on funkcionišu. Akcija se uvek mora primeniti na prethodno definisani parametar, ne na odabrani objekat.

Prvi predmet istraživanja bio je sto sa telefonom na njemu. Korišćena komanda stretch (koja je prvo definisana kao parametaj, a zatim kao akcija), omogućila mi je da nesmetano menjam dimenziju stola, s tim da položaj telefona ostane isti (slika br. 3).

Slika br. 3 – Pre promene dimenzija stola             Posle promene dimenzije stola

Drugi predmet istraživanja bila su vrata. Modelovanje vrata u samom AutoCAD-u  je jednostavno. Veći problem se javio prilikom definisanja parametara i akcija. Naime, definisanje parametara scale i move nisu zadavali muke, sem u slučaju kada redosled zadavanja parametara i akcije nije bio adekvatan. Najveći problem se pojavio kada sam u okviru opcije scale definisala skalu rastojanja. Vertikalna osa dobijena opcijom flip nije pratila skalu pri skaliranju. Iz tih razloga bilo je neophodno povezati osu i sa komandom scale (slika br. 4).

Slika br. 4

U sledećoj fazi, odnosno poslednjoj fazi rada, sledi upotreba definisanog modela vrata u ovkiru velikog projekta sa ciljem definisanja utrošenog vremena na primenu klasičnih blokovskih struktura i nove dinamičke komponente.

Druga faza podrazumeva izradu podloga ( mreža ) i pripremu materijala za štampu i fabrikaciju.

Faza 1

Odabir 4 objekta iz 4 italijanska grada, koji će biti odrađeni japanskom metodom savijanja papira, kirigami.

Faza 2

Pronalaženje odgovarajućih referentnih fotografija, 4 odabrana ikonična objekta, koje služe kao pomoć pri izradi fasada u AutoCad-u.

  Cathedral in Florence 

 Rialto bridge in Venice

  Tower in Pisa

 Colosseum in Rome

Faza 3

Iscrtavanje “fasada” u AutoCad-u

Faza 4

Analiza savijanja koja se primenjuju u kirigami metodi i iscrtavanje mreže za savijanje i sečenje, za konkretne izabrane primere.

Zaključak

Mogući problemi prilikom odabira položaja linije savijanja na papiru i zasecanja sitnih elemenata.

FAZA 1: GENERISANJE TENSEGRITY STRUKTURE

Osnovna struktura stola sastoji se od štapova spregnutih strunama koje ih drže u stabilnoj poziciji. Ovaj princip je poznat pod nazivom tensegrity. Prikazana struktura dobijena je pomoću Grasshopper-a i Kangoroo dodatka. Generisanjem dva međusobno paralelna poligona i povezivanjem njihovih određenih tačaka u spregnuti sistem postignut je prikazani model, sa mogućnošću kontrolisanja broja ivica poligona (broja štapova) i visine i širine sklopa.

FAZA 2: MODELOVANJE NOGU STOLA

Osmišljena su tri različita dizajna nogu koje su takođe generisane u Grasshopper-u.

Prva noga dobijena je pomoću krugova nasumičnih dimenzija prečnika, na jednakim rastojanjima koji su na kraju loft-ovani. Ostaje mogućnost izmene broja poprečnih preseka i njihovih prečnika.

Drugi tip nogu zasnovan je na dva različita poprečna preseka, naizmenično raspoređena duž ose štapa.

Treća varijanta takođe se zasniva na nasumičnim dimenzijama poprečnih preseka, ali u ovom slučaju preseci su na nasumičnim rastojanjima duž ose štapa.

Na samom kraju, noge su implementirane na svoje predviđene pozicije u sklopu.

Prilikom povezivanja treće noge pojavio se problem: poprečni preseci nisu ostali pod pravim uglom u odnosu na osu štapa, zbog čega noga deluje iskrivljeno.

Problem je rešen tako što je dodata ravan upravna na osu.

Preostaje još da se doda ploča stola i da se izvede prototip ovog komada.

