2015年12月2日 星期三

Rhino Tutorial - Grasshopper Kangaroo - Springs_Rest Length

文/圖 游秉諭

Kangaroo的電池屬性較一般Grasshopper的電池複雜,變化也較多,因此一顆電池會拆成幾篇解釋。Springs為Kangaroo中相當好上手的電池,主要用來模擬具彈性的物件(比如說彈簧),該電池運作,僅需輸入Line物件,方可執行。

輸入端的Rest Length屬性負責控制彈簧間距的最短距離,雖然在運算時會因為種種設定差異而使其最短距離暫時作用無效,但在Kangaroo運算趨近穩定時,物件將會漸漸符合Rest Length的設定。

假設A、B兩點(間距為100)已組成直線,輸入於Springs中,Rest Length設定為50,在Kangaroo啟動後,物件將因Springs性質緊縮,並在運算趨近穩定時,其物件將不會使其間距低於50。
Springs_Rest Length概念示意圖


Springs_Rest Length範例



Grasshopper



這邊解釋一下架構思維,A、B兩點連成一線,Divde重組成多條直線並導入Springs,而後Kangaroo開始運算,A、B兩點構成的直線將開始緊縮,但最短不會低於50。而後續的部分也相當簡單,僅是點與點之間的數值距離與圓形半徑相互參考罷了,有興趣的人可以參考上圖進行嘗試與修改。

我想應會有人好奇,Rest Length的參數明明是5,但是為何A、B的最短距離為50呢?會有此狀況乃因線段分隔的數量為10,因此當線段數量提升至15時,最短距離將會達到75。

另外補充一點(也是上一篇沒有介紹到的),Kangaroo Physics電池中的Anchor Points,其功能在固定某節點,使其不被撼動,輸入的物件可以真的單純是一個點,也可以是Line、Mesh或Surface中的某一個節點。

以上為一個非常簡單的範本,Kangaroo的運算所佔甚少,但也可以做出一些值得玩味的成果,亦是真正需要精通的部分,筆者建議,對Kangaroo的使用不要拘泥於本身系統,而應多配合Grasshopper的原生電池進行嘗試,方是上策。



如果Grasshopper不夠清楚可下載以下原圖:https://goo.gl/H41lXH

2015年11月28日 星期六

Maya Tutorial- Deformers (Part 01)

文/圖 莊澤光
 
本篇教程在說明如何使用Maya 一系列的Deformer。尤於數量眾多,會將本篇分為兩章來討論。而之後也會慢慢的再繼律更新其內容。原本Maya Deformer應屬於較基礎的應用,但一來Maya Deformer在Maya 2016中有些功能有大幅改變,二來其在建模、設置參數化互動模型上有著直接的幫助,若搭配Rigging的話便能產生十分直觀的參數化互動模型,非常實用:故放在Maya Adv. Tutorial之中。
 
Deformer01- BlendShape
 
此功能原用在動畫的臉部表情變型之上-舉例來講便是建模者建造一基本頭部模型,複製一個後將此模型調整到他想要的表情,之後再用BlendShape便能產生中間連續性的變化。而對設計人而言則可作為過程模型的生成。必須注意的是此功能僅能對應面數相同的多邊型;若不同會產生意料之外的結果。
 
D00
成果示意圖。

2015年11月18日 星期三

Maya Tutorial- Real-time tension mapping


Small trick for Maya Lovers (who’s suffering with rhino & grasshopper)
Real-time compression/tension(stretch) and curvature mapping for early form finding and optimization.




This node from SOuP probably has been used for character modeling with rigged mesh, which are Skeleton or SkinCluster, you can find a lot of tutorial online. But, here we will use nonlinear deform and nCloth as examples easier applied to architecture design and fake some structural optimization.

1st. Install SOuP for Maya
Download line is here http://www.soup-dev.com/tools.htm
Please follow official readme.txt to install, super easy steps. If you cannot find some folders in windows 8, mine is @ C:\Users\damon\Documents\maya\2015-x64\prefs


2nd. Basic Principle
This node works with rest shape and modified shape, which means by comparing the original shape and the shape after deform, this node outputs color mapping result to the geometry. (Any kinds of changing, like nCloth physics, nonlinear deform, rigged, or blendshapes… so on n so 4)

Here we setup a bending mesh using nonlinear deform as first simple example.



