Dar palyginti neseniai svarbiausias atributas architekto kabinete buvo braižymo lenta. Tačiau metai kiti – ir architektūros studijos primins vaizdo žaidimų kūrimo laboratorijas su naujausios kartos ypač galingais kompiuteriais, virtualiosios realybės kėdėmis ir ore plūduriuojančiomis hologramomis.

„Mes formuojame savo pastatus, o vėliau šie pastatai formuoja mus“, – praėjusio šimtmečio viduryje ištarė seras Winstonas Churchillis. Kitaip tariant, pastatai, kuriuos statome, yra atspindys to, kas esame ir ką vertiname. Nuo tos dienos, kai homo heidelbergensis prieš 400 tūkst. metų surentė pirmuosius būstus, architektūra nenustoja žavėjus. Tadž Mahalas, Egipto piramidės, 120 laipsnių pasuktas Šanchajaus bokštas, Bahreino pasaulio prekybos centras – tik kruopelytė stulbinamų architektų kūrybos pavyzdžių. Šiuolaikinės technologijos tapo architektūros inovacijų varomąja jėga. Nors, tiesą sakant, technologijos ir architektūra visada žengė koja kojon. Technologijos įgalina architektūrą, o ši įtvirtina visuomenės gyvenime technologijas. Dirbtinis intelektas, 3D vizualizacijos realiuoju laiku, išmaniosios programėlės, virtualioji ir papildytoji realybės, skaitinis modeliavimas – tai nebe mokslinė fantastika, o didžiųjų pasaulio architektūros kompanijų realybė. Architektūrą keičia ir didieji duomenys (big data) – jie padeda architektams sukurti efektyvesnius statinius. Štai „Zaha Hadid Architects“ (ZHA), pasitelkę didžiuosius duomenis, sukėlė tikrą perversmą biurų projektavimo srityje. Turėdami įrankį, kuris gali tirti galybę skirtingų maketų, analizuoti tokius parametrus kaip šviesos skverbtis, vaizdai, matomumas, žmonių judėjimas erdvėse, ZHA, pasitelkę pažangiausias technologijas, gali pateikti geriausią įmanomą sprendimą. Debesijos platformos ir projektų valdymo programinė įranga leidžia bendradarbiauti skirtingose pasaulio vietose ir skirtingose laiko zonose dirbančioms komandoms. Visi turi prieigą prie projekto naujinių ir gali palaikyti ryšį realiuoju laiku. Tad kurie architektai ne tik išliks, bet ir suklestės sparčiai besikeičiančiame architektūros pasaulyje, jau ir aišku: tie, kurie įsisavins skaitmeninius įrankius, atveriančius vartus į dar neištirtas architektūrinio dizaino erdves. Mes gyvename architektūros skaitmeninės revoliucijos laikais, ir neišvengiamai turime joje dalyvauti.

Vizualizacija realiuoju laiku

Inovatyvios technologijos vis labiau trina ribą tarp realybės ir vaizduotės. Viena iš tokių technologijų – vizualizacija realiuoju laiku. Iš esmės tai nėra naujiena – vaizdo žaidimuose vizualizavimas taikomas jau keletą dešimtmečių, tačiau architektūroje jis pradėtas naudoti palyginti neseniai. Vizualizavimas realiuoju laiku – tai toks procesas, kai kompiuterinė grafika kuriama ir rodoma iš karto, ji nėra „pagaminama“ anksčiau ir saugoma standžiajame diske. Tas procesas toks greitas, kad kompiuterinė grafika gali būti pavaizduojama realiuoju laiku. Vizualizaciją realiuoju laiku sudaro trys pagrindinės stadijos: geometrinio apdorojimo, šešėliavimo ir rastravimo. Geometrinio apdorojimo metu programa sugeneruoja virtualiosios aplinkos ar objektų 3D vaizdą, nurodydama jų formą, matmenis ir padėtį. Šešėliavimo metu programa suteikia objektams šešėlius, taip padarydama juos tikroviškesnius. Galiausiai rastravimas paverčia objektus vaizdo elementais (angl. pixel), kuriuos galima išdėstyti ekrane. Rastravimo metu galima pridėti tekstūros, spalvų, šviesos ir tamsumo. Labai svarbi realistinių vaizdų kūrimo dalis yra darbas su atspindžiais koreguojant šviesą ir šešėlius. Būtent šioje stadijoje projektas pradeda atrodyti realistiškai. Visam šiam procesui būtini itin galingi kompiuteriai su tam pritaikytu grafinio apdorojimo procesoriumi ir specializuota programine įranga. Vizualizavimas realiuoju laiku suteikia stulbinamą naują – audiovizualinį grįžtamąjį ryšį. Galima čia pat ant modelio išbandyti įvairiausias koncepcijas, idėjas ir pamatyti, kaip visa tai atrodytų ne nejudančiame objekte, o realistiniame statinyje, kurio vaizdas veikia kone visus pojūčius ir suteikia grįžtamajam ryšiui iki šiol nematytą emocinį bei psichologinį kontekstą. Naudodamiesi vizualizacijomis realiuoju laiku, architektai iš karto suteikia savo projektams realius kontūrus. Ši technologija ne tik gerokai sutrumpina projekto pateikimo laiką (nebereikia jokių sudėtingų brėžinių ir diagramų), bet ir sustiprina bendravimą su klientu. Maža to, ji padeda išvengti skaudžių klaidų. Tiesa, dar palyginti neseniai ir pati vizualizacija buvo itin daug laiko reikalaujantis ir brangus procesas, kurį galėdavo sau leisti daugiausia didesnės įmonės, tačiau ir jos dažniausiai tam samdydavo ką nors iš išorės. Vizualizacijos būdavo generuojamos kelias dienas ar net savaites. Tačiau šiandien modernios architektūros kompanijos, naudodamosi pažangiausiomis priemonėmis, jas sukuria kone akimirksniu.

