Rhinoceros a architektura
Rhinoceros je nepostradatelný nástroj pro architekty. Nabízí nejen pokročilé nástroje pro 3D modelování a vizualizaci, ale také podporuje integraci s širokým spektrem technologií. Jeho schopnosti umožňují architektům převádět kreativní koncepty do technic
Rhinoceros v architektuře, inženýrství a stavitelství
Rhinoceros představuje významný nástroj, který architektům a stavařům umožňuje převést jejich kreativní vize do přesných a hlavně vyrobitelných 3D modelů. Díky svým pokročilým schopnostem modelování a široké škále nástrojů pomáhá Rhino architektům vytvářet inovativní a technicky náročné návrhy. V této části se podíváme na klíčové funkce Rhina, které ho činí neocenitelným nástrojem pro moderní architekturu.
Masaryčka - bližší info o projektu zde, Zaha Hadid Architects, zdroj: masarycka.com
Pokročilé modelování a vizuální prezentace
- Detailní a přesné modely: Rhino umožňuje architektům vytvářet vysoce detailní modely budov a architektonických konstrukcí, což je nezbytné pro přesnou realizaci návrhů. Specializované nástroje (například VIsualARQ nebo Lands Design) pak doplňují Rhino o typické parametrické nástroje pro architektonický návrh interiéru, exteriéru i krajiny.
- Flexibilní nástroje pro vizuální prezentaci: Rhino nabízí širokou škálu nástrojů pro vizualizaci, což umožňuje architektům prezentovat své návrhy v atraktivní a realistické podobě. Asi nejvíce používaný je vizualizační modul V-Ray, který je prakticky světovým standardem pro architektonickou vizualizaci.
Heydar Aliyev Centre, Zaha Hadid Architects
Inovace v designu
- Parametrické modelování s Grasshopperem: Grasshopper, modul pro vizuální programování, integrovaný v Rhinu, umožňuje architektům a stavařům vytvářet složité a parametrické návrhy s vysokou mírou kontroly a přizpůsobení.
- Experimentování s formou a strukturou: Rhino poskytuje prostředky pro experimentování s různými formami a strukturami, což je klíčové pro inovativní architektonický design.
Morpheus Hotel and Resort, Zaha Hadid Architects
Spolupráce a integrace
- Kompatibilita s dalšími CADovými nástroji: žádný architekt nežije na pustém ostrově a téměř nikdo nepoužívá k práci jeden jediný nástroj. Tvůrci Rhina to dobře ví a proto se Rhino snadno integruje s dalšími CAD a BIM nástroji, což je zásadní pro spolupráci v multidisciplinárních týmech a projektech. Rhino se nikdy nebude tvářit jako náhrada vašich dosavadních nástrojů - je to šikovný doplněk a pomocník, který si rozumí s ostatními a zastane to, co jiné programy nedokážou.
- Podpora pro 3D tisk a výrobu prototypů: Rhino je kompatibilní s technologiemi 3D tisku, což umožňuje architektům snadno vytvářet fyzické modely digitálních návrhů. Rhino si ale rozumí i s tradičními postupy výroby prototypů jako je CNC frézování nebo řezání.
Rhinoceros a architektura: živý organizmus s duší umělce, srdcem designéra a mozkem inženýra
Rhinoceros s integrovanou parametrickou nadstavbou Grasshopper je robustní 3D modelář pro architekturu, strojírenství, kusovou i sériovou výrobu a stavebnictví.
Rhino zvyšuje schopnost týmu realizovat kreativní stavební formy. Nejste přitom omezeni na jednoduché geometrické tvary, naopak - s Rhinem můžete popustit uzdu své fantazii a můžete začít zkoumat ty nejodvážnější organické útvary.
Rhino se hojně využívá pro volné tvary zastřešení, parametrické fasády, opakující se komponenty, univerzální tvary nebo složité konstrukce.
Rhino je jedním z nejlepších nástrojů pro zkoumání a vývoj široké škály řešení pro každou fázi procesu.
"Podmínkou pro návrh, vývoj a realizaci komplexní morfologie pavilonu je uzavřená digitální informační smyčka mezi modelem projektu, simulacemi konečných prvků a počítačovým numerickým řízením stroje. Tvarové řešení a konstrukční návrh jsou úzce propojeny."
