Genesis of virtual-informational architecture of the late XX - early XXI century.pdf Современная архитектура в последние десятилетия вышла за пределы ручной техники проектирования. Использование компьютерных ресурсов становится все более оправданным и незаменимым. Появилось много новых терминов, таких как информационная модель здания, математизация архитектуры, цифровой прототип проектируемого объекта, параметрическое проектирование, информационно-математическое моделирование (ИММ), медиаархитектура, дигитальная архитектура, виртуальная архитектура. Цифровые технологии способствуют зарождению и развитию таких направлений в архитектуре, как хай-тек, био-тек, органи-тек, эко-тек, деконструктивизм, метаболизм, кинетическая архитектура. Цель статьи - исследование роли виртуально-информационных технологий архитектурного проектирования в формообразующих тенденциях конца XX - начала XXI в. Анализ прорывных архитектурных форм последних десятилетий свидетельствует о ведущей роли цифровых технологий в архитектурностроительной сфере. Ведущие архитекторы Норман Фостер, Френк Гери, Кен Янг, Том Мэйн, Заха Хадид и др., взяв на вооружение компьютерные технологии, создали такие шедевры, как Сити-холл в Лондоне, небоскрёб Мэри-Эке, Художественный музей Вайсмана в Миннеаполисе, Музей Соломона Гугенхайма в Бильбао, Центр Гейдара Алиева в Баку и многие другие объекты по всему миру. Компьютерные программы определяют архитектурное формообразование, производя усложнившиеся расчеты конструкций, инсоляции, вентиляции и других факторов существования объекта. Группа LAB architecture studio во главе с Доном Бэйтсом и Питером Давидсоном разработали подход «ряда эзотерических теорий, основанных на аналогиях с компьютерными алгоритмами - киберпространство, гибридное пространство и цифровая гиперповерхность» [1], и используют принцип фрактальности в архитектуре [2]. Подобный подход показывает, насколько глубоко проникло киберкультурное сознание проектировщика в архитектуру, которая сегодня не может развиваться без цифровых программ. Сегодня в одно целое объединяются архитектура, искусство и технология, формируя медиаархитектуру [3, 4]. Становление компьютерных технологий в архитектурном проектировании происходит на фоне широкого распространения и утверждения идей функционализма и конструктивизма, ставших благодатной стартовой площадкой использования математических цифровых построений ортогональных архитектурных форм и пространств с нулевой кривизной евклидовой геометрии. Исходной технической предпосылкой компьютеризации архитектурного формообразования можно считать появление в радиотехнике электронновакуумных ламп, ставших главным стержнем первой современной ЭВМ в 1945 г. К концу первой половины XX в. радиотехника занимала высокое место в области развития медиа. В 1951 г. Маршал Маклюэн, канадский философ, филолог, литературный критик, эколог средств коммуникации, опубликовал работу «Механическая невеста: фольклор индустриального человека» [5]. В этой работе Маклюен одним из первых поднял вопрос о влиянии массовых коммуникаций, таких как телевидение, кино, реклама и т.д., на массовое сознание в различных формах. До популяризации компьютера медиатехнологии оставили заметный след в творческой среде и общественном сознании, породив стиль поп-арт. В 1964 г. Маклюен опубликовал работу «Понимание Медиа: Внешние расширения человека» [6], в которой подчеркнул значение медиа в обществе и его коммуникациях. Социальный теоретик Артур Крокер, исследователь киберкультуры, считает, что в период постмодерна технология не есть нечто внешнее, она неотъемлемая часть нас самих. В 1989 г., изучая поведение общества, он опубликовал работу «Энциклопедия паники» [7]. Паника в его понимании - это паника, вывернутая наизнанку, означающая исчезновение внешних стандартов поведения, когда социальность превращается в прозрачное поле. Социологи обратили внимание на изменения в общественном сознании в тот момент, когда на него стали влиять появляющиеся технологии. Именно в этот период развивались, взрослели и учились многие студенты, ставшие в наше время выдающимися архитекторами мира, не боящимися бросить смелый вызов обществу, взявшими на вооружение самые передовые технологии. В цифровом программировании начала второй половины XX в. ведутся поиски реализации графических инструментов создания геометрических моделей положительной и