Vienas svarbiausių pasiekimų – itin ištobulinti 3D modeliai. Pasitelkę į pagalbą galingus programinius įrankius, kaip „AutoCAD“, „SketchUp“ ir „Revit“, architektai gali sukurti ir pateikti klientams itin realistinių ir originalių 3D modelių su smulkiausiomis detalėmis. Maža to, jie gali keisti juos pagal poreikius – čia pat, realiu laiku. Ir nepriklausomai nuo projekto stadijos. Iš tų vaizdų netgi galima per kelias minutes sukurti filmuką 4K raiškos formatu. Galima eksportuoti į debesiją ir 360 laipsnių panoraminius vaizdus, juos čia lengvai, nuskenavę QR kodą, pasieks inžinieriai, rangovai ir kiti suinteresuoti asmenys. 3D vizualizacijos realiuoju laiku leidžia sukurti įdomias, sudėtingas 3D scenas su apšvietimu, šešėliais, atspindžiais ir kitais vizualiniais efektais, kurie gali būti čia pat keičiami.

Neabejojama, kad vizualizacija realiuoju architektams taps tokiu pat įprastu įrankiu, kaip dabar yra CAD, „SketchUp“, „Photoshop“ ar V-RAY su „Rhinoceros“. Viena iš vizualizavimo realiuoju laiku lyderių – „Enscape“, įgalinanti lengvai valdomus programinės įskiepius (angl. plugin) populiariausioms CAD sistemoms – „Revit“, „SketchUp“, „ArchiCAD“ ir „Rhinoceros“. Naujausioje „Enscape“ versijoje spustelėjus ant bet kokio vizualizacijos elemento galima iš karto gauti visą su juo susijusią informaciją. Lygiai taip pat lengvai vienu paspaudimu pateikiamas modelio 2D vaizdas bet kokiu pageidaujamu kampu. Kitos populiarios vizualizacijos realiuoju laiku programos: „Unreal Engine“ (populiaresnis tarp žaidimų kūrėjų, tačiau naudojamas ir architektūroje, nes galima sukurti itin smulkias detales), „Twinmotion“ (galima pamatyti itin detalią projekto vizualizaciją bet kurioje stadijoje, be to, gauti skirtingų projekto eksterjero ir interjero vietų vaizdus) ir ganėtinai naujas produktas „Chaos Vantage“ (itin fotorealistiniai vaizdai laiku pateikiami naudojant spindulio sekimo realiuoju laiku technologiją, kuria galima itin realistiškai perteikti net sudėtingiausius 3D fragmentus).

Čia tikra ar ne?

