Theory of architecture

ПРОБЛЕМЫ АРХИТЕКТУРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В УСЛОВИЯХ РАЗВИТИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Abstract

Сегодня в большинстве случаев роль компьютера скорее связана с его использованием в качестве «подручного» инструмента, который предлагает удобные формы визуализации проектируемых объектов, моделирования, архивации, размножения и др. Однако тенденция быстрого и интенсивного внедрения компьютера во все сферы проектирования убеждает в том, что машины становятся все «умней» и архитектор вынужден будет изменить отношение к компьютерным системам настолько, что это заставит переосмыслить и изменить роль архитектора-человека в процессах проектирования и строительства объектов искусственного окружения. В связи с этим становятся актуальны вопросы: как архитектор-проектировщик может манипулировать геометрическими формами, опираясь на формальные методы описания строения архитектурных объектов и строить свои взаимоотношения с компьютером, сохраняя свою творческую позицию художника.

Развитие проектных систем CAD предполагает использование математических инструментов описания и оперирования с двухмерной и трехмерной геометрией архитектурной формы. Такого рода описания осуществляются на разных компьютерных языках, но проблема заключается в решении вопросов формализации сущностных свойств архитектурного феномена. Именно этой стороне обсуждаемой проблемы и посвящена данная статья.

Вычислительная техника – хорошее подспорье человеку в рутинной работе. Относится ли к такой работе архитектурная деятельность? Видимо в любой, даже самой творческой деятельности, есть место для формальных операций, которые обычно не влияют на творческие процессы, но определяют условиях их проявления. Чтобы спроектировать здание архитектор сталкивается с трудоемкой, рутинной и кропотливой предварительной работой по формулированию задания, сбору информации по опыту проектных аналогов и т.д., изучению исходных условий, анализу контекстного окружения, вариантности решения поставленных задач. Существуют утилитарные проектные процедуры создания инженерных объектов, привязки готовых объектов, их варьирование и тиражирование, которые являются в достаточной мере формальны.

Говоря о компьютерном проектировании, следует прежде всего помнить, что компьютер – создание бездушное. Кр. Александер, обсуждая вопросы использования компьютера в профессиональной архитектурной деятельности, высказал следующее суждение: «Компьютер по существу является огромной армией клерков, вооруженных руководствами, карандашами и бумагой, все они бестолковы и совершенно безынициативны, но способны выполнить миллионы строго и однозначно сформулированных операций. Обсуждая то, как компьютер может быть использован в архитектурном проектировании, мы должны прежде всего спросить себя о том, какие именно проблемы в проектировании мы можем доверить решать такой армии клерков … и тогда станет понятно, что таких проблем очень немного»¹. Видимо многие согласятся с мнением известного архитектора. Таких проблем действительно немного, особенно, среди относящихся к сфере творчества. Однако проектировщики вынуждены выполнять много трудоемкой рутинной работы и, вероятно, без сожаления передали бы ее «армии клерков». Компьютер не понимает композиционных нюансов, намеков, метафор и т.д. Мышления, как такового, в компьютере не происходит. Алгоритм синтеза архитектурной формы может быть представлен как композиция трех процессов: анализ входного задания по проектированию объекта в терминах структур «входного языка», преобразование этой структуры в аналогичную структуру «выходного языка» и затем синтез «выходного» объекта по полученной структуре. Проблемой является возможность разработки такого рода формальных языков

Современное развитие технологий создания виртуальной реальности благодаря цифровой технике убеждает нас в невероятных возможностях гипостазирования², когда мы не способны определить с уверенностью, что воспринимаемое изображение является реально существующим, или же всего лишь виртуальной иллюзией, миражом. Уровень создаваемых на экране иллюзий современного кинематографа убеждает в том, что это лишь начало процесса сотворения не только особой антропогенной среды, но и нового мира – нереального, виртуального, где все происходит по другим законам, которые могут и противоречить реальным.

Нельзя недооценивать возможностей современного уровня компьютерного моделирования и особенно тех его направления, которые на базе бурно развивающихся компьютерных технологий начинают опережать физиологические способности человека по адаптации ранее незнакомых и неестественных пространственных ощущений. Человечество пережило с бурными психическими реакциями кинематографические изобретения начала 20-го века. Первые фильмы братьев Люмьер, демонстрирующие прибытие поезда на вокзал, заставили людей в панике покидать кинозалы. Это был для них психический шок, вызванный столкновением с ранее неведомыми ощущениями. Предстоящие испытания по погружению в полную иллюзию псевдореальной пространственной среды для человека может стать очередным "ящиком Пандоры" наравне с первыми испытаниями ядерной бомбы, распространением генетически преобразованных семян и продуктов питания, изобретением новых вирусов и вмешательством в генетические структуры живых организмов. Все это люди совершают, до конца не осознавая серьезности и опасности последствий³.

