Благодаря достижениям в области вычислительной техники и программного обеспечения для 3D- моделирования теперь мы можем создавать виртуальные растения, которые растут и меняются в зависимости от времени года.

Текст и графика – Майкл Г. Уайт, ландшафтный архитектор.

Дизайн озеленения всегда был в основе ландшафтной архитектуры, как искусства, так и загадочной науки. Раскрашенные вручную планы Пита Удольфа, Гертруды Джекилл и других обладают особым очарованием, свидетельствуя об их мастерстве цвета, формы и сезонных изменений. 

Сегодня большая часть этой работы выполняется в цифровой сфере, в моделях и таблицах BIM . Многие по-прежнему скептически относятся к преимуществам, которые эти цифровые инструменты приносят нашей профессии. Можно ли превратить эти ограничения в новый мир возможностей? Короче говоря, как мы можем использовать вычислительную мощность и новые цифровые инструменты для создания красивых, устойчивых ландшафтов в общественной сфере?

СОЗДАНИЕ БОТАНИЧЕСКОЙ БИБЛИОТЕКИ

Сложная, живая геометрия дизайна насаждений всегда создавала проблемы в представлении. Из десятков тысяч видов и сортов, используемых в ландшафтном дизайне, только несколько десятков обычно доступны в виде трехмерных изображений. Записать отдельный момент жизненного цикла растения – сложная задача. Гораздо сложнее уловить в полной мере сезонные изменения и рост. Для начала мы должны создать библиотеку трехмерных моделей растений, их особенностей роста и характеристик.

Этот процесс начинается далеко от экрана, в парках и садах, где можно найти эти растения. Первые образцы растений обнаруживаются и идентифицируются с учетом вида и зрелости. Цифровое сканирование выполняется для органов растений, включая семена, листья, кору и цветы. Позже они будут преобразованы в виртуальные заводы с помощью программного обеспечения 3D . Для более мелких или менее сложных растений можно использовать методы фотограмметрии для захвата как текстуры, так и геометрии. При сборе этих сканов, сделанных на месте с помощью стандартного оборудования камеры, не пострадали растения.

Чтобы создать серию моделей, включающих сезонные колебания и рост, требуются повторные посещения в течение нескольких сезонов.

Несколько неожиданно для создания великолепных цифровых моделей необходимость быть в гармонии с физическим ландшафтом, наблюдать, как цветы распускаются и увядают, или как новые виды появляются из почвы, чтобы захватить власть.

Опыт посещения диких ландшафтов для сбора видов растений для оцифровки также является процессом обучения нашей родной экологии.

Вооружившись этими реалистичными моделями, ландшафтные архитекторы могут составлять проекты озеленения, размещая отдельные растения или распределяя их параметрически. Растения могут быть расположены в соответствии с условиями участка или в соответствии с проектными решениями. С полностью реализованным в 3D дизайном насаждений дизайнеры могут знакомить клиентов с проектами насаждений, использовать виртуальную реальность, визуализировать видео или даже анимировать рост растений или просматривать дизайны в разные сезоны.

ДИНАМИКА И ИЗМЕНЕНИЯ

Феноменальные, величественные пейзажи природного мира, которые мы видим вокруг нас, не были созданы. Они являются результатом правил и процессов, действующих во времени. В будущем, вместо того, чтобы рисовать наши пейзажи карандашом и рукой, мы можем выращивать их в смоделированной среде участка. В природе растительные сообщества образуют устойчивую структуру, которая максимально использует доступные ресурсы в процессе давления со стороны конкурентов. Абстрагируя эти процессы до простых алгоритмов, мы можем предсказать, как растительные сообщества могут расти и изменяться с течением времени.

Моделирование этих процессов может позволить нам спроектировать системы растительности, которые лучше адаптируются к окружающей среде участка.

В агенто-ориентированной модели отдельные заводы представлены в компьютерном моделировании. Эти агенты установки распределяются по виртуальному участку либо случайным образом, либо в соответствии с конкретным разработанным макетом. Эти виртуальные растения растут и развиваются с течением времени под влиянием условий местности, таких как доступный солнечный свет и осадки. Данные о производительности и росте собираются с испытательных стендов и оцифрованных гербарных записей и используются для моделирования.

Моделирование как инструмент проектирования хорошо зарекомендовало себя в архитектурной и инженерной практике, используется для всего, от анализа дневного света до прогнозирования повреждений конструкций. Дизайн озеленения отстал в результате как сложности живых систем, так и постоянного разделения дизайна и технической практики в ландшафтной архитектуре. Развитие сельскохозяйственных наук и вычислительной техники открывает новые возможности для моделирования роста и выживания растений.

СРЕДСТВА ПО И ДЛЯ ЛАНДШАФТНЫХ АРХИТЕКТОРОВ

Сегодня ландшафты наших городов проектируются и документируются с помощью программного обеспечения, созданного для инженеров и архитекторов. Относительно небольшой рынок ландшафтного программного обеспечения не породил серьезных конкурентов, которые широко использовались бы. Это программное обеспечение предназначено для работы со статическими неживыми компонентами зданий. Чтобы проектировать с растениями, наши инструменты должны отражать их рост и изменения с течением времени, а также взаимодействие друг с другом и окружающей средой.

Доктор Филип Белески ( RMIT ) в 2013 сетовал на то, что« Потенциал вычислительной ландшафтной архитектуры в настоящее время ограничен отсутствием вычислительных методов , которые сосредотачиваются на ландшафтных системах. Точно так же, как архитекторы создали инструменты для моделирования работы структурных, солнечных и тепловых систем, мы должны разработать инструменты, которые активизируют гидрологические, экологические и другие ландшафтные системы в процессе проектирования. Эти инструменты существуют в рамках научных исследований и специализированного программного обеспечения; задача состоит в том, чтобы адаптировать и интегрировать их возможности в программы автоматизированного проектирования, которые уже используют ландшафтные архитекторы ».

В Hassell инструменты, разработанные собственными силами, используются для быстрого создания прототипов и передачи проектов посадок. Возможность быстро изменять составы растений и получать немедленную визуальную обратную связь в режиме реального времени – ценный инструмент для дизайнеров посадок. Точно так же возможность параметрического распределения тысяч заводов позволяет вносить изменения без трудоемкого процесса обновления планов.

БУДУЩЕЕ ПО: ЦИФРОВОЙ ВЫСЕВАЮЩИЙ DESIGN

Применение сложных вычислительных методов к проектированию насаждений – неизведанный рубеж. Точно так же, как Фрэнк Гери, Заха Хадид и Марк Фостер Гейдж создали новую архитектурную эстетику, основанную на вычислениях, мы тоже можем использовать эти инструменты для создания новых ландшафтов, о которых раньше даже не догадывались. Расчетный дизайн посадки не должен ограничиваться эстетикой. Надлежащий отбор и распространение видов растений в искусственных ландшафтах может помочь решить такие проблемы, как нехватка воды, повышение температуры и эффекты городского теплового острова.

Эти новые методы могут изменить нашу практику; однако создание новых инструментов проектирования требует инвестиций, времени и сбора соответствующих данных. Растущий спрос на устойчивость застроенной среды и возросшие вычислительные возможности нового поколения ландшафтных архитекторов и дизайнеров озеленения могут привести к успеху.

Эта статья опубликована в журнале Pro Landscaper Magazine , февраль 2021 г.