Fotorealistiniai 3D vaizdai – toli gražu nebe fantastika. Pavyzdžiui, programos „Photoreal 3D“ ir VDX leidžia sukurti tokius vaizdus, kad kartais net profesionalams sudėtinga atskirti, kas tikra, o kas – ne. Visiškai suprantama, kodėl architektūros pasaulyje fotorealistiniai vaizdai populiarėja itin sparčiai. Dažniausiai naudojami fotorealistinių 3D vizualizacijų įrankiai, atpalaiduojantys vaizduotę ir suteikiantys laisvės pojūtį, – „ArchiCAD“ ir „Octane Render“. Jais galima suteikti projektui norimo detalumo, o jei kas nepatinka – keliais paspaudimais grįžti prie seno varianto. Kiekviena fotorealistinės 3D vizualizacijos kūrybos funkcija – nuo šviesos ir šešėlių žaismo iki realistinio medžiagų tekstūros atkartojimo – sukurta realiam pasauliui atvaizduoti. Kuriant fotorealistinius vaizdus svarbu kiekviena detalė: kaip krinta šviesa, kur ir kokie yra šešėliai, kaip keičiasi tekstūra, kaip statinys sąveikauja su kitais paviršiais ir objektais. Galima net nustatyti paros laiką ar oro sąlygas, kuriomis norima pristatyti objektą. Klientas gali matyti savo būsimo namo ar biuro vaizdą ir spręsti, ar nori keisti patalpų išdėstymą, medžiagas, dekorą, baldus ir pan. 3D vizualizacijos fotorealizmas – aukso standartas, kitas skaitmeninės vizualizacijos lygmuo. Įrodyta, kad vizualinę informaciją mūsų smegenys apdoroja šimtus kartų greičiau nei žodinę. Tad fotorealizmas – vienas geriausių būdų pristatyti klientui idėjas. Suteikti projektui tokį pavidalą, kokio nesuteiks joks brėžinys: fotorealistinės vizualizacijos veikia kliento emocijas, ir tai lemia architekto sėkmę.

3D turai

Dar vos prieš kelerius metus vienintelis būdas sudominti klientus ar pademonstruoti savo idėją buvo fotošopu apdoroti vaizdai ir stipriai redaguoti vaizdo įrašai. Šiandien tai atrodo kaip vaikų žaidimas. Didžiausios, sėkmės lydimos architektūros bendrovės ne tik naudoja 3D modelius projektuodamos statinius – jos rengia po juos, dar nė nepradėtus statyti, ir 3D turus klientams. Užuot pateikę statiškas vizualizacijas ar 360° panoramas, kviečia klientus virtualiai pasivaikščioti, pavyzdžiui, po būsimą biurą ir įvertinti jo erdvinius parametrus priartinant ar atitolinant detales. Klientas, galėdamas apžiūrėti kiekvieną būsimo statinio kampelį, jaučiasi galįs kontroliuoti situaciją. Tokie turai, be abejonės, netruks tapti norma ne tik architektūros, bet ir nekilnojamojo turto, interjero dizaino projektuose. Jų metu bus galima ir pateikti informaciją apie statinio istoriją (jei tai renovuojamas, remontuojamas ar konvertuojamas objektas), jo poveikį aplinkai ir svarbą vietos bendruomenei.

Virtualioji ir papildytoji realybės

Kalifornijoje įsikūrusi architektų studija „Morphosis Architects“ – kur kas daugiau nei įprastas biuras. Užsukus į svečius, čia galima akimirksniu atsidurti naujo Orindžo apygardos Menų muziejaus vestibiulyje. Tai buvo įmanoma net tada, kai muziejus nė nebuvo pastatytas – reikėjo tik užsidėti virtualiosios realybės (VR) akinius. VR ir papildytoji realybė (PR) architektūros, inžinerijos ir statybos sektoriuose naudojamos jau nuo praėjusio šimtmečio paskutinio dešimtmečio, tačiau pastaruoju metu jos itin ištobulėjo ir dabar suteikia galimybę tiek architektams, tiek klientams pajusti tikras erdvės proporcijas, įvertinti būsimą statinį jo tikruoju dydžiu. Be to, VR yra analizės įrankis – leidžia pamatyti klaidas ir jas ištaisyti dar iki statybų pradžios. Kaip tai vyksta? Pastatas projektuojamas tradicine programine įranga („Rhinoceros“, „Revit“, „SketchUp“), tačiau baigiama vizualizacija gali būti perkelta į VR. Žiūrovas gali stovėti vienoje vietoje ir žvalgytis aplinkui arba vaikštinėti erdvėje. Įmonės „ShoP Architects“ komanda, naudodamasi VR, sukūrė 12 tūkst. unikalių fasado plokščių Bruklino „Barclay“ centrui. Architektai tiki, kad VR pakeis diagramas ir taps neatsiejama statybos dalimi. Pagrindinės jų naudojamos programos – „Revit“, „Rhinoceros“ ir „Grasshopper 3D“ – leidžia kurti vizualizacijas, suderinamas su VR programine įranga.

