Архитектура в информационную эпоху: формирование терминологического аппарата

УДК 72.01

Р.Р. Шангареев

Научный руководитель: Е.В. Конева, к. арх., проф.

Л.В. Десятов, доц.

Уральская государственная архитектурно-художественная академия

г. Екатеринбург, Россия

Архитектура в информационную эпоху:

формирование терминологического аппарата

Вновь привносимый в архитектуру понятийный аппарат формируется в рамках междисциплинарного подхода. В результате неправильной интерпретации отдельных понятий, существующих в философии,  кибернетики и программировании в контексте архитектуры, возникают проблемы в осознании возможностей и роли архитекторов в информационную эпоху развития технологий. В статье рассматривается и уточняется понятийный аппарат, который возник на современном этапе развития технологических возможностей. Понятийный аппарат сформулирован в рамках трех групп: модель архитектурного объекта, структура реальности, информационная подход в проектировании.

Ключевые слова: трехмерная модель, информационная модель, hard-архитектура, soft-архитектура, виртуальная реальность, дополненная реальность

Современную архитектуру нельзя представить без применения программ автоматизированного проектирования, таких как CAD, BIM. Информационные технологии, представленные в виде программного обеспечения, интегрировались в процесс проектирования и являются эталоном современности проекта. Отношение архитекторов разных поколений к процессу информатизации проектирования отличается. Данная проблематика рассматривается  в рамках взаимодействия старой и новой архитектурной школы, однако, информационные технологии настолько глубоко интегрировались в проектирования, что, на мой взгляд, уже не представляется возможным отказаться от них. На данном этапе важно понять новые возможности, которые открывает применение нового программного обеспечения, и осознание места архитектора в поле этого нового потенциала.

Первой ступенью к осознанию новых возможностей является выявление современной терминологической базы, которая формируется в архитектуре на стыке с программированием.  Формирование данного терминологического аппарата обусловлено не только внедрением информационных технологий в проектировочный процесс, но и с изменением нашего мышления. Проникновение революционного технического оборудования изменяет структуру нашего мышления. Появление компьютера привело к возникновению абстрактной ассоциации, представленной в виде сравнения мозговой деятельности человека с работой компьютера [3].

Существующие архитектурные словари в основном затрагивают термины, которые сформировались в результате исторического развития архитектуры, в них не представлены определения которые формируются в результате интеграции информационных технологий. Рассмотрение основных терминологических единиц, которые возникают на стыке двух дисциплин, позволят расширить наши представления о возможностях автоматизированных систем проектирования, дополнят существующую в архитектуре терминологическую базу, и лягут в основу её дальнейшего формирования. Рассмотрение и дальнейшее структурирование терминологического аппарата возможно в рамках трех групп: модель архитектурного объекта, структура реальности, информационное моделирование.

В рамках первой группы рассматривается понятие архитектурной модели, существующей в виртуальной реальности. На современном этапе развития большую популярность обрело трехмерное моделирование с помощью компьютерных программ. При этом архитекторы ограничиваются построением трехмерных моделей здания, целью создания которых является получение визуального ряда изображений. Зачастую такие модели носят упрощенное представление об объекте проектирования (рис. 1). Аналогом такой модели в реальном мире может служить макет здания. Зачастую данные трехмерные модели не дают полного представления об объекте. Таким образом, трехмерная модель здания в виртуальном пространстве – это упрощенное представление о реальном архитектурном объекте, содержащие минимальный набор параметров, на которое не оказывает влияние физические характеристики реальной среды. Примером может служить программное обеспечение 3ds max и его аналоги.

Более сложное моделирование архитектурного объекта ведется средствами построения информационных моделей. Впервые это стало возможным в результате внедрения платформы BIM (Building Information Modeling) проектирования. В основе данного метода моделирования лежит информационный подход к проектированию объекта, суть, которого в том, что информационная модель объекта архитектуры строится на основе анализа многочисленных входных параметров или данных, которые отражают специфику реальной среды, и процессы, происходящие в ней. Данная модель дает полное представление об объекте. Изменение входных параметров приводит к изменению модели, её состояния, свойств и характеристик, данный процесс можно охарактеризовать как тестирование архитектурного объекта в виртуальном пространстве (рис. 1). Таким образом, можно не только моделировать здание, учитывая физические характеристики среды, но и моделировать процессы, которые там происходят. К примеру, платформой на базе, которой возможно построение информационной модели здания может служить связка программ Rhinoceros и Grasshopper. В результате строительства на основе информационной модели появится реальное здание. Но, как отмечает Т. Ито, «к этому моменту появится другое виртуальное пространство, созданное с помощью электронных медиа» [3]. Это означает то, что даже если здание построено, его архитектурная программа продолжит свои модификации, то есть его функциональная структура продолжит претерпевать изменения, развиваясь во времени, процесс проектирования является бесконечным.

Рис. 1 Трехмерная и информационная модель здания в виртуальном пространстве.

Информационная модель здания в виртуальном пространстве – это структура, созданная на основе анализа входных параметров, которые отражают специфику реальной среды,  так же процессов происходящих в ней и дают полное представление об объекте, его характеристиках, свойствах и состоянии.

Иную схему построения информационной модели здания представил Выхольский Н.А., она основана на систематизации информационных баз данных спортивных объектов, в результате полученная модель представляет собой информационно-аналитическую базу данных, которая воссоздает  инфраструктуру спортивных объектов городе [1]. Информационно-аналитическая модель больше направлена на выявление наглядной картины об объекте в той или иной среде и облегчает анализ сложносоставных структур. То есть информационно-аналитическая модель является составным элементом информационной модели здания, и может рассматриваться в качестве входных параметров, для дальнейшего проектирования.

