Представляете ли вы волнистые и плавные линии зданий, фрактальные структуры или строения футуристичных форм, когда слышите слова “современная архитектура” ? Если такие образы всплывают в вашем воображении, то наверняка вы уже встречали примеры параметрической архитектуры на страницах интернета, архитектурных журналов или в физическом мире.
Модель здания в форме яйца
Абстрактная структура
Пример параметрического дихайнв и архитектуры
Придорожная церковь в Германии, открыта 365 дней в году
Наверное самыми известными адептами параметрического дизайна являются ASYMPTOTE и Zaha Hadid Architects . Проекты компаний основаны на использовании программного обеспечения для создания взаимосвязей между различными элементами проекта: его формы, конструкции, и как результат воплощение инженерной мысли в целостную структуру эффектных и эффективных сооружений.
Проект с сайта ZHA
Отель Viceroy Абу-Даби
Работа Asymptote
Yas Marina Hotel, Yas island, Abu Dhabi
Архитектурный проект, Asymptote
Оперный театр в Гуанджчжоу, Hadid
Водный центр в Лондоне, Хадид
Философия параметризма от Патрика Шумахера.
Каждый период в архитектуре основан на предыдущем стиле: готика, барокко, рококо, модернизм, конструктивизм и другие. Каждый стиль зависит от технологии строительной индустрии того времени.
В процессе развития архитектуры, человек стремится создавать объекты, которые обладают многофункциональными свойствами. Предпочтения отдаются проектам, которые не эстетичны и эксклюзивны, но экономичны и практичны.
Патрик Шумахер, нынешний глава ZHA , продвигает параметризм не только как метод дизайна, но и как философский и стилистический преемник модернизма. Как и принципы Шумахера, принципы параметрического проектирования становятся обычным явлением в практической архитектуре. Функции систем автоматизированного проектирования, таких как Revit или Archicad, позволяют контролировать элементы проекта, посредством связи переменных и учитывать рациональные изменения в качестве ответной реакции на перемены в разных частях проекта.
Независимо от мнения о параметризме как стиле, архитекторы во всем мире должны принимать параметрический дизайн именно за его рациональность.
Зачастую архитекторы применяют параметрику как стилистическое направление, вместо рационализации строительства и производства. Эстетическая известность иногда является одним из требований клиента и часто является аспектом именно дизайна, в который архитекторы вносят больший вклад. Архитекторы, такие как Сантьяго Калатрава часто выбираются прежде всего из-за, поразительного характера его работ.
Калатрава Сантьяго, архитектор
Калатрава Сантьяго, архитектор
Калатрава Сантьяго, архитектор
Кривые таких зданий соответствуют программе и назначению этих сооружений, которые практически невозможно создать не прибегая к параметрическому программному моделированию. В этом смысле эстетика связана с философией дизайна.
Тем не менее, связь обеспечиваемая параметрическим проектированием, также присуща более качественному дизайну. Взаимная изменчивость всех элементов дизайна позволяет использовать параметрические инструменты для визуализации того, как изменения в таких параметрах как размер и расположение комнат, будут влиять на такие аспекты, как построение оболочки и внутренняя циркуляция воздуха. Эти аспекты проекта могут быть учтены на раннем этапе в процессе проектирования, чтобы устранить потенциальные проблемы в любой части проекта, как только они появятся.
Параметрическая архитектура – это вовсе не мимолётный тренд, а устойчивое развивающееся направление в современной цифровой, или как пишут в журналах, дигитальной архитектуре.
Одним из наиболее очевидных преимуществ параметрической архитектуры является экономия. Процесс параметрического проектирования имеет огромный потенциал для экономии времени и денег, благодаря его способности автоматизировать изменения в модели здания и рабочей документации. Такие программы как Revit уже включили такую автоматизацию, позволяя изменять несколько элементов (например, типы дверей и окон), изменяя переменную, контролирующую высоту, ширину или материал.
Параметрическая архитектура в индивидуальном строительстве каркасных домов.
Применительно к индивидуальному строительству, параметризм предлагает интересные решения. Например взаимосвязь несущей способности опорных элементов конструкции, в зависимости от размеров здания, географии строительства, формы здания и их расположения в конструкции, позволяет этим элементам менять свою форму, размеры и размещение. Основываясь на рациональности использования ресурсов, стойки элементов каркаса на втором этаже могут быть меньшего сечения, что снизит общий вес конструкции. Конечно, эти изменения не рассчитываются в ручную, а генерируются программами проектирования по заданным алгоритмам. Это экономит время проектировщика, в результате и деньги. Но здесь возникает проблема типовых размеров используемых материалов, если мы не говорим о бетонных монолитных конструкциях. Поэтому практическая реализация параметрической архитектуры тесно взаимосвязана с цифровым производством. Здесь главным претендентом на самого рационального строителя, конечно же, выступает 3D-печать домов, и примеров таких проектов достаточно много. Но 3D печать, не смотря на всю перспективность, пока не может обеспечить полного цикла и очень требовательна к материаловедению, сложности оборудования, размерам 3D-принтеров и дизайнерам способным мыслить “3D печатью”.