Tačiau VR suteikia ne vien vizualizavimo galimybę: taip galima rinkti duomenis, įžvalgas apie projektą – pavyzdžiui, dar nepradėjus statybų numatyti, kiek energijos suvartos pastatas. Kone pusė didžiausių pasaulio architektūros kompanijų projektavimo procese naudoja VR. Štai „Foster + Partners“ tokiu būdu sukūrė detalų turą po vieną iš savo projektų – „Bloomberg“ būstinę Londone, užsakovai dėl to galėjo išbandyti pastatą dar tada, kai jis nebuvo pastatytas. Zaha Hadid dar praėjusį dešimtmetį VR technologijas pasitelkė projektuodama gyvenamąjį dangoraižį Niujorko 520 West 28th gatvėje. Helsinkio miestas sukūrė savo skaitmeninį dvynį, taip suteikdamas NT plėtotojams galimybę simuliuoti įvairius miesto plėtros scenarijus ir analizuoti jų įtaką aplinkai bei miesto kraštovaizdžiui. VR gali būti pasitelkta ir analizuojant pastato vaidmenį aplinkosaugoje. Pavyzdžiui, „Autodesk“ platforma „Insight“ su integruota VR technologija leidžia architektams vizualizuoti ir optimizuoti tvarias projektavimo strategijas virtualioje erdvėje. Palyginti nebrangus būdas išbandyti VR – akiniai „Google Cardboard“, susiejami su išmaniuoju telefonu. PR, skirtingai nei VR, sujungia virtualius elementus su egzistuojančiais realybėje. VR sukuria visiškai naują aplinką, o PR leidžia pamatyti virtualius architektūros projektus realioje statybos vietoje. Tokiu būdu sumažėja klaidų, padidėja statybų efektyvumas ir tikslumas, taupomi pinigai, laikas ir žaliavos. Be to, PR leidžia pamatyti visus medžiagų ir instaliacijų sluoksnius, kuriuos suprasti vien iš brėžinių dažnai yra sudėtinga.

PR nereikia specialių akinių. Objekto projekcija sukuriama prieš žiūrovo nosį ir gali būti valdoma prisilietimu ar balsu. Be to, ši technologija leidžia nustatyti labai tikslius matmenis realiose erdvėse. Pavyzdžiui, pasitelkus „Microsoft HoloLens“, fizinius elementus galima išmatuoti su chirurgo preciziškumu. Šiuo metu PR įrangą gamina kelios kompanijos, viena populiariausių statybose – „Microsoft HoloLens“, taip pat naudojamos „Oculus Rift“, „Samsung Gear VR“, „HTC Vive“. Kompanija DAQRI statybų profesionalams sukūrė apsaugos šalmą su integruotu PR ekranu. Dar vienas populiarus įrankis, leidžiantis architektams „pasivaikščioti“ po savo brėžinius, – „AR Sketch-Walk“. PR programinės įrangos kompanija „WakingApp“ sukūrė įskiepius, kurie „Revit“ ir „Fusion 360“ vartotojams suteikia galimybę savo 3D projektus išmaniojo telefono ar planšetės ekrane paversti papildytąja ar virtualiąja realybe. PR vizualizacijas realiuoju laiku galima kurti programėle „ARki“, suteikiančia 3D modeliams daugybę interaktyvumo lygių.