Modelovanje shell house japan u Archi CADu

korak 1. uvođenje osnova i korišćenje alatke Resize

korak 2. Modelovanje cilindrične forme, alatke: Geometry Method Extruded, Construction Method Detailed i zadavanje visine/dužine

korak 3: Rotacija cilindrične forme radi dobijanja objekta

korak 4: Postavljanje presečnih ravni i stvaranje rupa u predhodnoj formi, alatka: Create hole in shell

korak 5: Nastavljanje forme, alatka: Edit extrusion length

korak 6: Postavljanje stolarije, alatka: Trim

korak 7: Dodavanje ploča, alatka: Slab

Ishod

Zaključak:

Praćenjem tutorijala ( https://www.youtube.com/watch?v=g6ljqjISeO4 ) je moguće postići zadovoljavajuće rezultate, ali je potrebno vremena ukoliko se prvi put radi po ovom principu.

Prvi korak istrazivanje same teselacije i nacin postavljanja geometrijskih oblika u ravni.

Rad se odvijao kroz 2 istrazivanja:

1. Dizajniranje paterna za poplocanje

2. Koloristicka obrada u vidu mozaika

Translacijom dve susedne strane cetvorougla i njegovim umnozavanjem (4×4) dosli smo do dizajna same plocice.

Daljim umnozavanjem po vektorskim pravcima dosli smo do odredjene povrsinske strukture koju smo kasnije doradjivali koloristickom obradom.

Koloristicku obradu zapoceli smo odredjivanjem tacke od koje smo sagledali poplocanje. Pomocu opcije za nasumican odabir u odnosu na udaljenost plocice od tacke, u svakom redu obojen je po odredjeni broj segmenata same plocice koji moze imati vise varijanti.

Pocetna ideja (AUTOCAD)

Poplocanje – postupak  (Grasshopper )

Varijante poplocanja ( Rhinoceros )

Oblast: Izvođenje kompleksnih formi u 3ds max-u. Modelovanje tumbler batman automobila.

Problem: Spajanje, uklapanje plane-ova koji se ne vide jasno na osnovama/izgledima.

Metode: 3ds max studio edge i box metoda.

Cilj: Modelovanje i realističan prikaz tumbler batman automobila.

Reference:

Oblast: Prostorna anamorfoza

Metoda: Primena Grashopper-a, metoda tacaka

Cilj: Postavljanje kuglica na odredjenoj razdaljini i visini kako bi se dobila slika koja se moze videti samo iz jedne tacke posmatranja

Referenca: https://connect.etapes.com/en/perceptual-shift

Primeri: 

Oblast: Modelovanje željene forme u analognom i digitalnom formatu.

Problem: Kako dobiti digitalni model na osnovu analognog i izvršiti željene promene na modelu.

Metode: Analogno modelovanje modela od gline, generisanje digitalnog modela primenom fotogrametrije (Agisoft PhotoScan), mesh modelovanje u ZBrush-u.

Cilj: Generisanje digitalnog modela na osnovu fizičkog modela.

Reference: http://www.arhns.uns.ac.rs/givsf/modelovanje-imaginarnog-lika/

Druga faza rada odnosila se na modelovanje kalupa uz pomoć odgovarajućeg softvera. Nakon modelovanja kalup je pripremljen za 3D štampu (o čemu će biti reči u fazi 3).

Sam proces modelovanja vršen je u softveru Rhinoceros (plugin Grasshopper), po koracima, koji predstavljaju logički povezane celine.

KORAK 1 – ISTRAŽIVANJE FORME

Prvi korak odnosio se na istraživanje forme pojedinačne ćelije, čijim će umnožavanjem biti definisana i forma čitavog kalupa. S tim u vezi pravljene su sledeće kombinacije:

a) osmougao i četvorougao

b) šestougao i četvorougao

c) šestougao i trougao

Analizom načina međusobnog uklapanja pojedinačnih ćelija, jednostavnošću fabrikacije, primene, a na kraju i estetskim utiskom, odlučena je upotreba kombinacije šestougla i trougla (c).

   kombinacija osmougla i četvorougla

  kombinacija šestougla i četvorougla

  kombinacija šestougla i trougla

KORAK 2 – DEFINISANJE GRID-A

Na početku bilo je neophodno definisanje mreže u koju bi se uklapali heksagoni.