Here, in the shading group, you only have to focus on only those highlighted, no need to care other complex connections (which are preset already by software itself)

2015年11月14日 星期六

Maya Tutorial- Maya Particle 粒子模擬

文/圖 莊澤光
 
本篇教程在說明如何使用Maya N Particle,以及將這些不可抓摸的粒子轉為幾何體,以進階利用於建築幾何體之上。本文以Maya2016為基礎,有些部份會與舊版不同,但原理一樣。與Fluid系統類似,但最大的差別是前者須限制一界限範圍,而後者則否。以動畫應用面來講,如果是大體積的流體模擬,使用Fluid會較合適;若是如水柱、噴泉、水花等小體積的流體,則用Particle較合適。此次的教學放在如合利用Particle去取代幾何型體,並利用另一Particle去產生碰撞、融蝕。
 
 

2015年10月30日 星期五

i(s)osurface tutorial in grasshopper



I[s]osurface, as a surface represents points of a constant value, helps us to visualize the intensive properties to extensive space. the concept we introduce to our design to fulfill the obsession of fluid and the aesthetic of dynamic world...


You need: rhino grasshopper millipede weaverbird(optional) & karamba.
需要的pluging: millipede weaverbird(optional) & karamba.

You will learn these via this tutorial:
1. basic idea of isosurface n marching cube. (skip if you already know)
2. how to setup millipede grasshopper for creating isosurface
3. use karamba to analyze the structure from the isosurface
(hmm, yes, millipede also has it own structure analyzing system but dk how it works, anyway...)

1.isosurface和marching cube基本概念
2.用millipede做isosurface
3.用karamba結構分析上述結果

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1st part - basic background knowledge

 

some textbook explanation.    https://en.wikipedia.org/wiki/Marching_cubes

The easiest way to understand is starting from 2-D isoline, which we use on the map to represent the same altitude in 2-D draft.













 



image from http://regentsprep.org

In this field map each point has its own altitude. And isolines connect all of the points on that map that have the same value. (ex, isoline which has altitude 70 go trough the middle 69 & 71)
3-D isosurface has the similar concept using a grid of points in 3D space representing velocity, pressure, temperature, or density in the space. And Isosurface connect the same values according the threshold(isovalue), to simulate and represent the fluid fluid flow (gas or liquid) for scientific study. 
(because we know nature has the tendency to balance difference temperature density).

和二維等高線的概念雷同(在一張地圖中有許多測高點)而等高線則是穿過相同高度的曲線,三維的isosurface則是在三維的點陣中(這些點就像側高點依樣有自己的值,可以是密度,溫度,速度),求得等值曲面, 進而具現化不可見的值以利研究(特別常用在流體力學)。


So, we can build this grid system from zero in native grasshopper, but in this tutorial we will use these components in millipede to help us to simplify the process. (Geometry wrapper & isosurface)
Baciscally the geometry wrapper creates grids of values that can be used in conjunction with the isosurface component that wrap around groups of any type of geometry (points curves surface).

我們可以用原生的grasshopper建立這個系統這裡我們利用millipede來讓日子輕鬆一些。基本上geometry wrapper透過解析度建立三維格點並藉由power跟spread給予力量與衰減,進而輸出相對應的值給isosurface.(所以如果resolution是2的話我們會得到8個值2*2*2 


First we create a box which representing the grid space (also can be scaled), usually we use uni bounding box from geometry(can be group a random points). and inside this component it creates the grid of points according to the resolution and corresponding values. For instance, if the resolution setup to 2, we will get 8 values from output (2*2*2 grid), 4 then 64, and so on and so far. Also each values affected by power and spread. This value goes into the second component isosurface, extract the isosurface from the values controlled by threshold .

here are the explanation of each parameters from offical manual(page 31)
對於這兩個components的詳盡解使可以參考官方說明書
http://www.sawapan.eu/sections/section88_Millipede/files/MillipedeMarch2014.pdf

Example 1. couple points to create metaballs
這裡我們用幾個點來做metaball,當他們靠近時因為marching cube演算法產生漸進曲面 不同於直接布林.
 



we can see the relationship between voronoi.
與voronoi的關係

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okay, enough basic knowledge.
coffee break.