Мы же предлагаем обратить внимание на параметрические каркасные дома сделанные на станках с ЧПУ из листовых материалов.
Интерьер придорожной церкви в Германии
Элементы каркаса из OSB
Придорожная церковь Зигерлад (Германия)
Понятие «параметрическая архитектура» известно почти каждому человеку, который занимается архитектурной или дизайнерской деятельностью. Но вот обычным людям такой термин малоизвестен и наталкивает на множество неправильных суждений и значений. Параметрика распространяется не только на строительство сооружений, но и начала внедрение во внутренний дизайн помещений.
Обустройство интерьера — трудоемкий и объемный процесс, занимающий иногда столько же времени, сколько само строительство и ремонт. Сейчас все чаще появляются необычные решения в интерьере и декоре как жилых, так и общественных помещений, которые привлекают своим невероятным видом. Такие необычные элементы появились благодаря развитию параметрической графики и моделирования, и как результат, нового течения в архитектуре - параметрики.
Возникновение и основатели этого стиля
Изначально возникло отдельное направление - параметризм, а уже спустя некоторое время на его основе сформировалась самостоятельная параметрическая архитектура. Заха Хадид - британский архитектор, которая имеет арабские корни, считается одним из основателей этого течения в современной архитектуре. Она еще в начале 1980-х годов в своей мастерской создавала проекты в новом необычном стиле, таком удивительном на то время. Партнером легендарной Захи Хадид был Патрик Шумахер. Именно эти два архитектора ввели новый свежий и необыкновенный поток в застоявшийся без изменений архитектурный мир.
Параметризм на данное время начал охватывать все более обширные сферы архитектуры, строительства и дизайна интерьеров.
Причины развития этого стиля
На протяжении всей истории развития архитектуры люди стремились возводить здания, которые шли бы в ногу со временем и соответствовали их и практическим).
В современной архитектуре человек стремится создавать такие проекты, которые сочетали бы в себе много различных функций, предусматривали бы экономически выгодные затраты на их реализацию и в дальнейшем были бы практичны в использовании. Эстетичность и красота отходят на задний план, но эксклюзивность или хотя бы необычность все же преобладают.
У архитекторов современности возникает желание создавать что-то новое, уникальное, то, что имеет в своей основе последние разработки и принципы
И, как результат, архитектор начинает осваивать новые инструменты для дальнейшей работы - это анимация, параметрическое моделирование, мутация и другие достижения современной компьютерной графики. И только сейчас, с появлением и развитием передовых параметрических дизайнерских систем, параметрическая архитектура оформилась как отдельный стиль и начала приобретать все большую популярность и востребованность.
Параметрическая архитектура. Что это такое?
Современный уникальный стиль, который объединяет знания в скульптуре, архитектуре и главным образом в математике. Этот вид архитектуры имеет очень сильную взаимосвязь с математикой, он должен учитывать соотношение между человеческим фактором, возводимым зданием и окружающей средой. Это стиль, устремленный на возведение таких строений, которые будут выходить за рамки простых конструктивных решений и форм.
Над созданием проектов в параметрической архитектуре нужно долго трудиться в современных компьютерных программах, таких как Grasshopper, которые помогают не только моделировать объекты, но и разрабатывать логические условия и математические алгоритмы.
Это позволяет найти наилучшее решение для проекта в автоматическом режиме и дает больше возможностей для создания сложных структур и форм.
Параметрика в дизайне интерьера
На данное время этот стиль только начинает свое развитие, которое бурно прогрессирует. Большая часть работ дизайнеров этого направления направлена на торговые центры, рестораны, галереи, музеи и другие коммерческие сооружения.
Параметрическая архитектура в интерьере частного жилья развивается намного медленнее, причиной тому является потребность в больших габаритах, поскольку параметризму нужен определенный размах и большая площадь для чувства максимального комфорта находящихся в помещении людей.
Этот новый стиль в интерьере позволяет сделать его более спокойным, плавным и менее брутальным чем, к примеру, стили кантри или прованс.
Параметрическими возможно сделать потолок, стены, перестенки, мебель и элементы декора.
Часто для интерьера в параметрике используют природные материалы. Это в основном дерево и камень, которые создают ощущение комфорта и уединения, помогают спрятаться от суеты большого города.
Из цветов преобладают спокойные и классические тона белого, черного, слоновой кости, серого и коричневого, также много оттенков дерева.
Этот стиль характеризуется плавными линиями, перетекающими и струящимися, подобно ткани.
Все элементы декора и мебель в параметрике имеют просто фантастический, космический вид, в котором стираются четкие грани и прямые углы.
Параметрический дизайн выделяется из всех остальных стилей возможностью создания таких архитектурных объемов и элементов, которые раньше казались чем-то нереальным и невыполнимым. Главными причинами этого были сложность и дороговизна выполнения таких объектов. Интерьер в таком стиле смотрится, как открытка из будущего.