- Univerzita ve Stuttgartu
Ing. Jaroslav Baron - nezávislý 3D modelář a designer
V Rhinu modeluji opravdu rád, protože mi poskytuje maximální možnou míru svobody.
Jako freelancer spolupracuji s designéry, architekty, projektanty a konstruktéry. Každý projekt nebo obor, ve kterém pracuji, vyžaduje trochu jiné modelovací postupy a očekává jiné výsledky. V Rhinu mohu modelovat nejen v nurbs plochách, ale také v polygonech a subdivision plochách. Nemusím tedy používat více různých programů, vše vyřeším v Rhinu a tyto postupy mohu výhodně kombinovat.
V Rhinu je možné jednotlivé úlohy automatizovat nebo propojit Rhino s ostatními programy. Díky Rhinoscriptu mohu propojit Rhino s Excelem, což hojně využívám při podpoře projektování a výstavby mostů. Z Rhina exportuji do Excelu vytyčovací souřadnice a zpět načítám zaměření skutečného provedení staveb pro následné vyhodnocení. Součástí Rhina je také programovací modul Grasshopper. Skriptování v Grasshopperu je relativně jednoduché a v současné době velmi populární. Používám jej pro parametrické modelování vizuálně a graficky složitých a netradičních kreací designérů. Ale také pro jednoduchou automatizaci opakujících se úloh.
V Rhinu modeluji asi 20 let, začínal jsem na verzi 3 a s potěšením sleduji, jak se Rhino verzi od verze zlepšuje a umožňuje mi nové modelovací postupy. Zároveň jsem rád, že vývoj není příliš překotný a není vytvářena každý rok nová verze jen proto, aby byla. Vyhovuje mi cenová politika, která mě jako freelancera nenutí se zavazovat k ročním platbám.
Rhino je skvělým parťákem pro mé nezávislé podnikání, se kterým hravě vyřeším jakýkoliv požadavek mých klientů.
Nástroje pro parametrický návrh
Rhino je jedním z nejlepších nástrojů pro zkoumání a vývoj široké škály řešení. Rhino ve spojení s Grasshopperem představuje ideální sadu nástrojů pro generování dynamických souvisejících geometrií, jako jsou plochy NURBS, sítě a modely těles.
Grasshopper dokáže podporovat sofistikované dynamické modely používané ke zkoumání konstrukčních řešení. Díky dodatečným informacím, které dokáže Grasshopper generovat, se můžete dostat mnohem dále, než bylo dosud možné navrhovat nebo vyrábět.
- Vytvářejte parametrické systémy pro zkoumání konstrukčního řešení.
- Vizualizujte změny v reálném čase.
- Integrujte inteligentní datové sady v rámci procesu návrhu.
- Optimalizace tvarových a organizačních topologií pomocí analytiky.
- Filtrování a konfigurace široké škály informací pro informování o návrhu.
- Umožnění integrace různých formátů souborů v rámci koordinovaného procesu.
Parametrická architektura, parametrický design, computational design... cože?
Parametrický design je velkým tématem posledních let, hodně lidí o něm mluví a ještě víc lidí po něm s představou něčeho tajemného a složitého jenom nejistě pokukuje. Pokud se chcete do této problematiky rychle ponořit a pochopit o co vlastně jde, doporučujeme shlédnout tuto skvělou přednášku Petra Vacka, která se konala v roce 2022 v prostorách Průša Labu. Mimochodem Petr Vacek je dlouholetým uživatelem Rhina a Grasshopperu a rozhodně se podívejte na jeho projekty Reflexe, Fluidum nebo JoySeat.
Takže co to tedy je ten parametrický design? Parametrický design je vlastně... ale ne, lépe než Petr Vacek vám to asi nevysvětlíme, takže předáváme slovo do pražského studia:
Inženýrská analýza a simulace
Rhino a Grasshopper mají bohatý ekosystém zásuvných modulů, které běží uvnitř Rhina a umožňují včasnou analýzu a simulaci vašich návrhů.
Pomocí integrovaných zásuvných modulů nebo skriptů můžete rychle analyzovat nápady. Jak návrh postupuje, použijte geometrii k řízení tradičnějších analytických nástrojů, které již používáte.
- Analýza počasí, životního prostředí a energie pro konkrétní místo.
- Analýza denního osvětlení exteriérů a vnitřních prostor.