отрицательной кривизны. В этот период закладывается основание будущих неортогональных форм и пространств новой стилистической парадигмы - бионической архитектуры. Якоб Исаак Шёнберг в 1950-х гг. заканчивает теоретическую работу по описанию В-сплайнов, ставшую впоследствии основой компьютерной графики, входящей в состав современных программ. В 1960-х гг. Пьер Этьен Безье патентует систему кривых и поверхностей Безье, которые используются в современных компьютерных программах для построения плавных криволинейных форм. Аспирант Айвен Эдвард Сазерленд в 1962 г. создает первый программноаппаратный векторный редактор Skecthpad. Программа позволяла создавать 36 простые двухмерные объекты - сплайны, такие как точка, линия, окружность. Объекты создавались с помощью рисования цифровым пером на электронно-лучевой трубке. Компания ITEK, вооружившись сплайнами Сазерленда, добавив манипуляции с объектами, такие как перемещение, копирование и масштабирование, создала первую в мире цифровую чертежную машину. Примерно в это же время компания IBM совместно с General Motors и Массачусетским технологическим университетом (MIT) представила миру первую систему автоматизированного проектирования DAC-1 [8]. В 1960-х - начале 70-х гг. формируется основная структура, а также классификация современных САПР: CAD (Computer Aided Design) для решения конструкторских задач; CAE (Computer Aided Engineering) для инженерных разработок; CAM (Computer Aided Manufacturing) для оборудования с ЧПУ; PDM (Product Data Management) для управления и работы с проектно-конструкторской документацией; PLM (Product Lifecycle Management) для работы с информацией об изделиях, сосредоточенной в одном информационном поле. Наступила эпоха служения техники архитекторам, открываются новые институты, работа которых направлена на взаимодействие электроники и архитектуры. Появляются новаторские подходы к проектированию. Одним из основателей нового подхода в архитектуре стал Николас Негропонте (1943 г., Нью-Йорк). Основатель первой в мире лаборатории Arch Mac объединил архитектурные, инженерные и компьютерные технологии, применяемые при проектировании в архитектуре. Лаборатория была открыта в 1967 г. в Массачусетском технологическом университете на базе факультета архитектуры и урбанистики. Негропонте, анализируя результаты работы лаборатории, написал серию книг, две из которых («The Architecture Machine» и «Soft Architecture Machines») стали неисчерпаемым источником вдохновения для нескольких поколений. В стенах лаборатории были разработаны основания для многих современных архитектурных программ. Например, прототип программы Google Street View разрабатывался как виртуальная модель города, позволяющая гулять по улицам, сидя в кресле, и управлять направлением с помощью джойстика. Один из сотрудников лаборатории Масанори Нагашима в 1976 г. разработал первую CAD программу с использованием стилуса. Программа позволяла создать периметр здания, в котором располагались различные помещения в виде блоков-схем с названиями, которые можно было перемещать, масштабировать, применять для анализа комплексного проектирования [9]. Работа с трехмерными моделями началась в 70-е гг. XX в. Компания Mathematics Application Group, Inc (MAGI) разрабатывала программный продукт для изучения радиационного поля Synthavision. Был создан симулятор трассировки лучей ray-tracer, ставший впоследствии основным методом расчета освещения в 3D-nporpaMMax, «суть которого заключается в отслежива-нии обратного хода проникаемого в камеру луча, проложенного от каждого элемента изображения. Этим методом хорошо просчитываются отражения, тени, блики, геометрические объекты и т.д.» [10]. Первая трехмерная программа от MAGI являлась процедурной. Принцип работы заключался в комбинировании 25 геометрических трехмерных объектов, таких как сфера, цилиндр, пирамида. Из таких фигур моделировались составные более сложные модели. Компания Triple-I также создает программу для трехмерного моделирования, которая позволяла создавать трехмерные объекты, состоящие из квадратов и треугольников. Так, за 1960-1970-е гг. сформировались базовые принципы трехмерного моделирования: сплайнового, процедурного и полигонального, а также была разработана первая система визуализации. Позже появляются программы, послужившие прототипами для таких известных программ, как AUTOCad, Maya, 3DS Max, Houdini. В