Dirbtinio intelekto privalumai

Jungtinių Tautų skaičiavimais, 2100-aisiais pasaulyje gyvens 11,2 mlrd. žmonių, vadinasi, reikės dar daugiau namų, dar efektyvesnės miestų infrastruktūros. Ir štai čia į pagalbą jau dabar galima pasitelkti dirbtinį intelektą (DI). Vieni jį šlovina, kiti būgštauja, kad jis užvaldys žmoniją, tačiau inžinieriams ir architektams jo nauda projektuojant, planuojant ir statant akivaizdi: su DI galima kurti tvaresnius pastatus ir drąsiai mėginti dar neregėtus dizaino sprendinius, apskaičiuoti preliminarius pastato išlaikymo kaštus ir užbėgti galimoms problemoms už akių. DI užtikrina kartografavimo kokybę, automatizuoja dokumentavimą, atskleidžia saugumo spragas, optimizuoja pastato naudojamos energijos valdymą. Tokia programinė įranga kaip „Autodesk Forma“ jau dabar gali gauti informaciją iš miesto atvirosios prieigos duomenyno ir sukurti studiją pagal aplinkos charakteristikas, statinio plotą, formą, aukštingumą, statybos kodą ir kt. Išanalizavęs tokius veiksnius kaip klimatas, pastato padėtis, naudojamos medžiagos, energijos šaltiniai, DI pateikia rekomendacijas, ką reikėtų pakeisti, kad pastatas taptų dar efektyvesnis, o jo poveikis aplinkai būtų minimalus. DI gali analizuoti statinio informacinio modeliavimo (angl. Building Information Modeling, BIM) duomenis, sąmatas, statybinių medžiagų specifikacijas bei rinkos tendencijas ir pateikti tikslius sąnaudų įvertinimus, medžiagų rekomendacijas, įgalinančias priimti sprendimus, atitinkančius numatytą biudžetą ir projekto poreikius, optimizuoti tiekimo grafikus ir projektų valdymą. DI suteikia naujų galimybių ir kuriant vizualizacijas: pavyzdžiui, gali pasiūlyti, kaip statinyje efektyviau panaudoti natūralią šviesą ir energiją. Tikra sensacija tapo DI gebėjimas architekto suvestą tekstą paversti vaizdu. Antra vertus, tai verčia diskutuoti, kaip DI paveiks ateities architektūrą. Pavyzdžiui, architektas Andrew Kudlessas (@matsysdesign) žurnalui „Dezeen“ teigė, kad ši technologija puikiai praverčia pirmosiomis projektų stadijomis, t. y. kuriant idėją ir ją eskizuojant, tačiau nors DI sukurti vaizdai yra itin spalvingi ir fantastiški, tai nereiškia, kad jie realiai įgyvendinami detaliame plane. Pasak A. Kudlesso, DI gali gerokai sutrumpinti projekto kelią nuo idėjos iki įgyvendinimo, tačiau visus tuos šimtus ar tūkstančius DI sugeneruotų eskizų reikia surūšiuoti ir suredaguoti architektui. Be to, DI vis tiek gali ne taip, kaip žmogus, interpretuoti suvestus žodžius, susitelkti į nesvarbius daiktavardžius ar būdvardžius ir sukurti ne tai, ko iš jo tikimasi. Populiariausi šiuo metu naudojami DI įrankiai – „Adobe Firefly“ (teksto į vaizdą generatorius), „Maket.ai“ (greitai sugeneruoja daugybę projekto dizaino pasirinkimų pagal reikalavimus ir erdvę), „Midjourney“ (vienas populiariausių architektūros DI įrankių internete, teksto į vaizdą konverteris), „Autodesk Forma“ (išanalizuoja, suplanuoja ir sukuria skaitmeninius projektus), „Sidewalk Labs“ (skirta miestų planuotojams ir architektams padėti sukurti efektyvesnes bendruomenes), „Get floorplan“ (idėją paverčia 3D modeliu, kurį galima keisti ir tyrinėti), „Archistar“ (suteikia prieigą prie statybų vietos planavimo taisyklių), „TestFit“ (optimizuoja statybų vietos planavimą), „Interior AI“ (skirta interjero dizainui), „Digital Blue Foam“ (itin patogus generatyvinio dizaino įrankis), „Hypar“ (erdvės planavimo įrankis), „cove.tool“ (pirmasis debesijos pagrindu sukurtas tinklas sklandžiam visų su projektu dirbančių komandų bendradarbiavimui), „Kaedim“ (gali paversti 2D vaizdus, eskizus ar net DI sukurtus kūrinius 3D modeliais), „TextureLab“ (lengvai sukuria fotorealistinius 3D efektus), „Maket“ (padeda ženkliai pagreitinti scheminio projektavimo procesą). Tačiau ar DI gali atstoti architektus? Vieno iš žurnalo „Building“ redaktorių Thomo Lane’o skaičiavimais, 2023 m. DI galėjo automatizuoti apie 37 proc. architektų ir inžinierių atliekamų užduočių. Tačiau automatizuojamos iš esmės rutininės ir ne itin kūrybinės užduotys, dėl to profesionalai gali susitelkti į strateginius projekto aspektus. Juk ir „Revit“, 3D programinė įranga neatstojo architektų – ji tik palengvino jų darbo procesą. Tą patį Lane’as prognozuoja ir DI atveju. Taip, DI gali sukurti tai, kas atrodo kaip galutinis projektas, tačiau jis nesupranta realaus pasaulio apribojimų. Pavyzdžiui, DI gali pasiūlyti neįprastų statybos metodų ar panaudoti į katalogus neįtrauktų medžiagų ir taip sukelti sumaištį tiek teisiniais, tiek logistikos aspektais. T. Lane’o nuomone, idealu, kai DI, užuot pats sprendęs, padeda žmogui greičiau priimti teisingus sprendimus. Kitaip tariant, DI vaidmuo – būti architekto asistentu.