- Konstrukční analýza kompatibilní s mnoha populárními balíčky.
- Analýza cest pro chodce a únikových cest.
- Konfigurace a měřítka prostorů.
- Analýza trojrozměrných pohledů.
Hangzhou Sports Park, Čína. Architekti: NBBJ a CCDI.
King Abdul-Aziz Tower, Dhahran, Saudská Arábie. Architekt: Snøhetta. Případová studie použitých výpočetních nástrojů
Příklady modulů pro analýzu a simulaci
Rhinoceros (případně jeho nadstavba pro vizuální parametrické programování Grasshopper), který se dá rozšířit o pluginy pro MKP analýzu, tedy analýzu metodou konečných prvků. Tyto pluginy umožňují uživatelům provádět komplexní analýzy přímo v prostředí Rhina, čímž se zefektivňuje proces návrhu a vývoje, protože uživatel není nucen opouštět své modelovací prostředí a exportovat data do jiného programu. Podívejme se na některé zajímavé možnosti analýzy modelů v Rhinu.
Karamba3D pro Grasshopper
Karamba je interaktivní MKP zásuvný modul pro Grasshopper, který je často využíván architekty pro analýzy a optimalizace konstrukcí.
Živé propojení Rhino/Grasshopper - Tekla Structures
Komponenta Grasshopperu pro Tekla Structures umožňuje uživatelům Tekly využívat výhody vizuálního skriptování, i když skripty nevytvářejí sami. Zároveň je to výkonný způsob, jak vytvářet nové typy komponent pro Tekla Structures pomocí vizuálního skriptování.
Vlastní komponenta Tekla je inteligentní typ objektu, který lze použít pro spoje, výztuže a další detaily i pro větší parametrické objekty, jako jsou sendvičové stěny nebo schodiště. Komponenta v Tekle vypadá a chová se jako tradiční vlastní komponenta, ale logiku zajišťuje definice Grasshopperu, která vytváří objekty v Tekla Structures pomocí Rhino.Inside.
Živé propojení Rhino / Grasshopper - SOFiSTiK
Rozhraní s Rhinem a Grasshopper otevírá dveře pro definici plně parametrických analytických modelů jakéhokoli geometrického tvaru. V kombinaci s výkonnými možnostmi generování sítí v softwaru SOFiSTiK je rozhraní Rhino/Grasshopper dokonalým doplňkem pro analýzu složitých 3D geometrických tvarů.
Rozhraní poskytuje přístup k rozsáhlé sadě nástrojů Rhina a Grasshopperu a umožňují propojit pracovní postupy konstrukční analýzy s dalšími pracovními postupy.
Příklad spolupráce Rhina/Grasshopperu s programy Tekla Structures a SOFiSTiK uvidíte na následujícím dvoudílném videu:
TRmesh a TRfem
TRmesh je zásuvný modul pro Rhino, který slouží k robustnímu a výkonnému generování objemových čtyřstěnných (tetraedrických) sítí, známých také jako nestrukturované sítě. Od ostatních mesherů se liší tím, že je přímo založen na API rozhraní Rhina. To mu umožňuje být extrémně rychlý a flexibilní, protože provádí přímé dotazy na vzdálenost a zcela vynechává mezikrok síťování polygonových trojúhelníků/obdélníků plochy.
TRfem je 3D řešič přenosu tepla pro analýzu energetické náročnosti budov a udržitelnosti. Čtyřstěnnou síť lze zadat ručně nebo ji lze získat z TRmesh.
Webinář o pluginech TRmesh a TRfem s jeho autorem Mathiasem Fuchsem:
Mathias Fuchs, autor modulů TRmesh a TRfem, mimo jiné pracoval několik let ve firmě Zaha Hadid Architects, kde vedl výzkumnou skupinu CODE.
Stovky zásuvných modulů pro architekturu
Pokud hledáte specializované nástroje nejen pro architekturu, rozhodně se mrkněte na food4rhino. Na této stránce najdete stovky zásuvných modulů pro Rhino a Grasshopper.
www.food4rhino.com
Najdete tam i různé neobvyklé a specializované pluginy jako třeba Parking Solver pro interaktivní návrh parkovacích ploch ...
... nebo Chameleon pro urbanistickou analýzu ...