Параметризм в помещениях уникален, он практичен и многофункционален.
Материалы для параметрического дизайна интерьера
Поскольку идея параметризма - в том, чтобы как можно больше обезопасить помещение и находящихся в нем людей от вредного влияния ненатуральных материалов, главными материалами для мебели и декора выступают натуральное дерево и камень. Они легки в обработке и экологичны в эксплуатации, да и цены на такие вещи сравнительно невысоки. Кроме того, цветовая палитра и натуральный рисунок дерева и камня настолько разнообразны, что не требуют дополнительных обработок.
Многофункциональность параметризма
Отличительной чертой этого течения в дизайне является многофункциональность ее отдельных элементов. Это достигается благодаря мягкому переходу линий в тригонометрическом пространстве и их пересечению.
К примеру, стена может одновременно служить и скамейкой или стулом. А столик, выполненный в этом стиле, может служить одновременно и небольшой этажеркой при помощи нескольких ниш, которые сформировались вследствие переплетения линий.
Так отделывают даже внутренние стены помещения, создавая иллюзию расширения пространства, благодаря отсутствию прямых линий и объемности поверхностей.
Основные отличительные черты параметризма в интерьере
Этот новый стиль внутреннего обустройства помещений сложно спутать с каким-то другим. Причиной являются совершенно другие, не встречающиеся ранее формы и линии.
Подытожим главные характеристика параметрического дизайна в интерьере:
- плавность и перетекание линий, подобно ткани;
- оригинальность и уникальность элементов декора и мебели;
- изогнутые линии геометрии;
- избегание правильных геометрических примитивов (таких как квадрат, треугольник, ромб и так далее);
- избегание простого дублирования элементов;
- максимальная экологичность;
- масштабность;
- практичность и многофункциональность;
- простота в уборке таких элементов декора.
Российские параметристы
Этот стиль был создан в Западной Европе, а точнее, в Великобритании, в конце двадцатого века. Благодаря работам наших архитекторов и дизайнеров в начале двадцать первого века и к нам в Россию пришла параметрическая архитектура. Архитекторы, которые развивают это направление в России - Петр Васильев, Эдуард Хайман, Максим Малеин, Сергей Мичурин, Александра Болдырева.
Источники информации для параметрического дизайна
Параметрическая архитектура целых городов, отдельных строений, параметрический интерьер и дизайн помещений становятся все более доступными не только для всех профессионалов-архитекторов и дизайнеров, но и для смелых владельцев недвижимости. Ведь в скором времени любой желающий может создать предмет мебели или даже дом своей мечты при помощи параметрического моделирования.
Количество учебной литературы в этой области растет и становится все больше доступным для простых обывателей, которым интересна и привлекательна параметрическая архитектура. 3D max, Quest3D Professional и ряд других - это программы моделирования, которые помогают архитекторам создавать параметрические шедевры, упрощаются для пользователей с целью увеличения доступности и понимания.
С помощью целой серии программ по параметрическому моделированию можно создать простые (такие как небольшие предметы интерьера типа стула или лампы) и сложные (целый коттедж или даже городской квартал) объекты.
Книги по параметрической архитектуре дают возможность досконально изучить сами понятия «параметризм», «параметрическая архитектура», их роль в современной архитектуре и имеющиеся прогнозы на будущее в этом направлении.
Главная работа основателя этого течения в архитектуре Патрика Шумахера «Параметризм - Новый глобальный стиль для архитектуры и городского дизайна», вышедшая в 2009 году, детально описывает все аспекты этого направления и его роль в строительстве будущего.
Из русскоязычной литературы можно выделить учебник для вузов в пяти томах Н.Ф. Гуляницкого под названием «Архитектура гражданских и промышленных зданий».
История архитектуры и дизайна - история стилей. Стиль - это нечто большее, чем просто набор художественных приемов, техник или технологий. Барокко, классицизм, ампир, модернизм, рационализм, минимализм и прочие стили повлияли не только на то, как в эти эпохи выглядели здания, интерьеры, одежда и даже оружие. Они полностью определили представления общества о прекрасном. Параметрическая, или алгоритмическая, архитектура уже более десятилетия существует в рамках авангардного дизайна, но в последнее время развитие компьютерных технологий позволило ей претендовать на роль ведущего стиля новой цифровой эпохи. Это определенно не сиюминутная мода.
Юрий Грановский
Параметрическое проектирование, возникшее из вполне технологических соображений, настолько проникло во все сферы нашей жизни, что породило новую эстетику. Промышленный дизайнер Патрик Шумахер из знаменитого архитектурного бюро Захи Хадид, один из ведущих идеологов параметризма, уверен, что уже в ближайшем будущем нас будут окружать вещи и произведения искусства, соавторами которых наравне с людьми выступили компьютеры. Потому что это естественно.
