- Fișa disciplinei:
- BP1-15 A Modele matematice in arhitectura.pdf
- Departament:
- Bazele proiectării de arhitectură
- Titular:
- conf.dr.arh. Anca Vitcu
- Colectiv:
- https://www.uauim.ro/departamente/bp/grupe/
- Limba de predare:
- română
- Obiective:
- Obiectivul general al disciplinei
Generarea unui fond ce catalizează și favorizează prin experiment creativitatea și conturarea relației dintre matematică & informatică pe de o parte și arhitectură pe de altă parte, relație inspirată din bioștiințe/științele naturale.
Dobândirea de cunoștințe și deprinderi de bază:
- în domeniul modelării matematice, în descrierea analitică a ideii proiectului de arhitectură, în căutarea unor soluții algoritmice, geometrice sau topologice potrivite,
- în vizualizarea rapidă a ideii arhitecturale prin intermediul creării unui model 3D în unul din programele dedicate (Blender, 3ds Max, Maya).
Obiective specifice
O1. Cunoașterea unor concepte de modelare matematică și modul în care sunt utilizate în arhitectura contemporană;
O2. Cunoașterea unor principii de generare algoritmică a formelor și modul în care sunt utilizate în proiectarea de arhitectură și urbană;
O3. Cunoașterea unor metode și tehnici de modelare 3D pentru vizualizarea formelor și configurațiilor în spațiul arhitectural.
- Conținut:
- Curs
1. Arhitectura inspirată din natură - o trecere în revistă a conceptelor matematice asociate și prezentarea unor exemple de modele matematice utilizate în arhitectura construită și urbanism.
2. Structuri fractale, prezentarea diferențelor dintre geometria fractală și cea euclidiană, exemple de interpetarea a geometriei fractale în arhitectură.
3. Caracteristici geometrice și topologice ale suprafețelor complexe în spațiul 3-dim:
-suprafețe riglate (hiperboloid, paraboloid, paraboloid hiperbolic, suprafețe conoide,...),
-modelarea și redarea curbelor și suprafețelor de formă liberă (curbe de formă liberă Bézier, B-spline, NURBS, ...).
4. Caracteristici geometrice și topologice ale suprafețelor complexe în spațiul 3-dim:
-suprafață minimală (catenoidul, elicoidul, suprafețele lui Enneper și Scherk),
- bulele lui Plateau, structura Weaire-Phelan.
5. Caracteristici geometrice și topologice ale suprafețelor complexe în spațiul 3-dim:
-suprafețe neorientabile (sticla lui Klein, banda lui Möbius,...).
6. Analogii discrete ale obiectelor geometrice netede.
7. Descrierea unor concepte de bază din domeniul învățării automate, contextualizarea și înțelegerea rolului acestora în proiectarea de arhitectură și urbană.
Seminar
1. O privire de ansamblu asupra algoritmilor, tehnicilor și instrumentelor fundamentale de modelare pe calculator;
Exerciții: transformări topologice, automate celulare, diagrame Voronoi, triangulare a unei regiuni
2. Alegerea temelor pentru proiecte – studenții pot opta pentru pregătirea unui proiect practic ce constă într-un model 3D creat în unul dintre programele dedicate sau pregătirea unui proiect teoretic ce constă în pregătirea unei analize aprofundate din perspectiva conexiunii dintre matematică și arhitectură a subiectului propus. Proiectele sunt inspirate din tematica discutată la curs.
3. Pregătirea proiectului – corectură
4. Pregătirea proiectului – corectură
5. Pregătirea proiectului – corectură
6. Pregătirea proiectului – corectură
7. Pregătirea proiectului – corectura finală
- Metoda de predare:
- Prelegeri teoretice însoțite de exemplificări - discuții interactive, personalizate
- Mod de evaluare:
- Evaluarea proiectului (modulul teoretic - 30%) – motivația alegerii temei, descrierea sursei din natură ca baza de inspirație, exemple de proiecte de arhitectură ce au aceeași sursă de inspirație și utilizarea conceptelor matematice asociate, crochiuri ale formei arhitecturale inspirată din natură (propusă de student).
- Capacitatea de a înțelege, recunoaște și explica concepte de topologie, geometrie diferențială în proiecte de arhitectura contemporană selectate. (colocviu)
Evaluarea proiectului (partea practică - 70%) - complexitatea modelului 3D, descrierea conceptului matematic/algoritmului asociat/ implementat, utilizarea corectă a tehnicilor de modelare. (colocviu)
- Înțelegerea unor strategii de bază pentru a crea conținut prin modelare poligonală, spline, NURBS sau procedural;
Standard minim de performanță
- Să înțeleagă noțiuni fundamentale de matematică și algoritmică în contextul modelării formelor arhitecturale complexe.