По мнению специалистов, изучающих проблемы виртуальной реальности, последняя в значительной степени обязана своим появлением «маргинальным» культурам – научной фантастике, киберпанку, хакерской культуре и другим. Кинематография первой стала масштабно разрабатывать сценарии будущего развития жилой среды людей, преимущественно малопривлекательного характера⁴. Попытки осознать проблемы будущего занимают современных философов-футурологов всего мира⁵.

Достоинства компьютерного проектирования заключаются в высокой скорости, низкой стоимости, доступности программного обеспечения, универсальности и конвертируемой форматности результатов, в возможности использования сетевых ресурсов коллективного единовременного проектирования.

Постановка компьютеру некорректных задач подчас создает впечатление, что таким образом люди борются с собственными комплексами и пытаются себе доказать, что они умнее компьютера.

Компьютерные технологии послужили основой формирования новой электронной культуры, которая пришла на смену печатной, чертежной, рукодельной. Процесс работы с документами и информацией значительно упростился и ускорился. Частью этой новой культуры являются и программы компьютерного проектирования, в том числе и архитектурного. Сегодня сложилось большое семейство программ компьютерного обеспечения архитектурного проектирования – CAAD⁶.

Многие архитекторы говорят об ухудшении качества архитектуры и о том, что это связано с легкодоступностью компьютерных инструментов и их возможностями. Нельзя оспорить тот факт, что общество получает и определенные преимущества, используя современные технологии: более свободный доступ к большому количеству информации, ускоренное развитие различных сфер человеческой жизнедеятельности, облегчение процесса общения. Так или иначе, изменения во многих сферах человеческой деятельности неизбежны и, в том числе, в сфере архитектурной профессии. Для того, чтобы существовать в мире с этим миром, мы должны адаптироваться к этим изменениям.

Во всех областях знаний, которые в совокупности определяют архитектурную науку, имеются направления исследований по разным основаниям. По целям деятельности можно выделить: фундаментальные исследования, выясняющие каковы факты есть на самом деле; нормативные построения, устанавливающие правила, которым нужно следовать при осуществлении проектной, образовательной, научной и строительной деятельности; и концептуальные разработки, в результате которых формируются новые архитектурные системы, стилистические концепции, градостроительные парадигмы и т.д. Среди последних следует особо выделить, с одной стороны, деятельность по созданию проектных архитектурных механизмов, а с другой стороны — архитектурную дидактику. Именно дидактика определяет механизмы передачи и усвоения профессиональных знаний, навыков и умений, формирует убеждения, совершенствует методы и организационные формы обучения. Эта сфера профессиональной подготовки будущих специалистов сегодня остро нуждается в формировании новых методологий обучения, основанных на современных технологиях технического и информационного планов.

Основное свойство практического проектирования заключается в использовании соответствующих методологий, позволяющих отслеживать причинно-следственные связи, использовать накопленные ранее профессиональные знания, порождать и накапливать новые знания. Современные требования, связанные с сокращением сроков и стоимости проектирования, повторным использованием накопленных приемов при проектировании новых архитектурных объектов, обусловливают необходимость выработки новых методологий проектирования.

Современные системы архитектурного проектирования за рубежом уже давно не являются системами только трехмерного проектирования. Важнейшим фактором, определяющим успешное решение практических задач, является использование соответствующих методологий, позволяющих отслеживать причинно-следственные связи, использовать накопленные ранее знания, отслеживать и хранить новые.

 Реализация современных требований сокращения сроков и стоимости проектирования, повторного использования накопленной проектной информации при проектировании новых объектов, обеспечение необходимой информационной поддержкой проекта на протяжении всего жизненного цикла сооружения невозможно без применения специальных методологий проектирования. Такие методологии должны учитывать то, что на разных этапах жизненного цикла требуются разные представления данных о проекте, и при этом значительную актуальность приобретает требование соблюдения целостности данных не только инженерного, но и архитектурно-планировочного характера и, в частности, сохранения структуры всех причинно-следственных связей их появления и функционирования.

Сегодня технические возможности и программное обеспечение компьютеров уже набрали уровень качества, необходимый для обеспечения проектирования в режиме сложного 3D моделирования. Но современное архитектурное проектирование не готово к переходу на пути новых проектных методологий, и эта неготовность обусловлена недостаточностью научных разработок естественно-научного характера именно в отношении архитектурного феномена. Многие передовые архитектурные группы предпринимают самостоятельные поиски более передовых архитектурных проектных методов. Примечателен опыт проектирования такого передового американского мастера современной архитектуры как Фрэнк Герри. Ему принадлежит наиболее успешный опыт архитектурного проектирования в программах, ориентированных на решение задач в других областях. Им была использована программа CATIA⁷, благодаря которой он оцифровывал результаты пространственного сканирования макетов, а затем, после работы в программе, вновь создавал реальные макеты с помощью 3-мерных принтеров.