Algoritmai, parametrai ir dar kai kas

Skaitinis modeliavimas (angl. computational modeling) – skėtinis terminas, apibūdinantis metodus projektavimo sprendiniams kurti remiantis skaičiavimais ir duomenimis. Prieš 80 metų vienu kompiuteriu naudojosi būrys žmonių. Nuo 1974-ųjų prie vieno kompiuterio sėdo vienas žmogus. Šiandien vienas asmuo dirba su keliais įrenginiais. Pirmą kartą diskusija dėl skaičiavimų pritaikymo projektuojant pastatus kilo prieš 52 metus, tačiau lūžis šioje srityje įvyko neseniai. Skaitinis modeliavimas – novatoriškas metodas projektavimo ir konstravimo procesams pagerinti naudojant algoritmus ir programinę įrangą. Taip optimizuojama ir supaprastinama sudėtingų, tvarių struktūrų kūryba, padidindamas tikslumas ir efektyvumas. Įprastose arba klasikinėse kompiuterinėse projektavimo programose, kaip „SolidWorks“, „Fusion 360“ ar „Rhinoceros“, architektas rankiniu būdu kuria vieną projekto sprendinį, taigi, vyksta linijinis procesas. Skaitinio modeliavimo atveju architektas tampa ne tik formos, bet ir logikos kūrėju, kuratoriumi ir tyrinėtoju. Projektavimas tampa sklandesnis, sprendinius galima greitai modifikuoti. Tradiciniai metodai palyginti riboti, nes jų pagrindas – rankinis darbas, vadinasi, yra ir žmogiškų klaidų, galiausiai neatitikimų tikimybė. Skaitinis modeliavimas pagreitina dizaino iteraciją ir padidina tikslumą, pagerina komandos narių bendradarbiavimą ir bendravimą, kaštų ir išteklių valdymą, optimizuoja našumą. Skaitiniai įrankiai gali automatizuoti pasikartojančius projektavimo uždavinius, sutaupyti laiko ir pastangų. Pavyzdžiui, naudodami parametrinio projektavimo programinę įrangą, architektai gali automatiškai sukurti daugybę statinio fasado iteracijų remdamiesi skirtingais dizaino parametrais, kaip padėtis saulės atžvilgiu, naudojamos medžiagos, energijos naudingumo rekalavimai. Skaitinis modeliavimas stiprina ir kūrybingumą, nes suteikia architektams galimybę taikyti netipinius sprendinius. Šiuo būdu galima greitai išanalizuoti keliolika skirtingų dizaino pasirinkimų ir rasti optimalų variantą. Architektūroje dominuoja trys populiariausios skaitinio modeliavimo rūšys: algoritminis, parametrinis ir generatyvinis dizainai. Algoritminis naudoja algoritmus, kad sugeneruotų dizaino modelį.

Algoritmai – tai taisyklės, apibūdinančios informaciją, apibrėžtą logikos seka tam, kad sugeneruotų dizainą. Parametrai yra esamos sąlygos, kuriomis galima manipuliuoti. Algoritminis dizainas gali sukurti milžinišką iteracijų kiekį per kelias minutes. Jo sukurti scenarijai perkeliami į įprastą 3D projektavimo programą, o tada pasitelkiamas parametrinis dizainas. Jis – kaip dailininkui paletė, tik vietoj spalvų naudojami parametrai, kuriuos galima kaitalioti savo nuožiūra. Pavyzdžiui, su „Autodesk“ įskiepiu „Dynamo“ galima suvesti scenarijų, kad reikia ištirti numatomą saulės spinduliuotę ir orientuoti pagal tai statinį taip, kad jis gautų kuo mažiau šilumos. Parametrinis dizainas ypač tinka projektuojant kompleksines ir neįprastas architektūrines formas. Šis procesas, beje, gali būti atliekamas ir statinio informacinio modeliavimo programa. Jis taip pat ypač tinka tvariai architektūrai, nes leidžia optimizuoti projektą atsižvelgiant į efektyvų energijos naudojimą, dienos šviesą, natūralią ventiliaciją ir sukurti aplinkai draugišką pastatą. Vis dėlto didelio projekto atveju prireiktų labai daug laiko visiems parametrams įvertinti šiuo metodu, tad pasitelkiamas generatyvinis dizainas. Iš esmės tai parametrinio dizaino plėtinys, kurio apskaičiavimų dalis yra tokia sudėtinga, kad gali sugeneruoti visas įmanomas parametrines iteracijas. Architektas tik nustato apribojimus bei kryptis ir leidžia algoritmams savarankiškai sukurti savo iteracijas. Generatyvinio dizaino algoritmai sugeneruoja dešimtis ir net šimtus skirtingų dizaino variantų priklausomai nuo specifinių poreikių – medžiagų, biudžeto, statybos technologijos. Žmogus pats tokių idėjų nesukurtų. Parametrinio dizaino pavyzdžiai – ZHA statiniai, H. Alijevo centras Baku, Londono vandens centras, MAXXI muziejus, Guggenheimo muziejus Bilbao, Milvokio meno muziejus, „Galaxy SOHO“ prekybos centras Kinijoje, Beidžingo nacionalinis stadionas, V&A dizaino muziejus Škotijoje ir kt. Planuojama, kad skaitinio modeliavimo rinka 2025-aisiais pasieks 101 mlrd. dolerių, t. y. palyginti su 2020-aisiais, padidės 187 proc. Skaitinis modeliavimas dažnai įvardijamas kaip įrankis klasikinių CAD sistemų projektavimo galimybėms padidinti, tokie įskiepiai, pavyzdžiui, yra į „Rhinoceros“ įterpta vaizdinė programavimo aplinka „Grasshopper“ arba „Dynamo“, tinkanti „Revit“ programai. Tai galinga 3D modeliavimo programinė įranga su universalia platforma sudėtingiems projektams kurti. Kiti populiarūs skaitinio modeliavimo įrankiai – „Blender“, „Maya“, „Houdini“ ir kt. „Blender“ yra atvirojo kodo 3D kūrimo rinkinys, leidžiantis tyrinėti parametrinį dizainą. „Maya“ suteikia įrankius projektavimui, vizualizacijai ir animacijai, atveria galimybes parametriniam projektavimui, nes leidžia įvesti ir kaitalioti parametrus. „Houdini“ – galingas vizualinių efektų ir 3D animacijos įrankis, jo parametrinio projektavimo galimybės leidžia sukurti itin sudėtingus raštus ir pasiekti neįtikėtinai realistinį vaizdą.