Nakon određivanja željenih dimenzija osnove šestougla i njegovog multipliciranja, dobija se rezultat od 13.85 x 15.0 cm. U Grasshopperu se definiše pravougaonik tih dimenzija i unutar njega se interpoliraju heksagoni.

Kako softver interpolira i delove poligona, a očuva pravougaonik unutar kojeg se ta interpolacija vrši, neophodno je ukloniti sve površi manje od celog šestougaonika.

KORAK 3 – UTVRĐIVANJE VISINA

Pod ovim korakom podrazumeva se:

a) utvrđivanje visine svake pojedinačne ćelije

b) utvrđivanje visine čitavog sklopa

Prvobitno je utvrđena visina početne i krajnje ćelije i dodeljene su im vrednosti 1 i 4. Visine ostalih ćelija utvrđene su proporcijski.

KORAK 4 – DEFINISANJE TROUGLOVA

Vertikalnim pomeranjem iz koraka 3 dobili smo težišta trouglova, koja su u koraku 4 i definisana. Dimenzije stranica trouglova utvrđene su tako da povezivanjem trougla i šestougla u kasnijim fazama rada bude moguća fabrikacija, kao i primena kalupa.

KORAK 5 – POVEZIVANJE ŠESTOUGLA I TROUGLA

Nakon što su centri trouglova i šestouglova postavljeni na određenu visinu, neophodno je ove oblike povezati. To je učinjeno alatkom loft. Problem koji se javlja je usko grlo i neophodno je rotirati trouglove tako da nakon fabrikacije, bude omogućena i upotreba (u suprotnom je moguće fabrikovati kalup, ali nakon izlivanja nemoguće izvaditi novodobijeni objekat iz kalupa).

  rotiranje trouglova za 90 stepeni

  rotiranje trouglova za 150 stepeni

  rotiranje trouglova za 200 stepeni

Ovim varijacijama dolazi se do pogodne morfologije (sa trouglovima rotiranim za 150 stepeni).

KORAK 6 – ZAKOŠENOST

Na samom kraju parametarskog modelovanja, izvršena je zakošenost u dva pravca. Ovo se postiglo na sledeći način: definisane su dve prave koje su paralelne sa ivicama grida (definisanog u koraku 2) i centru trougla svake ćelije dodeljen je vektor pomeranja. To pomeranje je utvrđeno proporcijski (ćelije bliže pravoj imaju manju zakošenost, dok one dalje imaju veću zakošenost).

KORAK 7 – PROMENA DIMENZIJA

Kada se još jednom preispitao model, utvrđeno je da bi bilo poželjno povećati dimenzije. Granica povećanja dimenzija utvrđena je 3D štampačem koji je na raspolaganju (ukupna dimenzija kalupa max 205mm).

KORAK 8 – PRIPREMA ZA FABRIKACIJU

Poslednji korak odnosio se na pripremu za fabrikaciju. Model iz Grasshoppera je prebačen u Rhinoceros alatkom bake i tu pripremljen za fabrikaciju.

Oblast: promenljiva geometrijska forma

Problem: kako napraviti geometriju koja pomeranjem njenih segmenata pravi drugu kompleksnu geometriju.

Metod: shema uklapanja

Cilj: dobijanje parametara promenljivih struktura

Primer: https://www.youtube.com/watch?v=7A_jPky3jRY

Oblast: Anamorfna staklena struktura

Metoda: Korišćenje programa za  postavljanje fragmenata slike na pločice, kao i rastera samih pločica. Primena Grasshopper-a.

Cilj: Postavljanjem staklenih plocica u dva pravca stvara se atmosferska slika koja se moze videti samo iz jedne tacke posmatranja.

Reference: https://laughingsquid.com/emulsifier-a-glass-sculpture-that-displays-four-different-images-depending-on-the-viewing-angle/

http://thomasmedicus.at/expo2020/

Primeri:

Oblast: Generisanje modela zakrivljenih formi

Metode: Uporedjivanje tehnika dobijanja forme

Cilj: Dobijanje prostornih portreta

Primeri: https://www.pinterest.com/pin/48695239696289173/

Oblast –Modelovanje zakrivljenih formi u BIM modelerima

Problem – Nepostojanje adekvatnih alatki za crtanje krivolinijskih elemenata

Metod – primena Shell Tool

Cilj – Izrada modela  zakrivljenih formi – primer ARTechnic house

Oblast – Primena japanske metode savijanja papira – kirigami

Problem – Izrada modela od papira, a da se dobije pop up efekat

Metod – Parametarski

Cilj – Izrada modela sa 4 ikonicna objekta

Oblast: Prisilna perspektiva u arhitekturi

Problem: Generisanje prisilne perspektive na objektima slobodnih formi i njihova fabrikacija.