... a mraky dalších architektonických pluginů pro Rhinoceros a Grasshopper. Většina je zdarma nebo za rozumný poplatek.
Popovídejte si s AI... a nechte si i něco nakreslit
AI (umělá inteligence) je velké téma posledních měsíců a vyjádřil se k ní už snad úplně každý, kdo umí zapnout počítač. AI zatím není ve fázi, kdy by "brala architektům práci", ale je bezpochyby nástrojem, který by ve vašem kreativním šuplíku rozhodně neměl chybět. Někdo prohlásil, že 20 dolarů měsíčně za ChatGPT4 (včetně generátoru obrázků DALL-E3, který sami pravidelně využíváme) byla jeho nejlepší investice v životě - a my mu musíme dát za pravdu. Ne, opravdu to není nástroj, který za vás bude vymýšlet a konstruovat (alespoň prozatím). Pokud se budeme bavit o generování obrázků, má zatím spoustu chyb a nedokonalostí, které na první pohled odhalí i laik. Je ale pravda, že tyto chyby dokáže částečně maskovat tím, že obrázky mají atmosféru a styl. Zkusili jsme vygenerovat pár "fotek" na základě záměrně naivního a tématem promptingu nedotčeného zadání "Vytvoř fotorealistickou vizualizaci obývacího pokoje, světlý nábytek, styl skandinávský, prosvětlený interiér, na horách. V interiéru bude krb a skandinávská pohovka. Je ráno, vychází Slunce". Pak jsme v dalších obrázcích prompty mírně upravovali - přidali jsme sedlovou střechu, uzavřeli štítovou zeď, pustili světlo oknem zleva... Co na tyto obrázky říkáte? Ano, můžeme se smát stromu vyrůstajícími z lampy na prvním obrázku, zaslepenému střešnímu oknu na třetím obrázku či lampám občas levitujícím volně v prostoru. Ale u svatého nosorožce, uvědomte si, že tyto obrázky se počítaly tak deset sekund. Prohlédněte si textury dřeva, spáry, měkké stíny, relativně složité objekty... kolik hodin byste takový obrázek texturovali a ladili třeba ve V-Rayi?
Nechápejte nás špatně, AI nebereme jako nástroj, který za vás odvede veškerou práci. Zatím má mnoho neduhů, například to že výsledky nejsou opakovatelné, jsou často nekonzistentní - na stejný prompt obdržíte pokaždé jiný výsledek. AI musíte vnímat spíš jako kreativně nadaného kámoše a rádce, který vás může zahrnovat spoustou nápadů, ze kterých si pak už sami vyberete těch pár zajímavých. AI je perfektní tehdy, když sedíte nad prázdným papírem (nebo scénou či textovým souborem) a nevíte, jak začít. A hlavně - neustále se vzdělávejte a sledujte, co je kolem AI nového. I tento text totiž bude za pár týdnů zoufale zastaralý a neaktuální...
A co ještě DALL-E3 dokáže? Podívejte se na pár našich dalších experimentů. Záměrně k jednotlivým obrázkům neuvádíme konkrétní prompty, stejně byste s nimi dostali úplně jiné obrázky. Prostě napište, co chcete vidět. Popište to co nejkonkrétněji, specifikujte i styl obrázku. Má to být fotorealistická vizualizace, expresivní architektonická skica tužkou nebo náčrtek perem na zmuchlaném ubrousku? Nelezte do králičí nory AI youtuberů a prompt engineeringu, nehltejte nervózně novinky a nepropadejte FOMO - tedy strachu, že vám něco uteče. Ale stejně tak nebagatelizujte AI jako "módu, která zase rychle přejde". Tou byly svého času i LCD monitory a mobilní telefony, pamatujete? Udělejte si z AI kreativního parťáka, kterého se můžete kdykoliv zeptat na radu a požádat o rychlou inspiraci.
BIM a dokumentace
Spolu s různými zásuvnými moduly se Rhino integruje s pracovním postupem BIM (Building Information Modeling). Pomocí funkcí Rhina můžete propojit geometrii a data objektů s modely BIM. Zásuvné moduly také podporují import a export pomocí formátu souborů IFC pro výměnu modelů Rhino s jinými aplikacemi AEC.
- Rhino.Inside.Revit přináší možnosti programů Rhino a Grasshopper do prostředí Autodesk Revit®.