конце 1970-х - начале 1980-х гг. размеры компьютеров значительно уменьшаются и появляются первые персональные компьютеры, ставшие доступными для многих пользователей, в том числе и для архитекторов. К концу 1980-х гг. создаются мощные программы для работы с трехмерными моделями, чертежами, добавляется возможность работать со звуком и видеоизображениями (технологии мультимедиа). В 1990-е гг. появляются полноценные современные программные продукты для проектирования и визуализации и начинают использоваться архитекторами и дизайнерами по всему миру. Благодаря появлению персональных компьютеров технологии Building Information Model (BIM) получили широкое распространение в начале XXI в. Однако основные идеи были заложены в конце 1970-х гг., когда у многих архитекторов не было доступа к таким программам. Идея BIM заключается в создании метода, в котором учитываются все этапы проектирования, строительства, расходов на строительство и ежемесячные расходы на электроэнергию во время функционирования. На основании виртуальной модели создается информационная модель здания. Подобные технологии позволяют значительно экономить расходы на строительство. На сегодняшний день почти все технологические прорывы совершаются благодаря технологиям BIM [11]. Одним из первых архитекторов, использовавших подобную технологию, стал Фрэнк Г ери. Помимо разработки технологических решений зданий, таких как МузейГуггенхейма вБильбао (1997 г.), концертный зал им. Уолта Диснея в Лос-Анджелесе (2003 г.), Гери использует компьютерные программы для создания формы здания. Определенные параметры задаются выбранным поверхностям, программа модифицирует формы, после чего оценивается результат и принимается решение, подходит ли сгенерированная поверхность для архитектурной идеи. Для создания конструктивных элементов сложных форм понадобились новые параметрические программы, которые Фрэнк Гери начал использовать первым в мире [12]. Норман Фостер также использует компьютерные программы, влияющие на форму архитектуры. Работая над реконструкцией Британского музея (1994-2000 г.), он использовал компьютерную программу, которая сгенерировала необходимую форму сетчатой оболочки, обеспечив плавный переход от прямоугольного периметра к круглой опоре в центре конструкции, сохраняя при этом конструктивную прочность. Фостер с помощью передовых компьютерных программ разработал форму Кондоминиума Chesa Futura в Швейцарии (20002004 гг.). Округлая форма создана из-за того, что снег в этой местности ле-38 жит достаточно долго. Форма здания резиденции мэра Лондона имеет не случайную форму. Смещение визуального центра здания способствует повышению энергосбережения, которое рассчитывал компьютер. Внутренняя геометрия здания способствует оптимальной естественной вентиляции, форма винтовой лестницы стала результатам акустического расчета помещения. Башня Мэри-Экс в Лондоне (2004 г.) изначально была задумана в более сферической форме, однако после компьютерных вычислений на ветровые нагрузки форму пришлось корректировать. В проектах архитектора Захи Хадид были применены передовые компьютерные программы, в том числе и параметрические, позволяющие создавать неожиданные пластичные формы нелинейной архитектуры. Хадид считала, что цифровые технологии, в том числе и компьютерные программы для моделирования BIM, помогают в проектировании и формообразовании архитектуры зданий. В 2008 г. Патрик Шумахер, партнер Zaha Hadid Architects, писал в своем «Манифесте параметризма»: «Параметризм может существовать только благодаря соответствующим инструментам проектирования. В конечном счете вычислительно продвинутые методы, такие как скриптинг (с помощью Rhino-script или Mel-script) и параметрическое моделирование (с Digital Project и Generative Components), становятся повседневной реальностью. И сегодня, не владея этими техниками, невозможно быть в авангарде архитектуры» [13]. Эксперименты с информационными технологиями не прекращаются. Более молодые архитекторы из Голландии работают над созданием инфрапространств, основанных на массивах данных и гипотезах, позволяя компьютеру самостоятельно генерировать пространство и форму. Полученные таким образом данные используются для архитектурных проектов. Так был создан проект группой MVRDV «Metacity/Datatown». С повышением требований к строительным технологиям архитекторы 1960-х гг. столкнулись с проблемами