Алгоритмы вокруг нас
Выражения «алгоритмический дизайн», «цифровое проектирование» у большинства людей вызывают ассоциации с чем-то неживым, искусственным, противоречащим человеческой природе, да и природе вообще. Это заблуждение, однако, развеивается без следа, стоит хоть разок увидеть работы дизайнеров, использующих параметризм. Порой даже не верится, что живые, как будто дышащие здания или напоминающие сложный коралл ювелирные украшения созданы при помощи бездушных компьютеров. Но суть в том, что именно они и позволили нам создавать столь естественные формы.
Архитектурное бюро Захи Хадид считается самым авторитетным в мире параметрического дизайна. Одна из самых знаменитых работ бюро - здание гражданского суда «Кампус правосудия» в Мадриде. Его поэтажные планы и разрезы ныне изучают студенты всего мира.
Чтобы объяснить суть параметрического дизайна, придется сделать небольшое математическое отступление. Начнем с того, что практически все природные процессы - особенно живые - в той или иной степени случайны. Или, что почти одно и то же, зависят от такого большого числа внешних и внутренних факторов, что могут рассматриваться как случайные. Поиск зависимостей при построении алгоритмизированных систем, отталкивающихся от хаотического набора первичных условий, породил целое направление в топологии - разделе математики, изучающей, в частности, свойства пространств, которые остаются неизменными при непрерывных деформациях. Важнейшие труды в этой области принадлежат русским и советским математикам - Георгию Вороному (1868−1908) и его ученику Борису Делоне (1890−1989).
Один из самых визуально ярких способов использования параметрического дизайна основан на диаграмме Вороного (посвященный ей ежегодный Международный симпозиум пройдет в этом году уже в 15-й раз!). Для конечного множества точек диаграмма Вороного представляет такое разбиение пространства или плоскости, при котором каждая область этого разбиения образует множество точек, более близких к одному из элементов множества, чем к любому другому элементу множества.
В переводе на бытовой язык речь идет вот о чем. Представим лежащие в лабораторной чашке зерна кристалла, которые растут с постоянной скоростью во всех направлениях. Допустим, что их рост продолжается до тех пор, пока два или более зерна не встретятся. Через некоторое время каждое выросшее зерно будет представлять собой ячейку кристаллической мозаики, полностью покрывшей дно чашки. Эта мозаика и есть диаграмма Вороного. Ее мы видим в прожилках листьев или крыльев бабочки, растрескавшейся автомобильной эмали, растекшемуся по столу кофе.
В 1930-х Делоне развил идеи Вороного, введя понятие триангуляции Делоне для заданного множества точек на плоскости, при которой для любого треугольника все точки множества, за исключением его вершин, лежат вне окружности, описанной вокруг треугольника. С помощью триангуляции Делоне можно описать практически любой «естественный» алгоритм, например знаменитое «евклидово минимальное остовное дерево». Это такое построение, которое соединяет «ветками» все точки определенного множества таким образом, что сумма «весов» этих веток минимальна. «Остовное дерево» строят, в частности, решая популярную «задачу коммивояжера», которому требуется с наименьшими затратами объехать всех своих клиентов в разных городах. Перечислять области применения диаграммы Вороного и триангуляции Делоне можно бесконечно. Антропологи строят карты влияния различных этнических групп, биологи и физиологи изучают рост живых тканей, эпидемиологи ищут очаги распространения болезней, строители проектируют расположение детских домов и школ, металлурги изучают влияние примесей в сплавах. И даже производители спецэффектов в кино отдают должное трудам наших соотечественников, без которых волны в цифровых морях вряд ли выглядели бы настолько натурально.
Возможно, и вам, читатель, доводилось сталкиваться с диаграммой Вороного. Некоторое время назад в соцсетях было популярно приложение, позволяющее превращать фотографии в мозаичное изображение. Причем в качестве элементов мозаики можно было выбрать любой рисунок. Если вы развлекались этой штукой, то считайте, что вы косвенно тоже прикоснулись к миру параметрического дизайна.
Создавать, не повторяя
Последние несколько лет топологическая оптимизация весьма активно применяется конструкторами и инженерами. Мощность современных компьютеров уже достаточна для использования так называемых генетических алгоритмов, когда варьируются миллионы возможных комбинаций параметров с заданным конечным результатом, например - минимальным весом при достаточной жесткости. Получающиеся конструкции не похожи ни на что ранее созданное человеком, зато напоминают приятные глазу творения природы.
Несмотря на то что параметрический дизайн имеет в каком-то смысле российское происхождение, в нашей стране пока маловато объектов, созданных на его основе. В пример можно привести разве что скамейки, установленные на Новом Арбате, да интерьеры небольшого офисного комплекса Dominion Tower на Дубровке, спроектированного Захой Хадид. Но ничем, подобным величественному зданию гражданского суда в Мадриде авторства той же Хадид или поразительной красоты Музею современного искусства Гуггенхайма в Абу-Даби, ни Москва, ни другие российские города пока похвастать не могут.