- Přímá integrace s ArchiCADem prostřednictvím sady nástrojů Rhino-Archicad.
- Využití funkcí FlexibleBIM® v zásuvném modulu VisualARQ k propojení geometrie a objektových dat.
- Pomocí zásuvných modulů můžete vyměňovat objekty BIM přímo do pracovního postupu.
- Integrujte inteligentní datové sady s modely BIM.
- Řiďte další aplikace BIM pomocí definic Grasshopperu.
- Manipulujte s daty a převádějte data BIM z jednoho produktu do druhého.
Vizualizace a animace
Rhino je skvělý nástroj pro vizualizaci návrhů, od ilustrací až po fotorealistické rendery. Rhino slouží jako hostitelská aplikace mnoha populárních renderovacích a animačních zásuvných modulů. Modely Rhino lze také používat se sestavami rozšířené reality.
- Prvotřídní renderování ve V-Rayi pomocí integrovaného zásuvného modulu.
- Pokročilé zobrazení OpenGL pro vykreslování v reálném čase.
- Několik ilustračních režimů zobrazení.
- Integrované zásuvné moduly pro oblíbené systémy rozšířené reality.
- Vytvářejte 3D obrázky pro ilustrovanou grafiku.
- Více rozvržení zobrazení.
- Spolupráce s populárními grafickými produkty pro výstup.
Modelování volných tvarů
Rhino vám umožní vytvořit jakýkoliv myslitelný tvar.
Nabízí lehkost, volnost a přesnost tvorby složitých organických konstrukcí a tvarů.
Multipotrubí - takto složitý SubD objekt vytvoříte z křivek na jedno kliknutí. Ve svém modelu můžete kombinovat všechny typy geometrie - lomené čáry, křivky, 3D body, polygonové sítě, NURBS plochy a tělesa i SubD plochy.
Kombinujte statické modely Rhina i dynamicky generované objekty pomocí Grasshopperu. Nenechte se omezovat předdefinovanými prvky a strohými tvary, které vám nabízí váš současný software.
Vizuální programování v Grasshoperu totiž otevře stavidla vaší představivosti. Navrhujte, hrejte si, experimentujte, učte se a nechejte se fascinovat - probuďte v sobě dřímající, dříve netušenou hravost a kreativitu.
Parametrické vizuální programování v Grasshopperu se stává novou gramotností každého designéra či inženýra, který se chce neustále rozvíjet a získávat nové znalosti. Navrhujte chytře a méně pracně.
Místo zdlouhavého modelování ... a přemodelovávání... a přemodelovávání... můžete vše řídit jednoduše parametricky a v reálném čase.
Heydar Aliyev Centre, Zaha Hadid Architects
V Rhinu můžete modelovat budovy běžných tvarů jako v jakémkoliv stavebním CADu, pravá síla Rhina ale leží jinde - ve volných, organicky hladkých formách. Podívejme se na pár zajímavých příkazů, které se vymykají běžné CADové tvorbě.
Plynulý přechod mezi plochami
Mezi křivkami i plochami lze vytvářet hladké přechody s řízenou spojitostí G0 až G4.
Generování složitých tvarů z křivek
Na základě křivek vygeneruje Rhino automaticky složité organické SubD plochy vhodné pro další zpracování - například pro 3D tisk.
Deformace podle křivek a ploch
Libovolně komplexní objekty (křivky, polygony, plochy, tělesa i SubD) lze volně deformovat podle jiných páteřních křivek a ploch.
Z hranata do kulata
Zajímavou funkcí či postupem je převod existující "hranaté" geometrie na oblou pomocí příkazu QuadRemesh. V podstatě vám stačí zamýšlený organický tvar nahrubo "nahodit" v tělesech a poté jej tímto příkazem převést na hladké a plynule editovatelné SubD plochy. A pak už si můžete jenom hrát...
Rhinoceros není jen další nudný CAD. Rhino je skvělý program s duší umělce a mozkem technika.
A s tou nejlepší komunitou uživatelů, jako si dovedete představit.
Navštivte náš YouTube kanál 3DAkademie
Najdete zde desítky videí s postupy, tipy a triky pro Rhino a jeho zásuvné moduly. Vše v češtině, jednoduše, srozumitelně a zcela zdarma.
Odbírejte náš kanál 3DAkademie a učte se Rhino svým vlastním tempem!