комплексного проектирования. Подобные проблемы пришлось решать многим студиям. Беатрис Балл, профессор Принстонской архитектурной школы, совместно с группой студентов разработала исследовательский проект «Радикальная педагогика» [14], в рамках которого изучены новаторские подходы и эксперименты в архитектурном образовании второй половины XX в. Они нашли около ста новаторских подходов в проектировании по всему миру. Один из новаторов Кристофер Александер (1936 г.) стал неким симбиозом между архитектурой и информатикой. Александер имеет степень бакалавра архитектуры и степень магистра математики. В 1964 г. вышла его работа «Notes on the Synthesis of Form» («Заметки о синтезе формы»). Этот труд стал обязательным к прочтению для исследователей в области информатики. Заметки помогли модульному программированию, разработке языков программирования, а также объектноориентированному программированию. Уил Райт (разработчик компьютерных игр) впоследствии написал, что работа Александера повлияла на происхождение компьютерных игр Sims и Spore. «Глубокие геометрические структуры» из книги «The Nature of Order» оказали влияние на объектноориентированное программирование, особенно в языке C++ [15]. Кристофер Александер внес вклад не только в программирование, но и в архитектуру. Его работа «A Pattern Language» («Язык шаблона») актуальна и в наше время. Книга стала своего рода библией для проектировщиков. Идея написания появилась из наблюдения, что многие средневековые города привлекательны и гармоничны. Это происходит потому, что они строились с учетом местных постановлений, которые требовали учета определенных особенностей. В этой книге, впервые опубликованной в 1977 г., представлен радикально новый подход к архитектуре и строительству. Автор считает, что люди сами должны проектировать свои дома, улицы и районы, и эта идея опирается на простое наблюдение: самые замечательные места на планете были созданы не архитекторами, а обычными людьми. В книге описан «язык» для проектирования окружающей среды, единицы которого - шаблоны, или паттерны, - отвечают на архитектурные вопросы: какой высоты сделать окна, сколько этажей должно быть в здании, какую площадь в микрорайоне отвести под деревья и газоны. Издание содержит более 250 шаблонов - каждый включает описание той или иной проблемы, ее обсуждение, подкрепляемое иллюстрацией, и решение. С помощью этой книги возможно спроектировать дом для себя и своей семьи, разработать проект офиса, рабочей мастерской или общественного здания, совместно с соседями улучшить свой район и даже весь город [16]. Многочисленные работы Александера, разошедшиеся по всему миру, подтверждают популярность его подхода к архитектуре. Седрик Прайс (1934-2003) - один из выдающихся теоретиков британской архитектуры 1960-1970-х гг. - выдвинул концепцию «недетерминирующей архитектуры», последовательно отвергающей монументальность, образность, вообще стабильную форму и, наконец, саму архитектуру. Прайс, как имногие другие молодые архитекторы 1960-х, пытался освободить архитектуру от психологических барьеров и инертности развития. В соответствии с этими целями он продвигал подход к проектированию как к созданию объекта-манифеста. Взамен устоявшейся манере обучения архитектуре как ремеслу он провоцировал студентов на разработку утопических проектов, нарушающих привычные принципы и нормы [9]. Прайс успел «заразить» своими идеями Уилла Алсопа, Бернарда Чуми, Ирату Исодзаки и Рема Колхаса. Сведя архитектуру к технологии, Прайс, по сути, придумал новый стиль - хай-тек. Необычный подход для обучения студентов использовал родоначальник постмодернизма, архитектор Роберт Вентури, преподававший в Йельском университете в 1960-х гг. Вентури предлагал студентам вместо традиционной разработки собственных проектов сфокусироваться на исследованиях и аналитике. Авторами проектов подчеркивалась важность выработки новых техник и способов подачи информации. Помимо различных графиков и карт активно использовались фотографии и видео. Например, для того, чтобы снять «беспристрастную» картину восприятия города из автомобиля (практически единственного средства передвижения по Лас-Вегасу в то время), прямо на капот машины устанавливали полноценную камеру [17]. Истокам деконструктивизма содействовало назначение Джона Хейдука на пост декана Школы архитектуры Купер-Юнион. Главной задачей Хейдук 40 ставил