Liečiamos ir neliečiamos Hologramos

Holograminį atvaizdavimą mokslininkas Dennis Gaboras išrado 1947 m., tačiau pirmosios hologramos buvo sukurtos tik išradus lazerį – septintajame dešimtmetyje. Hologramos ypač išpopuliarėjo ir ištobulėjo pastaruoju metu – ne tik šou versle, bet ir architektūroje. Įdomus hologramų panaudojimo architektūroje pavyzdys – Danijos kaime pagal malonių pojūčių suteikimo psichikos negalią turintiems žmonėms koncepciją „Snoezelen“ (iš olandų k. veiksmažodžio snuffelen ‘ieškoti ir tyrinėti’ ir doezelen ‘atsipalaiduoti’) suprojektuotas namas, kurio devyniuose baltuose kambariuose naudojamos holografinės projekcijos sukuria terapinę atmosferą. Puiki idėja, kurią galima pritaikyti šiuolaikinėje sveikatos įstaigų architektūroje. Liečiamosios hologramos buvo išrastos Japonijoje ir iki šiol yra tobulinamos. Vienas iš jų kūrėjų dr. Yoichi Ochiai (Cukubos universitetas, Japonija) tiki, kad ši technologija gali būti naudojama ne tik medicinoje ar šou kultūroje, bet ir architektūroje. Kaip tai veikia? Kai žmogus ranka paliečia 3D vaizdą, holograma išskiria ultragarso spinduliuotę, ir žmogui atrodo, kad jis iš tiesų liečia objektą. Nauja „Microsoft HoloLens“ platforma su galimybe kurti liečiamąsias virtualių objektų hologramas veikia kiek kitaip. „Lytėjimo“ pojūtis sukuriamas išskiriant aukšto dažnio lazerio impulsus. Būtent į šią technologiją vis labiau patariama atkreipti dėmesį architektams: ją naudojant, projektą bus galima ne tik pamatyti, bet ir pajusti – išsirenkant skirtingas tekstūras, medžiagas, sienų spalvas, baldų apmušalus. Klientas panardinamas į visiškai realistinį, bet susikurtą pasaulį.

Robotų era

Robotai, taip žadinantys žmonių smalsumą, pasirodo, gali būti puikiai pritaikomi ir architektūroje. Juos pasitelkus net itin sudėtingi projektai, kadaise atrodę neįmanomi, tampa realybe. Robotai nepavargsta, neklysta ir lengvai projektuoja įvairiausių matmenų struktūras. Pirmąkart jų integracijos į architektūrą galimybes 2012 m. pademonstravo šveicarų architektai Fabio Gramazio ir Matthiasas Kohleris su robotikos specialistu Raffaello D’Andrea: Prancūzijos šiuolaikinio meno centre „Frac Centre-Val de Loire“ jų skraidantys robotai iš 1600 polistireno blokų surinko šešių metrų aukščio instaliaciją.

Robotai architektūrinėms konstrukcijoms projektuoti, statyti ir surinkti paprastai pasitelkiami skaitmeninio modeliavimo etapu naudojant kompiuterinio projektavimo (CAD) arba statinio informacinio modeliavimo (BIM) programinę įrangą. Skaitmeninis modelis paverčiamas mašininiu būdu skaitomomis instrukcijomis, kurios valdo roboto rankos judesius. Roboto ranka vykdo šias instrukcijas, kad pagamintų architektūrinius komponentus ar net visas konstrukcijas. Ši nauja architektūros sritis, plėtojama priklausomai nuo robotikos ir skaitmeninių technologijų pažangos, gali pakeisti pastatų projektavimo ir statymo būdus, išplėsti architektūrinių galimybių ribas.