В рамках второй группы рассматривается терминологический аппарат, который  раскрывает вопросы существования архитектурного объекта в новых видах реальности. Существования архитектурного объекта в двух измерениях и представление его в реальном и виртуальном пространстве. Привело к возникновению таких понятий, как виртуальная архитектура. Многие архитекторы, называя архитектуру виртуальной, подразумевают объекты, которые возникают в виртуальной реальности, но многие из них вполне реальны, так как существуют в виртуальном пространстве, которое является прототипом реальности. Для уточнения определений следует разобраться в основных понятиях информатики, кибернетики и философии – реальность, виртуальная реальность, и дополненная реальность, и как представлен объект архитектуры в этих пространствах. Эквивалентом архитектурного объекта в реальности является непосредственно реализованное сооружение, которое адаптировано к физическим характеристикам среды и процессам, протекающим в этой среде (рис. 2). 

Виртуальная реальность (virtus – воображаемый, мнимый; realis – вещественный, действительный, существующий) – созданный техническими средствами мир (объекты, субъекты), являющийся аналогом реального, который передается человеку через его ощущения: зрение, слух, обоняние, осязание и др. [2]. Архитектурным объектом в виртуальной реальности является информационная модель. Данная модель в последующем будет являться прототипом реального объекта. Существенное отличие реального и виртуального архитектурного объекта в том, что реальное здание в процессе функционирования не претерпевает каких либо серьезных изменение, и любые серьезные модификации, прежде чем воплотятся в нем, должны проходить тестирование на своем прототипе, по сути, новое проектирование. Объект архитектуры в виртуальной реальности является аналогом реального объекта, но в тоже время больше подвержен модификациям, и изменениям, он находится в постоянном развитии. Именно эту категорию существования архитектурного объекта подразумевают многие исследователи. Это существенным образом отличается от такого понятия как виртуальная архитектура. Говоря виртуальная архитектура, важно отметить, что это архитектура, которая не может функционировать в реальном пространстве, так как находится в некой виртуальной среде, которая обладает отличными от реальности физическими характеристиками, к примеру, отсутствием гравитации. Виртуальная архитектура функционирует только в виртуальном пространстве, в сети Интернет, кино, компьютерных играх. Так же понятие виртуальной реальности часто путаю с понятием дополненной реальности. Коренное различие виртуальной реальности и дополненной реальности в том, что виртуальная реальность конструирует новый искусственный мир, а дополненная реальность вносит отдельные изменения в восприятие реального мира. Примером дополненной реальности в архитектуре является светоцветовое воздействие на здание, которое вносится изменения в физические характеристики здания (рис. 2).

Рис. 2 Структура реальности в архитектуре.

Третья группа терминов структурируются в рамках процесса проектирования. Современные архитекторы активно используют информационные технологии, в результате анализа их концепций выведена модель проектирования архитектурного объекта. Проводя аналогию с терминологической базой, существующей в программировании, можно вывести две составные структуры архитектурного объекта: hard-архитектура, soft-архитектура [3].

Hardware в инженерии имеет отношение к физической машине и к её внутреннему насыщению отдельными техническими элементами, а software имеет отношение к программному обеспечению, которая «оживляет машину». Проводя аналогии, soft-архитектуру можно интерпретировать как проектирование процессов протекающих в объекте, а hard-архитектура – это его конструктивная и техническая основа, обеспечение архитектурного объекта каркасом  и необходимыми инженерными системами. Если предыдущая методика проектирования предполагает создание объекта на основе hard-архитектуры, а затем в возникшую форму интегрировать процессы, протекающие в этом объекте (рис. 3). В результате soft-архитектура искажается и претерпевает изменения своей структуры, как результат можно получить объект, который функционирует не должным образом. То обратная модель проектирования, которая строится сначала на проектировании soft-архитектуры, а затем разработку на ее основе hard-архитектуры, позволяет получить объект, который больше приспособлен к процесса, протекающим в здании, soft-основа влияет на формообразование (рис. 3). Вторая модель раскрывает принцип проектирования медиа-архитектуры, в которой проектируемый объект возникает на основе анализа информационно-коммуникативных процессов протекающих в нем.

Рис. 3 Два подхода в проектировании.

Три аспекта терминологической базы, рассмотренные в данной статье, позволяют осознать роль информационных технологий в архитектуре, которые служат для расширения возможностей архитектора. Выработать модель современную модель проектирования, которая позволяет использовать возможности программного обеспечения в полном объеме, отойти от привычной методики проектирования, а вести разработку архитектурного объекта на основе построения полноценных информационных моделей здания, позволяющие обрабатывать и структурировать большие потоки данных.

Список литературы:

1.         Выхольский Н.А. Архитектурно-планировочная модернизация спортивных объектов на основе информационного подхода: автореф. дис. … канд. архитектуры: 05.23.21 / Выхольский Николай Александрович. – Н. Нов. 2012. – 23 с.

2.         Мур, М.Г. Выбор и конвергенция технологий и медиа. Различие между технологическими задачами, отдельными технологиями, и медиа / М.Г. Мур -М.,2005.

3.         Шангареев Р.Р. Архитектура в контексте развития информационных технологий [электронный ресурс]/ Ренат Шангареев// International scientific analytical project/ - 2012. – Режим доступа: http://gisap.eu/ru/node/5902. Дата обращения: 29.03.2012.