освобождение от жестких рамок модернизма путем применения концептуального проектирования и изучения фундаментальных элементов архитектуры. В основу учебного процесса были положены упражнения, самое известное из которых - «девятиквадратная сетка». Учащимся давалась сетка 4 х 4 с шагом колонн 5 х 5 м, на которой студент создавал свои формы. Это упражнение часто используют и современные школы. Университет Иллинойса еще в 1950-е прославился своими радикальными методами обучения. Первый директор школы - индустриальный дизайнер Гарольд Коэн - старался вытолкнуть подопечных из зоны комфорта, стимулируя в них нестандартное мышление. Например, самое первое упражнение называлось «Кто вы и о чем вы думаете». Студентов на три дня забрасывали в изолированную глушь, давая 10 долларов исвистки наслучай опасности. Главная цель подобных упражнений состояла в том, чтобы студенты могли на собственном примере лучше понять человеческие потребности, которые они собираются удовлетворять всю оставшуюся жизнь. Такие методики позволили университету выиграть борьбу за Бакминстера Фуллера, который с 1959 г. на постоянной основе работал здесь, развивая и систематизируя идеи геодезических куполов. При этом студенты не только усваивали самые разнообразные конструктивные системы и техники, но и, что самое главное, учились уже в те годы использовать возобновляемые источники энергии и наносить меньший вред природе. Новаторский подход родоначальника метаболизма в архитектуре Кензо Танге заключался в использовании для презентаций широкой публике графиков, диаграмм, коллажей из новостей. Студенты учились воспринимать архитектуру в рамках постоянно меняющейся среды через изучение данных [9]. Трудно переоценить роль компьютера в развитии архитектуры этого периода. Появление компьютерных технологий во второй половине XX в. повлияло на архитектурные системы. Системы способствовали развитию новых технологий строительства, а новые технологии строительства помогли сформировать новый подход к образованию, что повлияло на создание новых архитектурных форм. В настоящее время роль компьютерных систем в проектировании продолжает усиливаться, они проникают в самые разнообразные стороны архитектуры. Компьютеризация архитектурной профессии - это не только понимание новой архитектуры, созданной с помощью цифровых технологий. Это глобальный процесс, берущий начало от фантастических картин, книг, фильмов, компьютеров, появившихся в домах у людей, и формирующий восприятие и принятие человечеством новых архитектурных форм, а вместе с тем и строительных технологий. Если бы здание в стиле био-тек построили сто - двести лет назад, архитектор не нашел бы поддержку и понимание, потому что бионическая форма не соответствовала бы исторически сложившемуся восприятию форм и ожиданиям того времени, проектной и технологической возможностям. Следовательно, культурный и технический уровень на каждом историческом этапе развития общества формирует социальный заказ на архитектурное формообразование. Современное общество с постоянно развивающейся киберкультурой готово воспринимать современную компьютерную архитектуру. В.М. Розин в статье «От социальной технологизации к новой типологии архитектурно-строительных объектов» написал: «... технику (в том числе и технологию) можно рассмотреть как «социальное тело» человека, общества или государства. В этом качестве техника расширяет возможности соответствующих трех субъектов, позволяя им решать задачи, которые они раньше без помощи техники решить не могли. Кроме того, как социальное тело техника кардинально трансформирует (преображает) этих субъектов, позволяя с полным правом считать их техническими существами.» [18]. Выводы. Архитектура конца XX - начала XXI в. продемонстрировала инновационные формообразующие технологии, выводящие ее из ортогонального евклидового пространства. Современная архитектура устремилась к римановскому пространству [19] с положительной эллиптической кривизной и к пространству Лобачевского с эффектами сжатия и растяжения. Параметрическая архитектура открывает новые возможности изопластической архитектуры. Основными предпосылками этих достижений стали три фактора: развитие компьютерных технологий; внедрение образовательных экспериментов и новых подходов в архитектурных школах; социально-культурная революция, спровоцированная появлением медиа.

Скачать электронную версию публикации