Metode: Pravila centralnog proiciranja, Primena Grasshopper-a

Cilj: Primena dobijenih struktura kao scenografije u pozorištu, smanjenje utroška materijala.

Reference:

Oblast: Istraživanje prostornih formi sa ciljem primene u gastronomiji

Problem: Dizajn modela, njegova fabrikacija i primena

Metode: Primena parametarskog softvera i izrada silikonskog kalupa (preko štampanog                      3D negativa)

Cilj: Upotreba kalupa u gastronomiji

Primeri: https://youtu.be/w1Z00Z1ujx8

Reference: http://www.dinarakasko.com/algorithmic-modeling-cakes/

Ideja je da se osmisli dizajn komada nameštaja (sto) koji se zasniva na tensegrity principu uz elemente inspirisane klasičnim oblicima.

Potrebno je naći mogućnost da se pre svega dobije takav sistem, a da se kasnije prilagođava broj, odnos i veličina elemenata koji učestvuju u sistemu.

Noge stola predviđeno je da se dobiju uz pomoć slaganja elemenata različitih poprečnih preseka.

Cilj je dobijanje interesantnih struktura a ujedno i ispitivanje odnosa forme i stabilnosti.

Primer:

Sigurna sam da su se ljubitelji AutoCAD-a često susretali sa ovim problemom, koji se odnosi na mnoštvo sličnih blokova koje čuvaju i redovno koriste. Redovna upotreba tih blokova podrazumeva njihovu primenu na različite načine. To se pre svega odnosi na njihovu promenu dimenzija, umetanje, rotiranje, skaliranje itd. Možda nikada niste pomislil na ovo kao izgubljeno vreme, ali da ste znali da dinamički blokovi mogu znatno smanjiti količinu utrošenog vremena sigurno biste ih koristili i primenjivali.

Iz tih razloga predmet današnjeg istraživanja su dinamičke komponente u AutoCAD-u, sa jasnim problemom smanjenja utroška vremena na modifikovanje blokovskih struktura koje zahtevaju njihovo razdvajanje i ponovno sklapanje u blokovsku celinu. Preciznije, upotrebom dinamičkih blokova možete promeniti izgled bloka tako što ćete uključiti ili isključiti određene objekte unutar vašeg bloka, bez upotrebe komande za razdvajanje bloka, sve dok su zadržane proporcije, tačna veličina objekta i relativne proporcije.

Reference:: https://www.engineering.com/DesignSoftware/DesignSoftwareArticles/ArticleID/11391/How-to-Use-AutoCADs-Dynamic-Blocks.aspx

Želeo bih da generišem strukturu kroz koju bi se zraci, propušteni kroz okulus, razbijali po čitavoj površi kupole. Problem predstavlja oblikovanje strukture u okulusu, tako da se željeni patern u zenitu sunca  pojavi u unutrašnjosti Panteona i kupole.

 Kupola Panteona sa okulusom.
 Željeni efekat.

Oblast: Generisanje poligonalnih modela zakrivljenih formi – faceted papercraft

Metode: MeshLab,Papakura Designer

Cilj: dobijanje zanimljivih struktura

Reference:  http://www.instructables.com/id/Create-faceted-paper-objects/

Primeri:

Oblast:

Istrazivanje metoda teselacije.

Problem:

Uklapanje plocica radi poplocanja ravnih povrsi.

Metod:

Translacija dve susedne stranice cetvorougla sa koloristickom obradom.

Cilj:

Dizajn i fabrikacija plocica.

Primer: Translacija dve susedne strane cetvorougla

Izrada makete:

Mrežu sa razvijenim delovima za maketu smo preneli sa običnog papira na hamer papir.

Zatim smo isekli sve potrebne delove.

