ترجمة: أية خالد محمد بني عيسى

الأستاذ المشرف: م.روان جعفر 

المدقق اللغوي: أ.فاطمة محيسن


مفهوم التصميم البارامترى(المَعلمي)

هو عملية تعتمد على التفكير الخوارزمي (اللوغاريتمات) الذي يتيح التعبير عن المعلمات (عامل متغير في التجرية) و القواعد التي معا تحدد و ترمز و توضح العلاقة  بين هدف التصميم واستجابة التصميم[1][2]

وهو نموذج في التصميم حيث يتم فيه استخدام العلاقة بين العناصر لمعالجة تصميم الهياكل الهندسية و طريقة بنائها[3].

نشأ مصطلح حدودي(بارامتري) من الرياضيات ( معادلة حدودي/باراميترية ) ويشير إلى استخدام معلمات أو متغيرات معينة يمكن تحريرها لمعالجة أو تغيير النتيجة النهائية لمعادلة أو نظام.

بينما يستخدم المصطلح اليوم في إشارة إلى أنظمة التصميم الحسابية ، ظهرت هذه الأنظمة الحديثة سابقا في أعمال المعماريين،  مثل: انطوني غاودي الذي استخدم النماذج التناظرية لاستكشاف مساحة التصميم.

يمكن تقسيم أنظمة النمذجة البارامترية إلى نوعين رئيسيين:

1-الأنظمة القائمة على الانتشار حيث يحسب الشخص من المعروف إلى المجهول باستخدام نموذج تدفق البيانات.

2- أنظمة القيد التي تحل مجموعات من القيود المستمرة والمتميزة.[4].

يعدّ إيجاد الشكل أحد الاستراتيجيات التي يتم تنفيذها من خلال الأنظمة القائمة على الانتشار. والفكرة وراء إيجاد الشكل  هي تحسين أهداف التصميم مقابل مجموعة من قيود التصميم.[4].

التاريخ (أمثلة مبكرة)

كان أحد الأمثلة الأولى لتصميم بارامتري هو نموذج الكنائس المقلوبة رأسًا على عقب للمعمار أنطونيو غاودي، في تصميمه للكنيسة كولينيا غويل، فقد ابتكر نموذجًا من الأوتار المرجحة بالطيور النارية لإنشاء سقوف أقبية، من خلال ضبط موضع الأوزان أو طول الأوتار، يمكنه تغيير شكل كل قوس وأيضًا كيف يؤثر هذا التغيير على الأقواس المتصلة به، ووضع مرآة في أسفل النموذج ليرى كيف سيبدو رأسًا على عقب.

ملامح طريقة غاودي

تتضمن طريقة غاودي التناظرية الملامح الرئيسية لحساب نموذجي حدودي (معاملات الإدخال، المعادلة، الإخراج) .

  1. طول السلسلة ، وزن الطلقة وموقع نقطة الربط جميعها تشكل معلمات إدخال مستقلة.
  2. مواقع قمة الرأس من النقاط على الأوتار هي نتائج النموذج .
  3. النتائج مستمدة من وظائف واضحة ، في هذه الحالة الجاذبية أو قانون نيوتن للحركة.

من خلال تعديل المعلمات الفردية لهذه النماذج، يمكن أن ينشئ إصدارات مختلفة من نموذجه بينما يكون متأكدًا من أن البنية الناتجة تصمد في حال تعرضها للضغط بدلاً من الاضطرار إلى حساب نتائج المعادلات الحدودية يدويًا، يمكنه تلقائيًا اشتقاق شكل منحنيات من خلال قوة الجاذبية التي تعمل على الأوتار[5].

لوحة الرسم

استخدم غاودي القوانين الفيزيائية لتسريع حساب المعادلات البارامترية، تطلع إيفان ساذرلاند إلى قوة معالجة أجهزة الكمبيوتر الرقمية، وأنشأ سوذرلاند برنامج تصميم تفاعلي بمساعدة الكمبيوتر يسمى (سكتش باد)  باستخدام قلم خفيف، يمكن المستخدمين رسم خطوط وأقواس يمكن أن ترتبط ببعضها البعض باستخدام القيود. هذه القيود تحتوي على جميع الخصائص الأساسية للمعادلات الحدودية يمكن للمستخدمين تجربة واستكشاف تصميمات مختلفة عن طريق تغيير معلمات الكيان والسماح بإجراء الحسابات وإعادة رسم الشكل الهندسي وفقًا للقيود المفروضة عليه.