Зато кое-какие достижения наметились в области искусства. Молодая российская ювелирная компания «i-o-u design & research. lab» решила сделать параметрический дизайн основным мотивом для создания своих коллекций. «Прежде чем создать первые украшения, мы около года изучали работы лучших специалистов, читали научные статьи о диаграмме Вороного. Мы были поражены, какие невероятные формы и линии помогает создавать компьютер, выступая полноценным соавтором креативного решения», - рассказывает Александра Гришина, дизайнер и ювелир бренда «i-o-u». Для воплощения особенно ярких проектов и материал подобрали соответствующий - титан, который при электрохимической обработке способен без всяких напылений покрываться узорами, переливающимися всеми оттенками радуги.
Первое российское здание Захи Хадид - Dominion Tower на Дубровке - не слишком бросается в глаза со стороны, зато поражает внутренними пространствами.
«Новая эстетика, о которой в своем программном заявлении говорит Шумахер, идеально подходит для создателей ювелирных изделий и других объектов искусства, - говорит соавтор бренда «i-o-u design & research. lab» Татьяна Бортник. - В отличие от промышленного дизайна, искусство сильно отстает от прогресса. Классическое ювелирное искусство, по сути, использует те же представления, которые были еще у древних египтян».
На протяжении всей истории человечества, продолжает Бортник, художники использовали два вида объектов - «чистые» геометрические фигуры и, в меньшей степени, порождения живой и неживой природы. В последнем случае речь шла о простом копировании. «Сегодня развитие информационных технологий дало в руки художнику два новых великолепных инструмента. Во‑первых, компьютеры позволяют генерировать случайные числа, на что не способен человеческий ум. Во‑вторых, вычислительная мощность современных компьютеров достаточна, чтобы моделировать действительно сложные процессы, не отличающиеся от естественных», - поясняет Татьяна.
Ювелирные украшения от «i-o-u design & research. lab», созданные с использованием алгоритмов Вороного, не только приятно рассматривать, к ним еще и приятно прикасаться. Даже на шее или руке они выглядят совершенно по‑новому, как будто «подстраиваясь» под человеческое тело.
«Это новая, но естественная реальность. Параметрический дизайн дает возможность симулировать логику мышления природы. Художник может создать свой собственный листок березы, не копируя существующий, но устроенный так же, как настоящий. Подобные объекты будоражат воображение. Их не только приятно рассматривать, к ним приятно прикасаться. Даже на шее или руке они выглядят совершенно по‑другому, как будто «подстраиваясь» под ваше тело», - поддерживает коллегу Александра Гришина.
Беспрецедентная свобода для творчества - одно из самых приятных свойств параметрического дизайна. Этот подход замечательно реагирует на критерии или множество критериев, влияющих друг на друга. Он просто незаменим для быстрого создания сверхкомплексных форм, что нелегко сделать с помощью стандартных методов проектирования.
0История архитектуры и дизайна — история стилей. Стиль — это нечто большее, чем просто набор художественных приемов, техник или технологий. Барокко, классицизм, ампир, модернизм, рационализм, минимализм и прочие стили повлияли не только на то, как в эти эпохи выглядели здания, интерьеры, одежда и даже оружие. Они полностью определили представления общества о прекрасном. Параметрическая, или алгоритмическая, архитектура уже более десятилетия существует в рамках авангардного дизайна, но в последнее время развитие компьютерных технологий позволило ей претендовать на роль ведущего стиля новой цифровой эпохи. Это определенно не сиюминутная мода.
Параметрическое проектирование, возникшее из вполне технологических соображений, настолько проникло во все сферы нашей жизни, что породило новую эстетику. Промышленный дизайнер Патрик Шумахер из знаменитого архитектурного бюро Захи Хадид, один из ведущих идеологов параметризма, уверен, что уже в ближайшем будущем нас будут окружать вещи и произведения искусства, соавторами которых наравне с людьми выступили компьютеры. Потому что это естественно.
Алгоритмы вокруг нас
Выражения «алгоритмический дизайн», «цифровое проектирование» у большинства людей вызывают ассоциации с чем-то неживым, искусственным, противоречащим человеческой природе, да и природе вообще. Это заблуждение, однако, развеивается без следа, стоит хоть разок увидеть работы дизайнеров, использующих параметризм. Порой даже не верится, что живые, как будто дышащие здания или напоминающие сложный коралл ювелирные украшения созданы при помощи бездушных компьютеров. Но суть в том, что именно они и позволили нам создавать столь естественные формы.
Архитектурное бюро Захи Хадид считается самым авторитетным в мире параметрического дизайна. Одна из самых знаменитых работ бюро — здание гражданского суда «Кампус правосудия» в Мадриде. Его поэтажные планы и разрезы ныне изучают студенты всего мира.
