طراحی پوشش سطوح آزاد به روش الگوریتمی

دنیای تجزیه و تحلیل دیجیتال تقریبا از دههی 1452 به کمک طراحی معماری آمد. در آن زمان پروژههایی مانند خانه اپرای سیدنی در مرحلهی طراحی بودند که برای مدلسازی و برنامهریزی نحوه اجرای آن، استفاده از امکانات کامپیوتری ضروری مینمود. به تدریج و با ورود بیشتر این امکانات و فناوریها به معماری، طراحی معماری نیز دستخوش تغییراتی شده و فرمها به سمت احجامی که تقریبا هیچ محدودیتی در ساخت آنها وجود نداشت پیش رفتند .استفاده از کاربرد های کامپیوتر )مانند نرم افزارها( در واقع به معنای طراحی کردن دیجیتال نیست. طراحی دیجیتال، در حقیقت به معنای تجزیه کردن یکفرآیند به اجزا و الگوهای گسسته و جمعبندی این الگوها در قالبهایی است که میتوانند به وسیله کامپیوتر درک و پردازش شوند. در فرم های آزاد، طراح با سطوحی مواجه است که دارای انحنا در یک جهت )مانند سطح یک استوانه( و یا در دو جهت )مانند یک کره( هستند. پوشش این سطوح با مصالحی چون چوب، فلز، بتن و... از نظر اجرایی کمی پیچیده است. این پیچیدگی از دو جهت است. اول اینکه قطعات باید تا حدی قابلیت خمشدن را داشته باشند و میزان خم شدن قطعات مختلف به گونه ای کنترل شود که در مجموع فرم مورد نظر حاصل شود. و دوم اینکه در مورد سطوح منحنی و آزاد، قطعات پوشش دهنده، دارای ابعاد و اندازه های یکسان نیستند. تعداد تیپهای قطعات بسیار زیاد است و این امر طراحی و کنترل و نحوه قرار گرفتن آنها را در کنار هم دشوار میکند. به کمک فناوریهای دیجیتال میتوان حل این پیچیدگیها را بر عهده کامپیوتر گذاشت. هدف این مقاله، ارائه روشهایی برای پوشش سطوح آزاد به روش الگوریتمی میباشد. یک الگوریتم، مجموعهی مشخصی از دستورات است که اطلاعات را به عنوان ورودی دریافت کرده، پردازش میکند و پاسخ آن را در خروجی به ما ارائه میدهد. الگوریتم در واقع حل کردن مساله از روشی نظاممند به منظور تعمیم آن روش به مسایل مشابه است. الگوریتمها کارهای مختلف و متعدد محاسباتی را انجام میدهند و به نوعی زبان اصلی کامپیوتر در انجام عملیات آن هستند. در یک نرمافزار سه بعدی، این الگوریتمها میتوانند در قالب دستورات مشخص، اطلاعاتی را از طراح گرفته و براساس پردازش این اطلاعات اولیه به تولید فرم بپردازند. برای دستیابی به چنین الگوهایی، از نرم افزارهای طراحی دیجیتال مانند راینو و محیط برنامه نویسی الگوریتمی گرسهاپر استفاده شده است و در نهایت الگوهای چهار گوش، الگوهای سه گوش و الگوهای بی شکل برای طراحی پوشش سطوح آزاد ارائه خواهد شد