Krajnji rezultat našeg rada izgleda ovako:

Sajt sa kog smo preuzeli referentu sliku https://www.pinterest.com/pin/387239267940401540

Zatim smo iscrtali podlogu šireg centra Novog Sada u AutoCad-u. Dobro paziti da linije budu zatvorene, tj da se čitava parcela iscrta od početka do kraja. U suprotnom, prilikom mapiranja linija parcela, neće biti moguće zatvoriti zapreminu extrudovanih objekata.

U programu Rhinoceros smo nacrtali krivu i extrudovali kako bismo dobili željenu površ. Ubacili smo podlogu, skalirali je shodno dimenzijama površi. Nakon toga smo primenom alatke map curve to surface mapirali linije parcela na zakrivljenu površ nakon čega je bilo potrebno extrudovati ih u pravcu vektora normale ulokalnih centara parcela.

Problem se javio kada smo htele da nađemo centre krivih; linije nisu bile zatvorene i deo parcela nije bio planaran. Pošto alatka join curve nije radila, morale smo peške, sve da eksplodujemo pa deo po deo da join-ujemo i dupliramo linije.

Nakon popravke podloge, našle smo centre objekata; i ekstrudovale za visine koje smo prethodno utvrdile.

Uočili smo problem, preklapanja objekata na zakrivljenim delovima; U daljem istraživanju analiziraćemo odnos visine objekata, širine ulice i centar zakrivljenosti stola i njihov odnos.

 Muke su se ipak isplatile! Mehanizam je istrazen i razradjen, i pored brojnih (uzaludnih?) pokusaja pokazao se kao najracionalniji. U daljem radu vazno je odrediti materijal i tacne dimenzije svih glavnih elemenata i spojnica i fabrikovati element.

Preko importovanih slika u osnovi i bocnom izgledu su iscrtane konturne krive, a zatim dodate i konturne linije poprecnog preseka.  Pomocu alatke curveNetwork dobijena je priblizna povrs, ali se javio problem na pojedinim spojevima, gde su ostale rupe.

Prvobitno dobijenu povrs sam presekla horizontalnim ravnima, a zatim od poprecnih preseka preko opcije Loft dobila optimalnije resenje bez rupa. Uz pomoc alatke Rebuild sam prethodno loft-ovanu povrs optimizovala da bi mogla da se razvije, sto sam ustanovila kao metod rada za dalju razradu.

Iscrtavanjem krivi po povrsi dobila sam segmente od kojih je sacinjen postojeci model ali se zbog njihove dvostruke zakrivljenosti javio problem da se razviju kao u prethodnom postupku. Pozivanjem na plugin Evolute D.Loft omoguceno je razvijanje dvostruko zakrivljenih segmenata ali ne u potpunosti. Razvija povrs sa uzetim krivama iz sredine, dok one konturne ne prepoznaje.

Za poslednji tip rešenja modelovanja koji je i najpribližniji željenom, model je pretvoren u Nurbs površ koja je zatim optimizovana kroz nekoliko koraka u Grasshopper-u:

1. deljenje površi na heksagone

2. ekstrudovanje svakog drugog temena u centar do parametrom odredjene vrednosti (Evaluate)

3. ponovljen postupak, ali u suprotnom smeru – od centra heksagona do temena

4. dobijenim linijama izvršena je podela na trouglove unutar svakog heksagona i ostvaren željeni pattern

5. isecanje viškova definisanih prethodnim patternom, a potom explode-ovanjem modela na segmente, dobijena je finalna forma

Ispitivani su razliciti mehanizmi pomeranja elemenata uz pomoc programa Rhinoceros i  Grasshopper. Bilo je neophodno istraziti koji je najjednostavniji, a najefikasniji nacin, i da li se elementi rotiraju, translatorno pomeraju, da li su vezani za staticni deo elasticnim ili krutim elementom…

Prva stvar za modelovanje bila je glava, koja je ujedno i najzahtevniji deo figure.

Neophodno je uraditi DynaMesh kako bi program povecao rezoluciju i broj poligona.
Pocetni oblik bila je lopta, koju sam modifikovao alatkom “Build clay”.
Alatke koriscene u izradi bile su: Standard brush, move brush, transpose, H-polish, smooth.