Чтобы объяснить суть параметрического дизайна, придется сделать небольшое математическое отступление. Начнем с того, что практически все природные процессы — особенно живые — в той или иной степени случайны. Или, что почти одно и то же, зависят от такого большого числа внешних и внутренних факторов, что могут рассматриваться как случайные. Поиск зависимостей при построении алгоритмизированных систем, отталкивающихся от хаотического набора первичных условий, породил целое направление в топологии — разделе математики, изучающей, в частности, свойства пространств, которые остаются неизменными при непрерывных деформациях. Важнейшие труды в этой области принадлежат русским и советским математикам — Георгию Вороному (1868−1908) и его ученику Борису Делоне (1890−1989).
Один из самых визуально ярких способов использования параметрического дизайна основан на диаграмме Вороного (посвященный ей ежегодный Международный симпозиум пройдет в этом году уже в 15-й раз!). Для конечного множества точек диаграмма Вороного представляет такое разбиение пространства или плоскости, при котором каждая область этого разбиения образует множество точек, более близких к одному из элементов множества, чем к любому другому элементу множества.
В переводе на бытовой язык речь идет вот о чем. Представим лежащие в лабораторной чашке зерна кристалла, которые растут с постоянной скоростью во всех направлениях. Допустим, что их рост продолжается до тех пор, пока два или более зерна не встретятся. Через некоторое время каждое выросшее зерно будет представлять собой ячейку кристаллической мозаики, полностью покрывшей дно чашки. Эта мозаика и есть диаграмма Вороного. Ее мы видим в прожилках листьев или крыльев бабочки, растрескавшейся автомобильной эмали, растекшемуся по столу кофе.
В 1930-х Делоне развил идеи Вороного, введя понятие триангуляции Делоне для заданного множества точек на плоскости, при которой для любого треугольника все точки множества, за исключением его вершин, лежат вне окружности, описанной вокруг треугольника. С помощью триангуляции Делоне можно описать практически любой «естественный» алгоритм, например знаменитое «евклидово минимальное остовное дерево». Это такое построение, которое соединяет «ветками» все точки определенного множества таким образом, что сумма «весов» этих веток минимальна. «Остовное дерево» строят, в частности, решая популярную «задачу коммивояжера», которому требуется с наименьшими затратами объехать всех своих клиентов в разных городах. Перечислять области применения диаграммы Вороного и триангуляции Делоне можно бесконечно. Антропологи строят карты влияния различных этнических групп, биологи и физиологи изучают рост живых тканей, эпидемиологи ищут очаги распространения болезней, строители проектируют расположение детских домов и школ, металлурги изучают влияние примесей в сплавах. И даже производители спецэффектов в кино отдают должное трудам наших соотечественников, без которых волны в цифровых морях вряд ли выглядели бы настолько натурально.
Возможно, и вам, читатель, доводилось сталкиваться с диаграммой Вороного. Некоторое время назад в соцсетях было популярно приложение, позволяющее превращать фотографии в мозаичное изображение. Причем в качестве элементов мозаики можно было выбрать любой рисунок. Если вы развлекались этой штукой, то считайте, что вы косвенно тоже прикоснулись к миру параметрического дизайна.
Создавать, не повторяя
Последние несколько лет топологическая оптимизация весьма активно применяется конструкторами и инженерами. Мощность современных компьютеров уже достаточна для использования так называемых генетических алгоритмов, когда варьируются миллионы возможных комбинаций параметров с заданным конечным результатом, например — минимальным весом при достаточной жесткости. Получающиеся конструкции не похожи ни на что ранее созданное человеком, зато напоминают приятные глазу творения природы.
Несмотря на то что параметрический дизайн имеет в каком-то смысле российское происхождение, в нашей стране пока маловато объектов, созданных на его основе. В пример можно привести разве что скамейки, установленные на Новом Арбате, да интерьеры небольшого офисного комплекса Dominion Tower на Дубровке, спроектированного Захой Хадид. Но ничем, подобным величественному зданию гражданского суда в Мадриде авторства той же Хадид или поразительной красоты Музею современного искусства Гуггенхайма в Абу-Даби, ни Москва, ни другие российские города пока похвастать не могут.
Зато кое-какие достижения наметились в области искусства. Молодая российская ювелирная компания «i-o-u design & research. lab» решила сделать параметрический дизайн основным мотивом для создания своих коллекций. «Прежде чем создать первые украшения, мы около года изучали работы лучших специалистов, читали научные статьи о диаграмме Вороного. Мы были поражены, какие невероятные формы и линии помогает создавать компьютер, выступая полноценным соавтором креативного решения», — рассказывает Александра Гришина, дизайнер и ювелир бренда «i-o-u». Для воплощения особенно ярких проектов и материал подобрали соответствующий — титан, который при электрохимической обработке способен без всяких напылений покрываться узорами, переливающимися всеми оттенками радуги.
Первое российское здание Захи Хадид — Dominion Tower на Дубровке — не слишком бросается в глаза со стороны, зато поражает внутренними пространствами.
