Digital Building Modeling 2013

Information	Title: Digital Building Modeling Place: RB508 Time: 2013, 9/17 - 2014, 1/7 Instructor: Shen-Guan Shih, RB803, 02-27376720
Introduction	Generative modeling is an old modeling paradigm, with which geometric models are defined with procedural descriptions, instead of declarative descriptions. Using conventional computer-aided-design systems such as AutoCAD, a model is defined as collections of geometric entities such as points, lines and surfaces. With generative modeling, sequences of actions are used as the basic representations. This course is focused on using generative modeling tools for architectural design process. Rhinoceros is chosen as the modeling platform, and Grasshopper is used for scripting the modeling process. Interfaces to systems for structure analysis, kinetic structure, and environmental analysis are also integrated with the generative model tools for design decision support.
Topics	Introduction to concepts and tools for generative modeling Data, data types and functions Basic data structure Coordinate systems and transformations Parametric representation of shapes Kinetic structure Design analysis with generative modeling
Evaluation	Course performance will be evaluated based on homework assignments and the projects. Assignments will be given every two to three weeks. Projects will be presenting the application of generative modeling to your own design projects.
Date	Topics	Exercise
13/9/17	Course introduction, Rhino and Grasshopper working environment
13/9/24	Generative building mass. Geometric entities, Data and function	Building mass
13/10/1	Generative building mass. List and array
13/10/8	Plan and sections Coordinate system, vector and plane	Frames
13/10/15	Plan and sections Domain and other mathematical constructions
13/10/22	Generative structure system Tree structure	Structure system
13/10/29	Generative structure system Tree structure
13/11/5	Generative structure system Surface formation
13/11/12	Generative roof and facade Surface dissection	Roof and facade
13/11/19	Generative roof and facade Surface deformation
13/11/26	Presentation
13/12/3	Kinetic structure mesh	Form finding with Simulation
13/12/10	Kinetic structure mesh
13/12/17	Kinetic structure C# script
13/12/24	Kinetic structure C# script	C# script
13/12/31	Kinetic structure C# script
14/1/7	Final project presentation

作品

作品

含羞草
投稿影片 https://www.youtube.com/watch?v=qMyhhKiYXgk
中天新聞 https://www.youtube.com/watch?v=zu1iQ6JOxUY
公視新聞 https://www.youtube.com/watch?v=53qaeP4Y18M

空間超連結

Spatial Hyperlink

照片影片等相關資訊：http://spatialhyperlink.blogspot.tw/2013/01/spatial-hyperlink.html

SIGGRAPH 2013
The 40th International Conference and Exhibition on Computer Graphics and Interactive Techniques

http://s2013.siggraph.org/

Conference: 21-25 July 2013

Exhibition:23-25  July 2013

Anaheim Convention Center

Art Gallery http://s2013.siggraph.org/submitters/art-gallery

建築設計資訊處理 (2013/2~2013/6)

建築設計資訊處理 (2013/2~2013/6) 

國立台灣科技大學建築系 施宣光

sgshih@mail.ntust.edu.tw, 02-27376720, 綜合研究大樓 RB803

https://www.dropbox.com/s/9q55xigomb2flox/Architectural%20design%20information%20processing.pdf

課程宗旨

建築設計是一個分階段的決策與資訊累加的過程．每一個階段都必須蒐集並處理與該階段決策相關的資訊，也必須將所做的階段性決策以適當的資訊媒介表達出來，作為下一個設計階段的決策基礎．例如基地分析應該蒐集那些資訊，如何適當地使用數位工具把基地分析的相關資訊記錄下來，如何讓這些記錄下來的資訊協助下一個階段的設計作業？基地配置又應該處理那些問題，對這些問題的決策要如何使用數位工具加以處理，使其對下一階段的設計工作能有所助益？同樣的問題在基本設計階段與細部設計階段又該如何？

本課程目的在探討設計各階段所需處理的資訊，以及適當的資訊表現與紀錄方式；讓同學能夠使用數位工具與技術協助建築設計的進行．課程安排將依照建築設計的進行程序，共同探討並體驗建築設計從基地分析、設計構想、基地配置、初步設計、細部設計，乃至於模型製作等各個階段的資訊處理．

課程進行將以衍生式參數化建模相關工具以及BIM(Building Information Modeling)進行練習，也期待同學能運用這些工具和建築設計結合。所使用的工具包括Revit和Rhinoceros以及Grasshopper和一些延伸工具，如Kangaroo與 Karamba。

課程大綱

課程的進行將分為數位模型實作與理論介紹．

數位模型實作將配合同學所修讀之建築設計課程，分為基地配置、基本設計、細部設計到模型表現等各階段，讓同學能夠使用數位工具協助設計發展過程所需的資料處理、設計操作以及模型表現．

理論介紹的部分將涉獵下列議題：

1.         衍生式參數化模型建構(Generative modeling + Parametric modeling)