Reikšmingas robotų panaudojimo architektūroje pavyzdys yra pirmasis pasaulyje iš nerūdijančiojo plieno 3D spausdinimo būdu pagamintas MX3D tiltas Amsterdame ir DFAB House, kuriuo septynių Šveicarijos federalinio technologijos instituto Ciuriche (vok. Eidgenössische Technische Hochschule Zürich – ETH Zurich) fakultetų mokslininkai kartu su pramonės ekspertais ir planavimo specialistais pritaikę šešias mokslinių tyrimų inovacijas pademonstravo, kaip skaitmeninė gamyba gali pakeisti projektavimo ir statybos būdus. Robotų sistemų ir technologijų integravimas į architektūros gamybos procesą suteikia architektams daugiau lankstumo, tikslumo ir efektyvumo įgyvendinant sudėtingus ir novatoriškus projektus. Yra ir daugiau privalumų. Naudojant robotus galima tiksliai pritaikyti dizainą, supaprastinti konstrukcijas, optimizuoti medžiagų sąnaudas, sustiprinti darbuotojų saugą ir įgyti daugiau galimybių eksperimentuoti.

Kaipgi be tvarumo!

Tvarumas – šiuolaikinės ir ateities architektūros ašis. Rūpinimasis aplinka ir efektyvios energijos poreikis leidžia jau pastato projektavimo metu įdiegti žaliąsias technologijas. Pagrindinis žaliojo dizaino principas – tvarus teritorijos projektavimas atsižvelgiant į tokius aspektus kaip vieta, jos orientacija ir kraštovaizdžio dizainas. Taip siekiama sumažinti poveikį aplinkai ir pagerinti eksploatacines pastato savybes. Architektūrinė vizualizacija, efektyviai perteikianti idėjas ir lengvinanti sprendimų priėmimą, atlieka lemiamą vaidmenį plėtojant tvarų projektavimą. Kitaip tariant, ji tapo galinga žaliosios architektūros priemone. Architektūrinė vizualizacija leidžia architektams tiksliai perteikti tvarius elementus ir parodyti, kaip jie yra integruoti į dizainą. Vėjo ir saulės jėgainės, kiti atsinaujinančių išteklių energijos šaltiniai, tvariųm statybinių medžiagų (panaudotos medienos, perdirbto plieno ar dažų, kuriuose nėra kenksmingų LOJ) tekstūra, išmaniosios šildymo, vėdinimo ir oro kondicionavimo (ŠVOK) sistemos, žalieji stogai, vertikalūs miškai ir sodai, žaliosios erdvės lauke – visa tai galima perteikti 3D vizualizacijomis. Taip pat gali būti pavaizduoti jau esami gamtos elementai, kurie bus integruoti į naują aplinką, – pavyzdžiui, augantys medžiai. Vienas iš garsiausių projektų, kurių vizualizacijoje buvo išskirti ekologiški dizaino elementai, yra „Edge“ pastatas Amsterdame, dažnai vadinamas žaliausiu biurų pastatu pasaulyje. Jo vizualizacijoje buvo pademonstruotos ir energiją tausojanti apšvietimo, ir lietaus surinkimo sistemos, ir išmaniosios pastato technologijos.

Dar kelios naujovės

Dėmesio vertos ir šios inovacijos – miniatiūrinis mobilusis projektorius „The Cube“, kurį galima nusinešti pas klientą. „Leap Motion“ technologija, „perkelianti“ kūrėjo rankas į VR ar PR pasaulius: jis gali jas ne tik matyti, bet ir stumdyti jomis virtualius objektus, kurti figūras ir t. t. „Roto“ – interaktyvi VR kėdė, leidžianti tyrinėti VR įvairiomis kryptimis. „Matterport“, per pusvalandį nuskenuojanti 93 kv. m plotą ir suteikianti galimybę ne tik ištirti esamą erdvę, bet ir suplanuoti jos pakeitimus. Įsidiegus programėlę „Smart Reality“ ir pasinaudojant mobiliojo telefono kamera galima kurti 3D vizualizacijas iš interaktyvių BIM modelių: parodyti struktūrinius sluoksnius, priartinti, įrašyti vaizdus ir t. t. Specialiai architektams sukurta programėlė „Magic Plan“ suteikia galimybę kurti aukštų planus naudojant tik išmaniojo telefono kamerą. „Zebra Imaging“ hologramų prietaisu sukurtą spalvotą holografinę vizualizaciją galima integruoti į „Autodesk“. Prietaiso paviršiuje atsiranda detalus 3D modelis, leidžiantis pristatyti savo darbą klientams ar investuotojams. Akivaizdu: technologijų ir architektūros sinergija atveria duris į naują erą, kupiną dabar nė neįsivaizduojamų galimybių tiek projektuojant statinių dizainą, tiek puoselėjant jų tvarumą.

Autorius: Violeta Bartaškaitė