العمارة

لطالما كانت الطبيعة بمثابة مصدر إلهام للمهندسين المعماريين والمصممين، أعطت تكنولوجيا الكمبيوتر للمصممين والمهندسين المعماريين الأدوات اللازمة لتحليل ومحاكاة التعقيد الذي لوحظ في الطبيعة وتطبيقه على أشكال البناء الهيكلي والأنماط التنظيمية الحضرية. في الثمانينات من القرن الماضي، بدأ المهندسون المعماريون والمصممون في استخدام أجهزة الكمبيوتر التي تستخدم برامج تم تطويرها للفضاء ونقل صناعات الصور إلى “تحريك الشكل”[6].

التصميم الحضري

الحضري المعلمي يهتم بدراسة أنماط الاستيطان والتنبؤ بها، ويميز المهندس المعماري فري أوتو اشتغال المكان والربط بين العمليتين الأساسيتين اللتين تشتركان في كل عملية التحضر.[7]. تبحث الدراسات في إنتاج حلول تقلل من طول المسار الكلي في الأنظمة مع الحفاظ على عامل التفاف متوسط ​​أو تمايز الواجهة.  

البرامج المستخدمة

Power Surfacing-1

هو تطبيق للنمذجة الصناعية / النماذج الحرة للسطح / المواد الصلبة العضوية من تصميم المهندس (سولد وورك) ، متكامل بإحكام مع (سوليد وورك) يعمل مع جميع أوامره عكس الشبكات الممسوحة ضوئيًا.

Catia -2  

التطبيق التفاعلي ثلاثي الأبعاد بمساعدة الكمبيوتر، تم استخدامه من قبل المعماري فرانك جيري لتصميم بعض مبانيه المنحنية الحائزة على جائزة مثل متحف غوغنهايم بلباو ذراع التكنولوجيا لشركته[8]، ابتكرت منذ ذلك الحين مشروع تكنولوجيا جيري وهو برنامج تصميم حدودي خاص به يستند إلى تجربته مع كاتيا .

3- Autodesk 3DS Max

هو برنامج نمذجي ثلاثي الأبعاد يوفر نماذج ورسومات ومحاكاة وتقديم وظائف للألعاب والسينما والرسوم المتحركة، ويستخدم مفهوم المعدلات والمعلمات السلكية للتحكم في هندستها ويعطي المستخدم القدرة على كتابة وظائفه، ماكس كرياشن غراف هي  بيئة إنشاء أدوات تعتمد على العقدة البرمجية في البرنامج نفسه .

Autodesk Maya-4

هو برنامج لرسومات الكمبيوتر ثلاثية الأبعاد تم تطويره في الأصل من قبل مؤسسة (الياس سستم ) وتمتلكه وتطوره حاليًا شركة أوتوديسك ويستخدم لإنشاء تطبيقات ثلاثية الأبعاد تفاعلية، بما في ذلك ألعاب الفيديو أو الأفلام المتحركة أو المسلسلات التلفزيونية أو التأثيرات المرئية. مايا يكشف بنية الرسم البياني بالعقدة وعناصر المشهد تعتمد عليها، ولكل عقدة سماتها وتخصيصها. نتيجة لذلك، يعتمد التمثيل المرئي للمشهد على شبكة من العقد المترابطة، اعتمادًا على معلومات كل منهما. تم تجهيز مايا بلغة برمجة عبر الأنظمة الأساسية تسمى بـ( م.ي.ل )، تستخدم للبرمجة النصية ووسيلة لتخصيص الوظائف الأساسية للبرنامج؛ لأن العديد من الأدوات والأوامر المستخدمة مكتوبة فيه، ميل أو بيثون يمكن استخدامها لهندسة التعديلات، المكونات الإضافية أو يتم حقنها في وقت التشغيل، ويتم تسجيل تفاعل المستخدم في  م.ي.ل ، مما يسمح للمستخدمين المبتدئين بتنفيذ البرامج الفرعية .

Grasshopper 3D6-5

يعدّ في الأصل مكونا إضافيا لبرنامج راينو، و يوفر للمستخدمين واجهة لغة برمجة مرئية لإنشاء وتحرير الهندسة، يتم سحب المكونات أو العقد على قماش من أجل بناء تعريف جندب[9]، يعتمد على الرسوم البيانية التي تحدد تدفق العلاقات من المعلمات من خلال الدوال المحددة من قبل المستخدم (العقد) ، مما ينتج عنه إنشاء شكل هندسي، يؤدي تغيير المعلمات أو الهندسة إلى نشر التغييرات في جميع الوظائف، كما يجب إعادة رسم الهندسة[5].