1.make a nice coffee and prepare some tracing paper
2.draw a perfect kickass curve as you're a starchitect

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2nd Part - modeling tool

Base on the concept from previous chapter, here we will try to use a set of curves to create isosurface in between, hence to have something like modeling tool to have more control of this playful geometry. (control points, number of subdivision)

這裡我們將利用分割曲線上的點來生成isosurface,進而取得類似建模工具的更多控制。(如控制點跟分割數)

so import the kickass curve you just draw in rhino and.. (this curve should be 3d.)




with two curves

also you can mirror them twice creating more symmetry geometry
鏡射曲線兩次獲得更對稱形體

some test render

and play with spread value to have more detail (here I use two twisted circle for isosurface)




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3rd Part - Karamba integration

The output from millipede is a mesh, which we can anlaye it as a single shell in Karamba as feed back adjust parameter with millipede in order to get minimal deformation ( or other fitness vaules, finding the best support positions, optimize crossection..etc.).  

這裡我們用karamba來分析millipede的輸出mesh單殼結構, 藉由調整spread, power, isovalue或控制曲線等參數改變形體來取得較低的變形量或其他fitness值(或取得較佳的支撐點或求斷面等等應用)。

more applications can see from
http://www.karamba3d.com/category/examples/














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until next time

D.

2015年10月26日 星期一

Maya Tutorial- Mechanical Nimbus 製作流程

文/圖 莊澤光

這是我在畢業後一週內完成的概念方案(建模大概2-3天);一方面試圖將學校所學化為自身的設計方法,另一方面亦是嘗試開發自己的另一項特色:幽默的批判。於眼尖的朋友可能已經發現,這朵Mechanical Nimbus(機械雨雲)的外型,其實就是一般天氣預報裡"雨天"的圖示。不論外表如何酷炫、多麼數位;其實這就是一件很後現代的作品。而利用雨雲來增高世界知名摩天樓,其實又是另一層的諷刺:一方面隱喻了追求高度的不切實際,另一方面"雨雲落於大樓"的形像,其實是就跟櫻桃小丸子裡臉上的斜線一樣,是一種嘲諷,是以建築的手法去切露一個社會問題。詳情請參照Project部份:http://tarch2011.blogspot.tw/2015/05/mechanical-nimbus-best-proposal-for.html?zx=ad7f843e1864ddfb .

總而言之,這件作品是根基於天氣預報裡"雨天"的圖示最直接的形象轉化;而在設計的過程中其實就是建模的過程,其中並沒有太多關於結構、空間等等實質問題的思考。以下為其流程(以Maya 2016,3d Coat4.1為例)。


Maya Tutorial- Maya Fluid 流體模擬

文/圖 莊澤光
 
本篇教程在說明如何使用Maya Fluid,以及將這些不可抓摸的粒子轉為幾何體,以進階利用於建築幾何體之上。本文以Maya2016為基礎,有些部份會與舊版不同,但原理一樣。
 
 
 
 
D01
首先進入FX面板(請看左上),於 Fluid>3d Container中創建Fluid1.同時於下方將影片禎數調到一定數量.

Rhino Tutorial - Grasshopper Kangaroo - KangarooPhysics基礎使用

文/圖 游秉諭

Kangaroo為Daniel Piker所製做的Grasshopper物理引擎外掛,可以模擬如橡皮筋等物、亦可運算布料或水的動態,甚至摺紙的變化。雖功能與優化不如3Ds MAX的粒子系統,但配合Grasshopper,對於設計的幫助依舊不容小覷。

以下為Kangaroo的核心電池 - Kangaroo Physics ,電池Kangaroo Physics如同一般的Grasshopper電池,左側為輸入端,右側為輸出端。較為特殊的是需要使用Timer來推動與使用Boolean Toggle來當做開關。

