經過春節期間的修整,在新的一年裡,制圖教室也將以園林景觀建築規劃設計全新的面貌給小夥伴們帶來更多優秀的圖紙繪制教程。
那麼作為狗年來制圖教室的第一期課程,本次教程不同於以園林景觀建築規劃設計往專註於效果圖的繪制,而將運用grasshopper結合quelea插件,給大傢帶來一次與眾不同的動態數據演示圖的繪制過程。
廢話不多說,讓景觀建築師一起先來看看整個圖紙的效果吧~
STEP 1
前期建模
本次圖紙是關於一棟香港地區傳統住宅建築設計參與者流疏散的動態演示,所以園林景觀建築規劃設計首先景觀建築師需要在Rhino中完成基本建築設計模型的搭建。但是對於參與者流疏散的模擬而言,景觀建築師並不需要建立這樣細致的實體模型。
相反,景觀建築師需要的是如下圖所示的這種片模,僅僅用一個單面表示樓板和樓梯即可。
對於墻體所在位置在面上留出空隙即可。疏散門處打通。
註意:對於不可用於疏散的門,比如電梯(1)或者設備間(2)的門需要當做墻體解決。
當完成片模之後,景觀建築師還需要完成其他疏散有關設計元素的繪制。
一層出口位置繪制(用點標註)
疏散房間門位置(用點標註)
可能疏散路徑(路徑需要使用TS打斷)
待疏散參與者群(用點表示)
STEP 2
求最短疏散路徑
當完成Rhino中的建模設計工作後,景觀建築師就能夠轉戰grasshopper,篩選出最短疏散路徑瞭,首先將景觀建築師繪制的模型按圖層拖入GH。
因為景觀建築師要判斷參與者員的最短疏散路徑,第一步運用 closed point 找到每個參與者與之最近門的位置,進行連線(因為之前在Rhino中繪制疏散路徑的時候並沒有考慮到參與者到門這一段路徑的繪制)
將這一段路徑和景觀建築師在Rhino中繪制的路徑合並,將每個參與者與入口相連,運用shortest walk 求出所有可能路徑(沒有shortest walk運算器的童鞋能夠去網站免費下載,傳送門http://www.food4rhino.com/app/shortest-walk)
根據長度進行排序,選擇最短的路徑,這就是參與者流最終各自的疏散路徑瞭。
STEP 3
quelea模擬
進行參與者流模擬景觀建築師主要使用的插件叫做quelea,關於quelea的詳細介紹,小夥伴們能夠參考知乎鏈接:https://www.zhihu.com/question/37199749?sort=created,考慮到文章長度,本次教程就不會對所有quelea具體運算器進行詳細的講解瞭。
quelea最為核心的運算器是system和engine,他們有點類似於kangaroo中的kangaroo physics的地位。Engine的S端鏈接system,R端鏈接一個佈爾值用於控制開關,因為這兩個運算器也需要進行反復迭代運算,因此往往需要連接timer運算器
qs端鏈接quelea setting,通常情況下鏈接quelea agent,而agent鏈接quelea particle.
對於particle和agent景觀建築師能夠進行詳細的參數設置,對於本次案例參與者流模擬推薦參數如下(quelea很多參數表示的是在timer設計單位時間中發生的量,比如speed表示就是20ms參與者走的距離,因此這些值的設置除瞭與實際模型有關也和timer的值密切相關)
E端為發生器,景觀建築師使用點發生器,鏈接上步中導入的people。
對於發生器,也有很多參數能夠設置,比如C端控制粒子是一次性生成還是生態可持續生成,R端控制生成速率,N端控制數量,mv和Mv控制粒子最小和最大初速度。
Environment類似於邊界,會限定粒子的運動范圍,景觀建築師使用polysurface environment 連接上一步導入的建築設計。
之後景觀建築師需要將system生成的Q端鏈接deconstruct particle,讓產生的quelea物體能夠以園林景觀建築規劃設計點的形式在Rhino設計空間中顯示。
當然到此為止,如果景觀建築師直接點擊Engine的佈爾輸入端,結果肯定不是景觀建築師最終想要的,因為景觀建築師還沒有進行quelea中最為重要的一部的操作。agent rules的設置。agent rules指的就是對於quelea物體施加的一系列規則,能夠類比於kangaroo中的力。考慮到參與者流疏散的實際情況,景觀建築師考慮施加如下規則。
1:限定在疏散路徑附近 Follow Path Force
參與者們在疏散的時候的活動會限定在會疏散路徑附近,使用Follow Path Force模擬參與者的這種活動
2:按路徑向外移動 Seek force
參與者在疏散的時候會按照疏散路線不斷向外移動,用seek force模擬參與者的這種活動。根據每個點在疏散路徑上的長度,加上一定的值(比如一米),用來確定下一個尋找點
3:參與者直接避免碰撞而產生的互相排斥力
參與者是有一定體積的物體,所以園林景觀建築規劃設計肯定會以園林景觀建築規劃設計參與者的最小圓柱體直徑進行互相排斥,在這裡運用Seperate force模擬這種情況,
半徑設為R值的0.2倍,0.5m大小,約為成年參與者的肩寬。
4:避開障礙物的力 contain force
參與者在疏散的時候會自動的避開墻體等障礙物,通過contain force鏈接environment來模擬這種效果,en鏈接景觀建築師之前輸入的polysurface environment.R端仍然是之前agent半徑的倍增值
當這四個規則施加之後,景觀建築師基本就能夠獲得一個較為真實的疏散模擬效果瞭
GIF演示
但是當所有點到達終點(疏散點)後,因為景觀建築師編寫的系統沒有後續操作,這些迭代產生表示people的點會一直在出口處抖動,對景觀建築師的觀察產生較大幹擾,因此景觀建築師需要對景觀建築師的程序進行一定程度的優化。
STEP 3
quelea優化
為瞭避免點在終點處的震蕩,景觀建築師給這四個規則施加一個判定條件,當點與路徑終點的距離大於0.2米(表示還未抵達終點)時,規則作用。而當距離小於0.2米時,規則終止。
同時景觀建築師給系統施加第五個規則:arrive force。它的判定條件與其餘四個規則相反,距離小於0.2米才作用,故用非門鏈接。
對生成的點用一個著色的三角形表示,同時運用上一部的距離判定,到達出口時三角形消失。
改變building的顯示色彩和透明度。
最後在改變一下Rhino的背景顯示設計模式,當當當,景觀建築師的圖紙就出來啦。
最後總結下本次教程的繪圖關鍵:
1:前期Rhino中基本設計元素的繪制:建築設計,路徑,參與者,門,出口位置
2:運用shortest walk求出最短疏散路徑
3:運用quelea進行參與者流的模擬
4: 後續對GH程序的優化
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