 Процедура создания модели, ее оцифровка и ввод в компьютер, последующий вывод из виртуальной среды в реальную, работа с реальной моделью и последующее возвращение в компьютерную среду – такая процедура многократного переформатирования объекта проектирования говорит о несовершенстве проектного метода и необходимости соответствующих фундаментальных исследований в этой области.

Сегодня мы живем в условиях технологической цивилизации. Множество проблем – от увеличения продолжительности жизни до заполнения досуга – решаются с помощью технических средств. Они часто создают иллюзию решения задачи там, где его на самом деле нет. К примеру, у инженеров иногда возникают иллюзии того, что они и сами способны создавать полноценные архитектурные объекты, не «заморачивая» себе голову «композиционными приемами художественной выразительности» и пространственными морфотипами архитектурного формообразования. Компьютер, благодаря разработке программ алгоритмического твердотельного моделирования виртуальных геометрических форм, только усиливает эту иллюзию самодостаточности. Но за границами такой методики остается невостребованной вся культура предшествующего опыта формирования человеком своего окружения. Как эту культуру ввести в новые приемы и методы профессиональной деятельности – сегодня никто не знает.

Для современного этапа развития науки характерно, что вопросы, которые уже решены в одних областях, в других еще не ставились. Связано это с тем, что в разных научных дисциплинах было разное количество прикладных задач, и, соответственно, различные усилия вкладывались в их разработку. Архитектурное проектирование отстает от инженерного, где уже произошли существенные сдвиги, открыты новые сферы соответствующей профессиональной деятельности – системотехника строительства, машиностроения, приборостроения и т.д. Архитектурной сфере проектирования не избежать в ближайшем будущем перехода на новые проектные методологии. Потребуется выработка новых принципов и методов, отличающихся тем, что они будут построены на результатах современных прикладных разработок и исследовании научных основ проектирования, построения и функционирования интегрированных интерактивных комплексов анализа и синтеза архитектурно-пространственных систем, связанных с ней конструктивной, технологической и иной документации. Залогом решения таких задач станет совершенствование процессов проектирования на основе широкого использования средств вычислительной техники, информационных технологий и вычислительных сетей. Будут разработаны принципиально новые методы и средства взаимодействия «проектировщик-компьютер», основанные на новых интерфейсах.

 Сегодня компьютеры пока слабы и узко специализированы, но уже выше человеческого уровня по ряду операций. Происходит усиление интеллекта, и уже становятся невозможны некоторые проектные процессы без программно-аппаратных комплексов разработки проектирования.

Несмотря на утверждение такого авторитета в области предсказаний как Б.Стругацкий: «Все попытки как-то детализировать облик грядущего выглядят aposteriori смехотворными, если не жалкими», мы не можем не думать о будущем. Менделеев полагал, что самой сложной технической проблемой 20 века будет утилизация огромного количества навоза, поскольку поголовье лошадей будет увеличиваться прежними темпами. Понятно, наше желание, вопреки опыту, предугадать направление развития человеческой цивилизации и предугадать место архитектурной профессии в общем изменяющемся потоке новых технологий. Уже сегодня нельзя не заметить усиливающееся влияние компьютерных технологий, охвативших все сферы человеческой деятельности и , в том числе, архитектурной.

В этом аспекте развития современных технологий все больше ученых начинают обсуждать проблему сингулярности, заключающуюся в том, что пора осознать возможность создания человеком существа, превосходящего его по мыслительной деятельности. Это может произойти уже потому, что появляются обозримые перспективы создания систем с вычислительными мощностями, сопоставимыми с человеческим мозгом.

«Сырая» вычислительная мощность человеческого мозга оценивается в 10 в 16 степени операций в секунду. Сегодня современные компьютеры обеспечивают 10 в 8 степени операций в секунду. Динамика технологического приращения вычислительных мощностей современных компьютеров обещает к 2015-2035 годам достичь уровня человека и затем превзойти ее. Появятся существа более разумные, чем мы. Растет уровень и программного обеспечения: достигнут уровень практической применимости таких традиционно интеллектуальных операций, как распознавание речи, текста, зрительных образов.

С другой стороны, геном человека сегодня расшифрован, причем с помощью распределенных сетевых ресурсов, но для выяснения того, какие участки ДНК за что отвечают, потребуются десятилетия. Человечеству не избежать технологического прогресса, и поскольку все это так или иначе произойдет, важнее предугадать в этом развитии положительные и отрицательные стороны и постараться сохранить управление. На этом пути актуальны для нас разработки, направленные на изучение путей развития человеко-компьютерных систем в профессиональной деятельности. Суть этого процесса – в объединении сильных сторон человека и компьютера. Человек уникален своей интуицией, компьютер выполняет громоздкие точные расчеты и расширяет эффективный объем оперативной долговременной памяти человека.