2015年8月13日 星期四

Render Tutorial- Introduction to Lumion3d 建築彩現軟體

文/圖 莊澤光 
 
Lumion 3d,一款簡單快速的建築彩現軟體。本身的渲染方式雷同於遊戲引擎(操作亦然),加上大量的內建模組,可讓設計師快速的製作出有一定水平的動畫。但若想要達到仿真效果或如Vray GI等級,恐怕是不可能的事。以下介紹其基本操作與大底介面,以及整個操作流程。 
 

2015年7月4日 星期六

Rhino Tutorial - Rhino Script Basic/ 2002 Serpentine Gallery Pavilion

圖/文  蘇育民

本篇文章為RhinoScript基礎教學,將基本Scripting知識利用案例進行解說。   
此次以Cecil Balmond & Toyo Ito 2002年於英國海德公園的Serpentine Pavilion作為解說範本RhinoScript為Rhino內建的Scripting工具,其語法是基於VB程式語言,相關介紹可於以下網址進行了解,其內容相當詳細,絕對能大大增加基本能力。
筆者於2010年進行畢業設計時開始學習RhinoScript,於2013年於交大建研所"自創生與自我組織"一課更受扎實訓練,其中不外乎每周需寫出一些基本架構(或規則)的內容,與其上網看教學教程,在此更強烈建議若有極大求知慾的同學,不妨將一次設計課的目標直接訂定為使用Script進行設計發展的工具,或是進行操作的方式。(本案例使用的版本為Rhinoceros 5.0 SR11 64Bit)


 D00.
N邊形 運作150次

2015年6月28日 星期日

Rhino Tutorial - 指令 Twist 應用

文/圖 游秉諭

本篇文章為Rhino基礎指令Twist的進階應用,可以簡單幾個步驟做出一些多樣豐富的幾何型體。希望能以此教學作為開端,拋磚引玉。

D00.
此為本次教程的成果。

D01.
先以Cylinder指令創造出桶狀體(高接近250cm),並Explode,之後將上下兩部分給刪除。

D02.
完成上述步驟後,使用Rebuild指令,並用控制點將曲面拉出接近花瓶之形狀。

D03.
為了使Twist可以正常運作,我們需要給予兩個點坐標(即Twist扭轉時的起始點與終點),
因此將花瓶的控制點打開,並用Line繪製出直線。

D04.
Twist需要三個參數條件,即起始點、終點與扭轉的角度,
即為上下兩條線的中點與所想選角的角度,本範例旋轉角度為180度。

D05.
上圖即為Twist完成後的樣子(物件詳情中的結構線密度為4)。

D06.
點選花瓶,使用ExtractWireframe,並留下如上圖的曲線。

D07.
之後在任一曲線上繪製球體,並使用ArrayCrv,每完成一段便將之群組。
(本案例並無每條曲線都使用陣列,藉此提高變化)

D08.
任選其中幾條線段的物件,並使用Scale放大尺度(放大時請以花瓶中心為依據),即完成本次範例。

D09.
Final. 最後效果圖。

2015年6月22日 星期一

Maya Tutorial- Faking Parametric Pattern仿參數化紋理

文/圖 莊澤光
 
這是一篇極短的教程,內容是如何使用MAYA預設功能做出仿參數化漸變的玟理。當年ZAHA早期在尚為深入使用MEL或SCRIPT時,就已能用MAYA做出類似參數化的Pattern;有的是用HISTOTY,有的不排除是用以下方法。此教程極短,但效果不壞;此處試範最簡單的作法。
 
  

2015年6月5日 星期五

Research- Autopoietic & Self-Origanization _ Ant Trial

文/圖  蘇育民

此次作品係在交大建研所一堂"自創生與自我組織"的期末Final,於2013年6月時完成,在這堂課之前所接觸的Programming技術僅有使用Processing進行簡易的畫圖,以及使用Arduino時會用的一些基礎語言,雖然實際上在閒暇時間有時候自己玩玩,但真實有整堂課在學習相關的程式撰寫的內容是從這開始的,或者應該說,這也是啟發之後使用程式語言編成進行設計的一個開端。
這是一個使用Rhino內建的程式編成RhinoScript進行整體的腳本編成,在其中每組各同學都有自己有興趣研究的對象及目標,此方案則是選擇螞蟻的生態模式進行研究。



Figure 6. Imagination 

2015年5月30日 星期六

Research- Mechanical Nimbus- heightening your skyscraper.