Autodesk Revit-6

تقوم أوتوديسك، ببناء برامج نمذجة المعلومات (البيم)  المستخدمة من قبل المهندسين المعماريين وغيرهم من المتخصصين في البناء ريفيت استجابةً للحاجة إلى البرامج التي يمكنها إنشاء نماذج حدودية ثلاثية الأبعاد  تشتمل على معلومات التصميم والبناء الهندسية وغير الهندسية على حد سواء ، يتم نشر كل تغيير يتم إجراؤه على عنصر تلقائيًا من خلال البرنامج للحفاظ على اتساق جميع المكونات وطرق العرض والتعليقات التوضيحية، ويعمل ذلك على تسهيل التعاون بين الفرق ويضمن تحديث جميع المعلومات (المساحات الأرضية والجداول الزمنية وما إلى ذلك) بشكل حيوي عند إجراء تغييرات في النموذج.

Autodesk Dynamo-7

هي بيئة برمجة رسومية مفتوحة المصدر للتصميم، و تمتد نمذجة معلومات البناء مع البيانات والبيئة المنطقية لمحرر الخوارزميات الرسومية.

Marionette-8

هي أداة برمجية مفتوحة المصدر للإنشاءات الهندسية والهندسة والبناء والمناظر الطبيعية وتصميم الترفيه المضمن في إصدارات ماك و الويندوز من برنامج فيكتورورك، وتم توفير الأداة لأول مرة في مجموعة فيكتورورك 2016 الخاصة بمنتجات البرمجيات يمكن البرنامج المصممين من إنشاء خوارزميات تطبيق مخصصة تقوم ببناء كائنات حدودية تفاعلية وتبسيط مهام سير العمل المعقدة، بالإضافة إلى إنشاء رسم آلي ثنائي الأبعاد ونمذجة ثلاثية الأبعاد وسير عمل عن طريق فيكتورورك . يتم وضع العقد مباشرة في لغة البرمجة بيثون ويتكون من العقد التي ترتبط معا في ترتيب مخطط انسيابي، تحتوي كل عقدة على برنامج نصي يحتوي على مدخلات ومخرجات محددة مسبقًا يمكن الوصول إليها وتعديلها باستخدام محرر مضمن. كل شيء في مارنيتي مدمج بالكامل في برنامج فيكتورورك فيمكن استخدامه أيضًا لإنشاء كائنات حدودية قائمة بذاتها بالكامل يمكن إدراجها في تصميمات جديدة وحالية ومن ثم توصيلها لإنشاء خوارزميات معقد.

Modular-9

هو مكون إضافي لبرمجيات التصميم الحضري في سكتش ب،  وتم تطويره بواسطة اجليسيتي دو، هدفه الأساسي هو مساعدة المستخدمين على إنشاء تجمع حضري مفاهيمي على النقيض من تطبيقات الكاد حيث يقوم المستخدم بتصميم المباني ذات الأبعاد المعتادة مثل العرض والعمق والارتفاع، ويوفر أيضا تصميمًا للبيئة المبنية من خلال معايير حضرية أساسية مثل عدد الطوابق ومساحة الطابق الإجمالية للمبنى، ويقوم أيضا بحساب معلمات التحكم الحضري الرئيسية أثناء الطيران (مثل نسبة مساحة الأرض أو العدد المطلوب من مواقف السيارات)، وتقديم معلومات التصميم الحضري في حين أنه لا يزال قيد التطوير، وبهذه الطريقة يساعد في اتخاذ قرار مستنير خلال المراحل المبكرة، عندما يكون لقرارات التصميم أعلى تأثير.

Archimatix-10

هو امتداد مصمم نماذج حدودي قائم على العقدة ل (يونيتي ثلاثي الأبعاد)، وتمكن النمذجة البصرية لنماذج ثلاثية الأبعاد داخل محرر يونيتي ثلاثي الأبعاد.


المراجع

  1. Jump up to:a b Jabi, Wassim (2013). Parametric Design for Architecture. London: Laurence King. ISBN 9781780673141.
  2. Jump up to:a b Woodbury, Robert (2010). Elements of Parametric Design. Routledge. ISBN 978-0415779876.
  3. Jump up to:a b Frazer, John (2016). “Parametric Computation: History and Future”. Architectural Design. 86 (March/April): 18–23. doi:10.1002/ad.2019.
  4. Jump up to:a b c Woodbury, Robert; Williamson, Shane; Beesley, Philip (2006). “Parametric Modeling as a Design Representation in Architecture: a process account”. Cumulative Index of Computer Aided Architectural Design.
  5. Jump up to:a b c d Davis, Daniel. “A History of Parametric”. Retrieved 5 April 2014.
  6. Jump up to:a b “Parametric Design: a Brief History”. AIACC. Retrieved 5 April 2014.
  7. Jump up to:a b Schumacher, Patrik (2009). “Parametricism – A New Global Style for Architecture and Urban Design”. AD Architectural Design. 79 (4).
  8. ^ “The construction – Guggenheim Museum Bilbao”. Guggenheim Museum Bilbao. Retrieved 2017-05-20.
  9. ^ “Grasshopper”. Retrieved 25 February 2016.