Очевидно будут сокращаться цепочки принятия решений в парах «мысль-действие» и «восприятие-мысль». Уже есть датчики, реагирующие на движение глаз, тела, дыхание, давление, есть наглазные дисплеи с проекцией изображения на сетчатку. Создаются качественно новые мультимедийные интерфейсы.

Сегодня компьютер не заменяет самого архитектора, а, по большому счету, всего лишь устраняет карандаш, линейку и чертежную доску. Компьютер может стать могущественным инструментом моделирования архитектурных объектов в будущем. С развитием компьютерных технологий неизбежно изменятся традиционные методы архитектурной деятельности, математические инструменты будут активно включены в описание и оперирование с двухмерной и трехмерной геометрией архитектурной формы. Однако все это произойдет только при условии решения вопросов формализации сущностных свойств архитектурного феномена.

Сегодня главное внимание при проектировании здания уделяют художественным характеристикам, свойствам материалов, конструкциям, технологиям возведения зданий и пренебрегают изучением самой формы здания, которая не может быть описана только в терминах перечисленных ее свойств. Возможно, сложившееся положение связано с тем, что архитектурная форма традиционно складывалась в угоду заказчику и по прихоти архитектора. Сам этот факт изначальной мотивации не мог не изучаться, но результаты таких исследований архитектурного формообразования формулировались людьми, имеющими либо сугубо искусствоведческое образование, либо инженерное образование, и большинство из них не интересовались и не понимали проблемы формы и пространственного размещения в архитектурном смысле.

Сегодня очевидна актуальность проведения исследований, которые бы могли положить начало созданию фундаментальных основ универсальной геометрической теории формы архитектурного объекта. Такая теория должна быть основана на привлечении математических инструментов для исследования законов членения пространства.

Уместно привести высказывание И.А. Полетаева: "Если человек может открыть Америку, полететь на Луну, синтезировать живое существо, построить мыслящее механическое чудовище, он непременно и неизбежно это сделает, даже если его не побуждает к этому прямая нужда. Почему он таков – мы не знаем, но узнаем, ибо человек (не этот, так следующий) и это узнать не побоится".

¹ Cr.Alexander «The Question of Computers in Design», N-Y, 1967.

² Гипостазирование – неоправданная вера в то, что свойства формальной модели способны превзойти свойства реального объекта (имитация наделяется большим значением, чем ее оригинал).

³ О безрассудности человеческих амбиций говорит тот факт, что первый создатель атомной бомбы Оппенгеймер в своих воспоминаниях отмечал, что во время первого взрыва атомной бомбы в пустыне в Лос Аламосе никто не мог поручиться, что цепная реакция остановится.

⁴ Наиболее впечатляюще показаны прогнозы будущего развития жилой среды в художественных фильмах: Blade Runner. США, Великобритания. 1982. Реж. Ридли Скотт; Final Recall. США.1990ю Реж. Пол Верхувен; The Lownmower Man. США, Великобритания.1992. Реж. Бретт Леонард; The Matrix. США.1999. Реж. Энди Вачовски и Лари Вачовски; eXistenZ. 1999. Реж. Дэвид Кроненберг и другие.

⁵ см. сайты Интернета: http://www.socio.demon.cj.uk/home.html,

http://www.ascusc.org/jcmc/vol3/issue1/garton.ytml, 

http://sociology.extrim.ru/buk_setsob.zip,  

http://www.rheingold.com/vc/book/intro.html.

⁶ CAAD – Computer Aided Architectural Design/

⁷ CATIA – программное обеспечение нового поколения, предназначенное для обеспечения проектирования оболочек сложных конфигураций. Была разработана во Франции для проектирования фюзеляжей военных истребителей.

⁸ Alexander C. Notes on the Synthesis of Form. - Harvard: Harvard University Press, 1964.

⁹ В. de Vries, H.H. Achten. What offers Virtual Reality to the Designer. -Berlin,1998, www.ds.arch.tue.nl

¹⁰ Francis D.K.Ching. Architecture: form, space and order. - N-Y., 1979.  

Citation link

Шубенков М.В. ПРОБЛЕМЫ АРХИТЕКТУРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В УСЛОВИЯХ РАЗВИТИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ [Электронный ресурс] /М.В. Шубенков //Архитектон: известия вузов. – 2006. – №3(15). – URL: http://archvuz.ru/en/2006_3/14 

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons "Attrubution-ShareALike" ("Атрибуция - на тех же условиях"). 4.0 Всемирная