«Новая эстетика, о которой в своем программном заявлении говорит Шумахер, идеально подходит для создателей ювелирных изделий и других объектов искусства, — говорит соавтор бренда «i-o-u design & research. lab» Татьяна Бортник. — В отличие от промышленного дизайна, искусство сильно отстает от прогресса. Классическое ювелирное искусство, по сути, использует те же представления, которые были еще у древних египтян».
На протяжении всей истории человечества, продолжает Бортник, художники использовали два вида объектов — «чистые» геометрические фигуры и, в меньшей степени, порождения живой и неживой природы. В последнем случае речь шла о простом копировании. «Сегодня развитие информационных технологий дало в руки художнику два новых великолепных инструмента. Во‑первых, компьютеры позволяют генерировать случайные числа, на что не способен человеческий ум. Во‑вторых, вычислительная мощность современных компьютеров достаточна, чтобы моделировать действительно сложные процессы, не отличающиеся от естественных», — поясняет Татьяна.
Ювелирные украшения от «i-o-u design & research. lab», созданные с использованием алгоритмов Вороного, не только приятно рассматривать, к ним еще и приятно прикасаться. Даже на шее или руке они выглядят совершенно по‑новому, как будто «подстраиваясь» под человеческое тело.
«Это новая, но естественная реальность. Параметрический дизайн дает возможность симулировать логику мышления природы. Художник может создать свой собственный листок березы, не копируя существующий, но устроенный так же, как настоящий. Подобные объекты будоражат воображение. Их не только приятно рассматривать, к ним приятно прикасаться. Даже на шее или руке они выглядят совершенно по‑другому, как будто «подстраиваясь» под ваше тело», — поддерживает коллегу Александра Гришина.
Сейчас «i-o-u design & research. lab» готовит совместный проект с одним из самых популярных дизайнеров, работающих в стиле параметризма, Хамидом Хасанзадеем. Он уверен, что новая эстетика войдет в нашу жизнь на куда большее время, чем, например, минимализм. «Я думаю, что в ближайшем будущем одной из тем, которая в значительной степени подвергнется влиянию параметрического дизайна, будет бытовой дизайн. Мы увидим изменения в таких вещах, как ювелирные изделия, часы, автомобили, мобильные телефоны, одежда. К примеру, представьте браслет, способный легко изменить свою форму в соответствии с вашим настроением, погодой или цветом одежды. Сегодняшние технологии этого пока не позволяют, но в будущем это непременно произойдет», — говорит он.
Беспрецедентная свобода для творчества — одно из самых приятных свойств параметрического дизайна. Этот подход замечательно реагирует на критерии или множество критериев, влияющих друг на друга. Он просто незаменим для быстрого создания сверхкомплексных форм, что нелегко сделать с помощью стандартных методов проектирования.
Культурный центр им. Гейдара Алиева в Баку, построенный в 2012 году, сама Заха Хадид назвала «опытом чистого творчества». В здании нет ни единой прямой линии.
Патрик Шумахер в своей статье «Параметризм» предсказал нашему обществу «войну стилей», победителем в которой станет новый естественный стиль. Практически исчез постмодерн, то же самое произошло с деконструктивизмом. И это не случайно — ведь в них было слишком мало случайного.
Понятие «параметрическая архитектура» (она же интерактивная, генеративная, дигитальная и так далее) столь же широко, сколь и популярно, однако правильное определение следует искать не в области стиля, а в области методологии проектирования, которую она предлагает архитекторам. Проще говоря, благодаря параметрическим технологиям архитектор может обрабатывать большие объёмы данных и результаты долгих исследований и именно на этой основе определять форму здания. Более того, полученные объекты настолько сложны, что создать их традиционными способами было бы невозможно.
Архитектор и сооснователь проекта «Точка ветвления » Эдуард Хайман рассказал Look At Me, как меняется работа архитектора и каковы перспективы параметрической архитектуры в России.
Параметрическая архитектура - в большей степени понятие для любителей. Скорее, следует говорить о вычислительной парадигме, которая принципиально затрагивает и архитектуру, и дизайн, и искусство. В архитектуре, например, использование вычислительной парадигмы помогает выводить концепцию объекта из очень абстрактных вещей. Архитектор проводит масштабное исследование территории и создаёт алгоритмы, которые должны максимально отвечать его требованиям. А компьютер считает большие массивы данных.
Исследование часто заключается в возможности создать большое количество разных вариантов и эти варианты оценить. Месяца два назад, например, я разрабатывал фасад для комплекса «Империя Тауэр» в Москва-Сити. У меня была неделя, и именно параметрические технологии и инструментарий позволили перебрать 20-30 разных вариантов работы с этими фасадами. Ни одним другим способом это было бы невозможно сделать.
Таким образом, архитектор придумывает не форму, а большое количество связей - в результате их работы появляется форма, и она или выживает, или не выживает. Эта работа по-прежнему связана с конструктивными, эстетическими, функциональными вещами, но важно не только придумать её, но и процедурно описать. Этот процесс делает необходимым понимание каждой детали, роли каждого человека в команде. Ничего не появляется случайно. Поэтому параметрический архитектор должен учиться общаться с людьми, задавать вопросы и находить точки соприкосновения.