Glava nije zavrsena, treba jos da se urade oci, kosa i da se popravi proporcija alatkom transpose.

PROBNA STOLICA 1

Papton stolica me je inspirisala da probam da razvijem semu na osnovu ove fotografije, gde cu ispitati stabilnost stolice i nacin uklapanja dela za sedenje sa donjim delom stolice.

Sklopivsi prvi model od papira, shvatila sam da su zadnje planarne povrsi predugacke i da visina ivice od sedista do poda mora da se poklapa sa zadnjim delom da bi stabilnost bila obezbedjena.

Dimenzije ivica drugog probnog modela cinile su se okej, ali sam tokom sklapanja shvatila da sam pogresno nacrtala ugao frontalne ivice /nogare/, pa sam tu ivicu presavila tako da bude normalna na ivicu sedista.

Model od hamera je stabilniji, a dimenzije i uglovi se skoro potpuno uklapaju. Ovaj jednostavan dizajn planiram da razradim tako sto bih napravila varijaciju sa naslonima za ruke ili bih donji deo malo zakomplikovala tako da se dobije vise trougaonih ravni pod razlicitim uglovima.

PROBNA STOLICA 2

referentna fotka

Posto ovde nisam imala nikakvu referentnu sliku razvijene mreze, krenula sam sama da je razvijam u glavi pocevsi od sedista i naslona za ledja i rukohvata, da bih zatim naisla na problem kako da postavim trouglove koji se spustaju do poda, tako da svojim savijanjem dobiju punu zatvorenu formu i obezbede stabilnost.

Prvi probni model i nije bio tako uspesan jer se donji trouglovi nikako nisu mogli uklopiti u celinu. Visina i uglovi nisu bili odgovarajuci, pa sam eksperimentisala sa daljim savijanjem ovih trouglova kako bih nasla logiku izmedju visina svakog od dela stolice. Dodajuci visinu naslona, dosla sam do visine zadnjeg dela stolice, dok sam morala malo da se prisetim nacrtne geometrije :D kako bih lakse zamislila polozaj tj okrenutost i vertikalu trougla u odnosu na ivicu rukohvata.

Kod drugog probnog modela isekla sam visak materijala koji sam po nekom svom nahodjenju izdelila na trouglove, gde je visina svakog narednog bila normalna na najduzu ivicu prethodnog. Uspela sam da uklopim donje delove tako da se dobije utisak punog tela, ali sam neke delove morala da isecem jer nije bilo moguce presaviti toliko trouglova i sklopiti u stolicu.

Ista logika primenjena je kod ovih stolica, gde se vidi uklapanje nekom vrstom spoja pero-zljeb od kartona.

Stolica je ipak malo nestabilna, a najveca greska je sto sam prednji deo spojila sa bocnim tako da on bude ispupcen u odnosu na sediste, dok je na referentnoj fotografiji on blago uvucen zbog ergonomije. Cilj je da ponovo razvijem mrezu gde ce donji delovi svojim sklapanjem ciniti stabilnu potporu za sediste sa naslonom i rukohvatima.

probica

2

3

Ispitivanje problema statike same stolice: kako uklopiti i postaviti delove seme tako da se uspostavi stabilnost, a istovremeno zadovolji estetiku namestaja sa sto manje kompleksnog savijanja. Ispituje se polozaj naslona za ledja i ruku, nacin povezivanja sa donjim delom stolice, pronalazenje najoptimalnijeg ugla koji obezbedjuje funkcionalnost i mogucnost da namestaj izdrzi tezinu ljudskog tela

Prvo je u Rhino-u izmodelovana slobodna forma, koja je potom pomoću alatke Rebuild aproksimizovana na formu sastavljenu od pravougaonika.

Što je učinjeno radi lakseg export-ovanja u program FreeFormOrigami, koji daje veliki izbor pri biranju vrste savijanja papira, kao i kompleksnosti savijanja. Takođe omogućava i menjanje forme zadate strukture razvlačenjem tačaka, ili površi uvala i grbina.

Potom je dobijeni template za savijanje prebačen u Rhino, i u Grasshopper-u, pomoću ekstenzije Kangaroo, pokušana replikacija strukture dobijene pomoću prethodnog programa, ali je postignut samo efekat gužvanja papira.

