Введение
Программное обеспечение для автоматизированного архитектурного проектирования (CAAD) содержит точные и полные данные о зданиях и используется архитекторами и архитектурными фирмами для разработки архитектурных проектов и инженерных решений в области архитектуры. Поскольку последние часто включают проектирование планов этажей, CAAD значительно упрощает эту работу.
Терминология
Использование терминов в области компьютерного проектирования непоследовательно. Каэтано и др. проанализировали язык публикаций по архитектурным исследованиям и отметили следующие тенденции:
Некоторые авторы используют термин "вычислительный дизайн" (CD) для обозначения любой деятельности, связанной с инструментами CAD, тем самым приравнивая его к цифровому дизайну. Другие исследователи исключают автоматизацию черчения из определения CD. Термины "параметрический дизайн" (PD), "генеративный дизайн" (GD) и "алгоритмический дизайн" (AD) очень популярны при использовании инструментов CAAD не для черчения (3 из 4 наиболее часто используемых терминов для определения дизайна CAAD), часто используются вместе и смешиваются друг с другом. "Проектно-ориентированный подход" (performance-based design) является третьим по популярности термином, независимым от PD, GD и AD.
Some authors use the term "computational design" (CD) as any activity involving the CAD tools, thus making it a synonym of digital design. Other researchers exclude the automation of drafting from the definition of CD. The terms parametric design (PD), generative design (GD), algorithmic design (AD) are very popular for the non drafting uses of the CAAD tools (3 out of top 4 CAAD design definition terms), frequently used together and confused with one another. performance based design is the 3rd most popular term, independent of PD, GD, and AD.
Обзор
Все системы CAD и CAAD используют базу данных с геометрическими и другими свойствами объектов; все они имеют графический пользовательский интерфейс для работы с визуальным представлением, а не с самой базой данных; и все они в той или иной степени связаны со сборкой проектов из стандартных и нестандартных элементов. В настоящее время основное различие, определяющее, когда говорят о CAAD, а не о CAD, заключается в предметной области знаний (специфичные для архитектуры объекты, методы, данные и поддержка процессов), встроенной в систему. Система CAAD отличается от других систем CAD двумя ключевыми аспектами: она имеет явную объектную базу данных строительных деталей и знаний в области строительства, и она явно поддерживает создание архитектурных объектов. В более широком смысле, CAAD также относится к использованию любых вычислительных методов в области архитектурного проектирования, помимо специализированного архитектурного программного обеспечения. Например, программное обеспечение, разработанное для индустрии компьютерной анимации (например, Maya и 3DStudio Max), также применяется в архитектурном дизайне. Эти программы позволяют создавать фотореалистичные 3D-рендеры и анимации. В настоящее время рендеринг в реальном времени набирает популярность благодаря развитию графических карт. Четкое определение того, что именно относится к CAAD, не всегда однозначно. Специализированное программное обеспечение, например, для расчета конструкций методом конечных элементов, используется в архитектурном проектировании и, в этом смысле, может быть отнесено к CAAD. Однако такое программное обеспечение редко используется для разработки новых проектов. В 1974 году термин CAAD стал актуальным и широко обсуждался в контексте коммерческой модернизации.
It has an explicit object database of building parts and construction knowledge. It explicitly supports the creation of architectural objects. In a more general sense, CAAD also refers to the use of any computational technique in the field of architectural design other than by means of architecture specific software. For example, software which is specifically developed for the computer animation industry (e. g. Maya and 3DStudio Max), is also used in architectural design. These programs can produce photo realistic 3d renders and animations. Nowadays real time rendering is being popular thanks to the developments in graphic cards. The exact distinction of what properly belongs to CAAD is not always clear. Specialized software, for example for calculating structures by means of the finite element method, is used in architectural design and in that sense may fall under CAAD. On the other hand, such software is seldom used to create new designs. In 1974 Caad became a current word and was a common topic of commercial modernization.
Трехмерные объекты
В программе CAAD существует два типа структур. Первая система – структура поверхности, обеспечивающая графическую среду для представления трехмерных объектов в виде двухмерных изображений. Также в нее входят алгоритмы, позволяющие генерировать узоры и анализировать их по заданным критериям, и базы данных, хранящие информацию о решаемой задаче, а также применимые к ней стандарты и нормы. Вторая система – глубинная структура, подразумевающая, что операции, выполняемые компьютером, имеют естественные ограничения. Аппаратное обеспечение компьютера и машинные языки, которые оно поддерживает, позволяют быстро и точно выполнять арифметические вычисления. Кроме того, можно создать практически неограниченное количество слоев символьной обработки, обеспечивающих функциональность, доступную на уровне поверхности.
Преимущества
Еще одним преимуществом CAAD является двунаправленное сопоставление действий и функциональных возможностей. Два типа сопоставления относятся к связи между поверхностными и глубинными структурами. Эти сопоставления – это абстракции, вводимые для обсуждения процесса проектирования и внедрения систем CAAD. При проектировании систем разработчики обычно рассматривают поверхностные структуры. Типичным подходом является установление соответствия один к одному, то есть разработка компьютерной функциональности, максимально точно воспроизводящей соответствующее ручное действие в проектировании, например, черчение лестниц, проверка пространственных коллизий между инженерными системами здания и создание перспективных изображений по ортогональным проекциям. Процессы архитектурного проектирования, как правило, объединяют ранее изолированные модели. Необходимо комбинировать различные виды экспертных знаний, инструменты, методы визуализации и средства представления информации. Процесс проектирования охватывает весь жизненный цикл здания, включая строительство, эксплуатацию, реконструкцию и снос. Учитывая совместное использование цифровых инструментов проектирования и обмен информацией и знаниями между проектировщиками и в различных проектах, мы говорим о континууме проектирования. Работа архитектора в основном связана с визуально представленными данными. Задачи часто формулируются и решаются графическими методами. Только такая форма представления служит основой для работы и обсуждения. Поэтому проектировщик должен иметь максимальный визуальный контроль над процессами, происходящими в континууме проектирования. Возникают дополнительные вопросы, касающиеся навигации, ассоциативного доступа к информации, программирования и обмена данными в очень больших наборах данных.