Основная проблема находится на грани технологии и психологии. Небольшой традиционный архитектурный объект три месяца придумывается, а потом год строится. Когда мы говорим о параметрической архитектуре, мы говорим об очень мощном исследовании, и это несильно отражается на бюджете, но существенно меняет соотношение времени. К сожалению, не все готовы на это идти: часто бывает так, что и проекта нет, а котлован уже вырыли.
Шигеру Бан, Центр Помпиду в Метц (Франция)
Заха Хадид, Железнодорожная станция в Инсбруке (Австрия)
Может показаться, что роль архитектора размывается - у него просто есть компьютер, который сделает покривее, если хорошо попросить. Но на самом деле архитектор контролирует каждый момент - насколько кривее, что это такое, как каждая деталь от кривизны этой будет изменяться. Может, изменится вся конструкция целиком, раз меняется кривизна. Напоминает традиционный вопрос, кто круче – Бог, который придумал человека, или скульптор, который его слепил. То есть, по факту, использование параметрических инструментов означает гораздо больше ответственности, а роль архитектора значительно увеличивается, хотя ему не пришлось брать ручку в руку и что-то рисовать.
Отдельное перспективное направление - это динамическая архитектура. Архитекторы грезят этим с 20-х годов (вспомните, например, русский авангард), но в нынешнем понимании динамическая архитектура стала возможной в 90-е годы. Это произошло во многом благодаря развитию компьютерных технологий и появлению новых алгоритмов, которые пришли из физики, химии, биологии. Постепенно появляются технологии, электроника и инженерные системы, они дешевеют, накапливаются знания. Эстетика меняется в сторону сложных форм, а параметрическая методология как раз позволяет с ними работать.
Есть два понимания интерактивной архитектуры: обывательский и более сложный. Если всё моргает, мерцает и везде сенсоры - это не обязательно интерактивная архитектура, а, к примеру, интерактивная оболочка или фасад. Непосредственно интерактивная архитектура подразумевает изменяемые пространства, роботизированные экосистемы, материалы, реагирующие на изменение окружающей среды и так далее. И это делает возможной развивающуюся во времени архитектуру, к примеру, это трансформируемые, пересобирающиеся и постепенно достраиваемые здания.
В моём представлении это означает постепенный уход от статического представления об архитектуре. Сейчас у нас есть некая среда, разделённая на субпространства, а мы постепенно приходим к состоянию, когда сможем разные пространства перемешивать. Сейчас достаточно установить раскрывающиеся окна, чтобы пространство комнаты смешивалось с уличным пространством, но постепенно это будет развиваться благодаря, например, роботехнике.
Напоминает традиционный вопрос, кто круче – Бог, который придумал человека, или скульптор, который его слепил.
Проекты по использованию роботехники начались примерно с 2005 года, а спустя четыре года с роботами работали уже не на концептуальном уровне, а как с конкретными технологиями. В 2013 году этих проектов уже уйма. И если всё будет идти, как идёт, то в какой-то момент просто появятся компании, которые быстро начнут переводить технологии с человеческого труда на роботизированные системы. А это значит, что у нас будет не человек кирпичи класть, а робот, что означает, что нам уже не нужен кирпич - полностью поменяются стратегия развития и само представление о том, что такое здание. Появляется очень много материалов мембранного типа, текстильные и плёнчатые материалы, идёт мощное развитие текстильной промышленности. Раньше архитектура упиралась в каменные структуры - бетон или стекло (что, по сути, камень, только прозрачный). А сейчас появляются пластики, какие-то плёнки, которые переносят нас в другую историю и дают другие способы работы с формой, функциями и так далее.
В России дела обстоят несколько хуже. Во-первых , образование в России не ориентировано ни на новые технологии, ни на производство нового архитектурного знания. Во-вторых , девелоперский рынок очень сконцентрирован, очень купеческий, с уже сложившимися архитектурными взглядами, и внедриться туда почти невозможно. В-третьих , у нас отсталые технологии, в том числе и в производстве строительных материалов. Соответственно, не формируется правильный спрос. Наш проект «Точка ветвления » появился как попытка собрать какое-то количество людей, которые начнут изучать проблему с разных сторон, объединяться и делать просветительские и исследовательские мероприятия. Это замена всего институционального образования для тех людей, которые понимают, что всё должно быть по-другому. Поэтому одна из наших целей (которая, к сожалению, пока не случилась) - это пытаться выйти на какой-то уровень, который можно было бы назвать институциональным.
Многие вещи, условно говоря, проекты BIG или других звёздных архитекторов, которые хоть и не причисляют себя к параметрической методологии, чисто технически уже выполнены с применением параметрической методологии. Это очень распространено. Даже если идеологически никто не собирался работать над сложными формами как с чем-то параметрическим, практически это будет сделано именно этим инструментарием.
Фотографии: Alexandre Prévot/flickr.com, Wolfgang glock/Wikimedia Commons