Pokušavajući da veze drvenih elemenata iskoristimo kao inspiraciju za dizajn nameštaja, izabrale smo nekoliko primera koje smo razrađivale. Iz drvene veze tri elementa, spajamo tri tačke koje stvaraju površ. Dobijena površ predstavljaće radni deo stola, a drvene gredice koje čine vezu predstavljaće noseću konstrukciju stola.

Kako bih dobila modelovanu figuru Vikinga što fotorealističniju , počela sam sa modelovanjem DemoHead u Zbrush-u. Modelovanjem četkicama Clay, ClayBuildup, Slash3 uspela sam da izmenim prvobitni izgled lika, a zatim i dodavanjem Sfernih oblika kao i njihovom modelovanju sam dodala bradu ,brkove i kosu. Medjutim u pokušaju da od DemoHead-a dobijem ceo oblik tela ,moj pokušaj je bio neupešan, zbog limitiranosti DemoHead-a. Odnosno, moguće je dodavati putem Inserta drugih tela i spajanjem, ali putem samog modelovanja nije moguće dobiti ceo oblik.

Tema istraživanja je – optička iluzija predmeta za potrebe izložbenih prostora i varijacije na temu sa fotografije:



Modelovanje ovakvih predmeta koji stvaraju optičku iluziju za oko, bazirano je na izvlačenju perspektivnih linija i manjeg kvadrata unutar segmenta upravno na površ pozadine segmenta. Sagledavanjem jedne strane modela i kretanjem prema drugoj, stvara se osjećaj “dubine” i stvarnog prostora prikazanog na njemu iako je rađeno u reverse/suprotnom smijeru, to jeste, ispupčeno je.

Problem na koji se nailazi je mogućnost “skretanja” ili zakrivljenja hodnika sa slike, koji se nastavlja iza zida. Takođe pitanje zakrivljenja pojedinih zidova.

Metode postizanja takvih rezultata mogući su korišćenjem tačke nedogleda, izvlačenjem segmenta, kasnije kombinacija krivih i linija da se dobije željeni perspektivni oblik.

Zbrush modelovanje figure i priprema za 3D stampu.

Predmet ovog istrazivanja je razvijanje novog metoda za fabrikovanje obuce posredstvom ravanskog materijala koji bi mogao da oblozi kompleksu zakrivljenu formu kakvo je ljudsko stopalo.

Problematika metode je optimizovanje dvostruko zakrivljenih delova modela.

Metode: Rhino, Grasshopper

Cilj: dobijanje dinamickog modela obuce zanimljivog dizajna koji se prilagodjava kretanju.

Reference:

https://news.nike.com/news/nike-free-2016-running-training

Oblast, predmet

Oblast istrazivanja je modelovaje i optimizacija veslackog cama, uz proveru aerodinamicnosti koristeci cfd softver.

Problem

Dizajniranje oblika camca radi dobijanja najoptimalnije geometrije. Aerodinamicnost oblika direktno utice na performanse i brzinu kretanja.

Metode

Dizajn camca radi se u Rhino softveru a optimizacija uz pomoc CFD za Rhino.

Cilj

Istrazivanje parametara koji uticu na aerodinamicnost i geometriju veslackog camca, kombinovanje tih parametara za dobijanje najoptimalnijeg dizajna.

Temu ovog rada predstavlja ispitivanje mogucnosti modelovanja (dizajn, mehanizam, materijalizacija) prototipa elementa povrsinske kineticke strukture primenljive u okviru razlicitih arhitektonskih tipologija.

Problem ove faze rada je istrazivanje adekvatnih mehanizama koje bi omogucile ovoj strukturi pravilno funkcionisanje.

Modelovanje/fabrikovanje stola baziranog na principu savijanja prostora i implementiranja objekata grada je mapiranje objekata po krivoj površi.  Fabrikovanje se može izvesti preko 3D štampe, CNC glodalice i/ili laserskog sečenja.

Tema istraživanja je modelovanje u Rhinoceros-u u kombinaciji sa Grashopperom.

Rezultat koji bismo hteli da postignemo je sličan kao sa slike.