 文/圖 莊澤光

這是我在畢業後一週內完成的概念方案;一方面試圖將學校所學化為自身的設計方法,另一方面亦是嘗試開發自己的另一項特色:幽默的批判。於研究所設計的最後評圖裡,我使用賴彥吉的漫畫+偽記錄片動畫而搏得了滿堂喝采,因此感到自身有"搞笑"方面的可能性。
眼尖的朋友可能已經發現,這朵Mechanical Nimbus(機械雨雲)的外型,其實就是一般天氣預報裡"雨天"的圖示。不論外表如何酷炫、多麼數位;其實這就是一件很後現代的作品。而利用雨雲來增高世界知名摩天樓,其實又是另一層的諷刺:一方面隱喻了追求高度的不切實際,另一方面"雨雲落於大樓"的形像,其實是就跟櫻桃小丸子裡臉上的斜線一樣,是一種嘲諷。
除去直接的搞笑與形象上的暗示,這件作品背後其實想探討兩件事。從表現法上來看,在五天內完成的這作品已有一定程度,但設計內容卻全非如此-沒有實際的機能、不可信的結構等等,其實這就是一件3d Collage。這或多少揭露出當代建築的共同病徵;為求"快速"與"精準",舉凡現代競圖或學生作品集,無不是大量壓縮後的資訊;僅列出最具吸引力的Rendering與Diagram即足以參與學生競圖、粗略畫一下平面便可以進入第一階段。而這種壓縮的結果;不單是內容接近空洞,亦使得建築學主體"空間語彙"上變相貧乏- 我認為最近的赫爾辛基古根漢競圖就是最典型的例子。
而第二者便是"大量資訊構築的真實"。現代建築設計裡,常藉由大量的圖像、數據、文字去構築一個(偽)真實- 學生畢業設計是一個很好的例子。這個方案亦相同: 藉由表現法、漫畫、虛構對白等等去構築一個偽造世界(這件可能資訊量還不夠;這想法其實來自臺灣知名惡搞NBA漫畫ALT)。這其實是很難以探討其中對錯的:一來所謂建築設計本就與全然工程實踐有所不同,因此我們可將這些紙上方案視為"新建築的實驗;但另一方面這些方案藉由使用其它領域的知識背景,搭配搭大量數據、視覺化分析圖與表現圖,它們已從原本的虛假變成了另外一個"真實"。這不單只是建築設計的現像,亦是現今網路新聞中常見的現象
總而言之這就是我嘗試獨立後的第一件作品了: 在挑戰時間、速度、想法等等多方面因素完成的第一個方案。未來除了希望在設計手法上與表現媒材上更加成熟外;關於敘述的文本亦希望能更配合設計圖面,達到精準、有趣、切題的目標。
http://chekuangchuang.blogspot.co.at/2015/04/mechanical-nimbus-best-proposal-for.html




2015年5月25日 星期一

Sharing: Maya Basic Tutorial



本篇文章為整理T-Arch Lab FB社團上的MAYA基本教程資料:於此的教程皆為網路上搜集匯整的MAYA基本教程,其版權為原作者所有。此處只是將資料整理分類方便設計人學習。

Sharing: Rhino Basic Tutorial



本篇文章為整理T-Arch Lab FB社團上的Rhino基本教程資料:於此的教程皆為網路上搜集匯整的Rhino基本教程,其版權為原作者所有。此處只是將資料整理分類方便設計人學習。

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T-Arch Lab 是一個分享參數化設計案例、數位工具教學、 當代建築思潮與競圖資訊的平臺;於此平臺上我們分享建構從最開始的Form Finding以到後期的後製、包裝甚或是施工整合的所有程序教學,供建築人持續燃燒設計能量與追逐夢想的同時,亦能不斷強化自己實質面上的能力與技術。目前多由臺北科大2011年級建築系畢業生所組成,但我們亦希望於與建築人的交流中找到志同道合的伙伴,一起嘗試些不同於學界、業界的先鋒建築實驗!!

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