2.         建築資訊建模（Building Information Modeling）的概念與技術

參考書目

l   Zubin Khabazi, Generative Algorithms with Grasshopper – version 2.0 (2012/8)
http://files.na.mcneel.com/misc/Generative%20Algorithms%20v2.zip

l   Chuck Eastman, Paul Teicholz, Rafael Sacks, and Kathleen Liston, 2008, BIM Handbook: A Guide to Building Information Modeling for Owners,

          

修課須知

修讀本課程的同學必須具備基礎的電腦繪圖技術以及建築設計的操作經驗。最好能夠熟悉Grasshopper，否則必須有決心與能力在短時間之內能進入狀況。本課程強調主動學習，並且主動將課程所學應用到建築設計。期末報告的主題就是將本課程所學應用到建築設計的過程與成果。

課程進度

周次	課程活動	備註
1.         2/18	課程介紹，參數化設計基本技術	上課開始
2.         2/25	設計資訊流程、Field與蒙地卡羅分析法
3.         3/4	量體配置的參數化建構、課程分組	加退選結束
4.         3/11	空間配置、Gecko與Ecotect的運用
5.         3/18	外牆與屋頂的參數化建構
6.         3/25	結構系統、Kangaroo的運用
7.         4/1	快速成型的運用	4/3-7春假
8.         4/8	設計優化基本概念、Karamba的運用
9.         4/15	期中報告
10.     4/22	期中報告
11.     4/29	BIM基本概念介紹	第二次退選開始
12.     5/6	BIM 平台介紹
13.     5/13	BIM 平台介紹
14.     5/20	建築資訊溝通平台、跨專業資訊交換與互用	第二次退選結束
15.     5/27	建築設計階段資訊建模
16.     6/3	營造與營運階段資訊建模
17.     6/10	期末報告	上課結束
18.     6/17	期末報告	期末考開始

Parametric/Generative modeling and heuristic design method

Introduction

The advances of generative modeling tools such as Rhinoceros Grasshopper and design evaluation tools such as Ecotect and Karamba opened a broad avenue for designers to explore the territory of heuristic design methods. The objective of this course is to introduce the enabling techniques, including the visual programming skill in Grasshopper, concepts and theories of design heuristic methods such as genetic algorithm. It is expected that generative modeling and design heuristic methods can be useful for researches in various field such as architectural design in general, and /or more specifically, structure design and green building design.

Course outline

1. Introduction to generative modeling
2. Heuristic design methods
3. Generative modeling and structural analysis - Grasshopper and Karamba
4. Generative modeling and environmental analysis - Grasshopper and Ecotect
5. Generative modeling and building information modeling - Grasshopper and IFC
6. More on heuristic methods

Project

There would be two design projects. The objective is to practice and to experiment heuristic design methods.

數位建築模型課程介紹

課程介紹

衍生式建模（generative modeling）是一種基於與一般電腦繪圖與建模截然不同的概念所發展出來的技術。其概念可以溯源自上世紀電腦圖學的初期發展，然而在個人電腦盛行的年代並未成為電腦輔助繪圖的主流，遲至近年才又因為Rhinoceros Grasshopper與其他應用程式的普及而成為設計應用上風潮。衍生式建模的特點就是以程序性資訊為其主體，經過電腦的解讀運算之後才衍生出圖面與模型。在建模過程中，電腦以系統化、結構化的方式記錄設計師的設計流程，因而可以在後續階段回溯前期的設計決策並加以修改，再讓電腦重新衍生出修改後的圖面與模型，提供做為檢討與溝通使用。在設計修改過程中，建築師幾乎不需要付出任何資料處理的代價。衍生式建模的另一個特點就是往往可以用極為精簡的資料來表示複雜的幾何形式，也可以將專業資訊整合到建模流程之中，讓後繼的操作調整不會影響到前期的決策。衍生式建模可能極為適合用來做為跨專業的溝通語言。本課程討論將以操作實例來說明此概念和技術如何協助建築師探索各種形式的可能性，並將所探索的形式與結構、環境與工程等相關分析結合。

課程練習所使用的工具以Rhinoceros Grasshopper為主，另外搭配延伸構件如Kangaroo, Karamba, Geko與Echotect等等，將視課程進度與同學需求進行調整。

課程概要
課程進行將以相關知識的介紹以及實務操作為主。原則上每周三小時的課程有一小時為相關知識的介紹，另兩個小時將帶領同學進行實務操作。實務操作的內容將配合同學設計課程的進度與需求進行調整。例如在設計構想與基地配置階段將練習如何用Grasshopper操作建築量體並進行所需的分析，在基本設計階段練習各種結構系統的形式建構，例如如何以空間桁架與張力構造建構曲面屋頂，如何進行立面分割的造型探索等等。以下為相關知識介紹的摘要：

1. 衍生式建模概念與技術簡介
2. 空間座標系統與幾何基本概念
3. 線與面的參數表示法
4. 向量與幾何轉換
5. 資料類型、結構與操作
6. 曲線與曲面的構成與操作
7. mesh的構造與操作

成績評量
平時成績以在課堂上操作的作業為評量依據，期中與期末將進行線上測驗，測驗內容為grasshopper模型建構，此外同學在設計作品中使用grasshopper相關技術的成果於期末整理成報告作為期末作業。