Oblast, predmet: dobijanje prostorne strukture iz ravanske povrsi

Problem: Kreirati algoritam za dobijanje 2d seme po kojoj ce se povrs savijati, preklapati i uklapati

Metode: Rhino, Grasshopper, 3ds Max

Cilj: dobiti DIY lako rasklopivu i prenosivu stolicu koja bi mogla da se izvede od kartona i zadovolji svoju funkcionalnu i estetsku ulogu

Reference: http://simondrax.com/appealing-origami-chair/origami-chair-sunfu-origami-chair-west-elm-origami-chair-easy/

tom de vrieze: ‘kraftwerk’ cardboard chair

http://emoz.es/QR/sala5eng.html

http://www.fuchs-funke.de/products/papton/pa01.htm

Nameštaj od drveta uglavnom se proizvodi tako što se elementi spajaju primenom lepka ili spojnih sredstava – ekseri, šrafovi. Proučavajući japansku tehniku spajanja drvenih elemenata, uočile smo da postoje veoma interesantne veze, koje ne koriste ni lepak ni spojna sredstava, već samo trenje među spojenim elementima. Pritom pored izvanredne stabilnosti, doprinose i estetici predmeta. Istražićemo velik broj mogućnosti koje su pružene ovom tehnikom, kako bismo pronašle najoptimalnije rešenje koje zadovoljava estetske i funkcionalne zahteve za primenu na manjim elementima u arhitekturi.

Oblast istraživanja jeste dobijanje struktura japanskom metodom savijanja papira, origami.

Problem u istraživanju predstavlja dobijanje različitih struktura i stepena kompleksnosti savijanja od iste razvojne površi.

Metode koje će biti korišćene za rešavanje problema jeste softver Rhinoceros u kombinaciji sa FreeFormOrigami i Grasshopper-om.

Cilj jeste dobijanje zanimljivih origami struktura.

Reference: Yoshimura movement-https://www.youtube.com/watch?v=1AYY_8SqodU

Tomohiro Tachi’s Freeform Origami

Oblast: Generisanje poligonalnih modela.

Problem: Uprošćavanje modela radi smanjenja vremena potrebnog za dobijanje delova i sam proces spajanja.

Metode:  Uzeti jedan složen visokopoligonalni model kao referencu(npr. slon) bez obzira da li je mesh ili Nurbs model, zatim uz pomoc njega izmodelovati niskopoligonalni model odgovarajucih karakteristika.

Cilj: Pomoću specijalizovanog softvera dobiti razvojne površi (developable surface) i fabrikovati model.

Reference:  http://www.instructables.com/id/Create-faceted-paper-objects/

Primeri:

poslednjoj fazi istraživanja izvodi se izrada 3D modela i makete. Za finalnu fazu odabran je treći primer, zasnovan na kvadratnoj podeli površi.

U zavisnosti od različitih upada svetlosnih zraka na fasadu, možemo videti i različite primere otvaranja i zatvaranja panela:

Nakon finalnog postavljanja algoritma u Grasshoperu,  dobijeni 3D model u Rhino-u je prebačen u Sketch up, iz Sketch up-a u Archi Cad, a i iz Archi Cada u Artlantis kako bi se izvršilo renderovanje modela.

Kada je završen 3D model, pristupljeno je pravljenu maketu. Prilikom pravljenja makete ustanovljeno je da između tih kvadratnih površi na koje je podeljena glavna površ mora da postoji izvesno rastojanje kako bi se svaki trouglasti panel mogao nesmetano pokretati. To bi u slučaju izvođenja bila konstrukcija na koju bi bili ”zakačeni” trouglasti paneli. Tako da je prilikom iscrtavanja šeme za maketu, svaki kvadrat ofsetovan.

       Istraživanje materijala koji bi mogli biti iskorišćeni za izradu ovakvih panela dovelo je do fotomehaničkih materijala, koji su zasnovani na bazi polimera. Do njihove promene dolazi kada su izloženi sunčevoj svetlosti.

Pored njih mogu da se koriste i drugi materijali npr perforirani čelik. Ali takvi paneli moraju biti opremljeni senzorima koji će kontinuirano meriti nivo sunčeve svetlosti i mehanički regulisati panele pomoću manjih motora.