- Să cunoască și să aibă abilitatea de a utiliza corect tehnicile de modelare și principiile de bază folosite în programe dedicate (Blender, 3ds Max, Maya).
- Să aibă deprinderea de a pune în scenă o idee utilizând corect pachetele software de referință.
- Bibliografie minimală:
- BIBLIOGRAFIE:
Adam A. John (2003) – Mathematics in Nature: Modeling Patterns in the Natural World, Princeton University Press
Carta Silvio (Ed.) (2022) - Machine Learning and the City: Applications in Architecture and Urban Design, Wiley;
Emmer Michele, Abate Marco (Eds.) (2018) – Imagine Math 6: Between Culture and Mathematics, Springer;
Hensel Michael (2013) - Performance-Oriented Architecture: Rethinking Architectural Design and the Built Environment, Wiley;
Lang J. Robert (2018) – Twists, Tilings and Tessellation: Mathematical Methods for Geometric Origami, CRC Press;
Lastra Alberto (2021) - Parametric Geometry of Curves and Surfaces: Architectural Form-Finding, Springer;
Lesmoir-Gordon Nigel (Ed.) (2010) – The Colors of Infinity: The Beauty and Power of Fractals, Springer;
Niss Mogens, Blum Werner (2020) - The Learning and Teaching of Mathematical Modelling, Routledge;
Prautzsch Hartmut, Boehm Wolfgang, Paluszny Marco (2002) - Bezier and B-Spline Techniques, Springer;
Pugnale Alberto, Bologna Alberto (2023) – Architecture Beyond the Cupola: Inventions and Designs of Dante Bini (Mathematics and the Built Environment series), Springer Nature;
Rossi Michela, Buratti Giorgio (Eds.) (2018) - Computational Morphologies Design Rules Between Organic Models and Responsive Architecture, Springer;
Verner I, Maor S (2006) – Mathematical Mode of Thought in Architectural Design Education, Nexus Network Journal 8;
Williams Kim, Ostwald J. Michael (2015) - Architecture and Mathematics from Antiquity to the Future (vol. II), Springer
Vitcu Anca (2023) - The Challenge of Next-Generation Machine Learning Algorithms for Architecture Design and Living Environment, in Vol. Architecture Inspired by Nature, Ed. Springer Nature;
Vitcu Anca (2015) - Bio-Inspired Architecture as Performance Orientated System, in Vol. On Form and Pattern, Ed. Academiei Române.
Vitcu Anca – Note de curs
https://www.evolo.us/
https://www.archdaily.com/
https://www.arup.com/news-and-events/ai-ml-tool-for-better-decision-making-on-land-use-and-planning
https://www.balmondstudio.com/about-cecil-balmond.php
http://www.i-mad.com/categories/status/
https://www.zaha-hadid.com/archive
https://www.designboom.com/
Bibliografie selectivă (seminar/laborator):
Architectural Design: Parametricism 2.0 - Rethinking Architecture's Agenda for the 21st Century, Wiley, March/April 2016;
Architectural Design: Pavilions, Pop-Ups and Parasols: The Impact of Real and Virtual Meeting on Physical Space, Wiley, May/June 2015;
Architectural Design: Empathic Space - The Computation of Human-Centric Architecture, Wiley, September/October 2014;
Architectural Design: Space Architecture - The New Frontier for Design Research, Wiley, November/December 2014;
Architectural Design: Computation Works-The Building of Algorithmic Thought, Wiley, March/April 2013;
Architectural Design: Inside Smartgeometry: Expanding the Architectural Possibilities of Computational Design, Wiley, March 2013;
Architectural Design: Mathematics of Space, Wiley, July/August 2011;
Architectural Design: Protocell Architecture, Wiley, March/April 2011;
Architectural Design: The New Structuralism - Design, Engineering and Architectural Technologies, Wiley, July/August 2010;
Architectural Design: Exuberance - New Virtuosity in Contemporary Architecture, Wiley, March/April 2010;
Architectural Design: Patterns of Architecture, Wiley, November/December 2009;
Architectural Design: Digital Cities, Wiley, July/August 2009;
Architectural Design: Closing the Gap, Wiley, March/April 2009;
Architectural Design: Versatility and Vicissitude, Wiley, March/April 2008;
Architectural Design: Elegance, Wiley, January/February 2007;
Architectural Design: Collective Intelligence in Design, Wiley, September/October 2006;
Architectural Design: Programming Cultures, Wiley, July/August 2006;
Vitcu Anca – Fișe de lucru
https://www.guggenheim.org/teaching-materials/the-architecture-of-the-solomon-r-guggenheim-museum/frank-lloyd-wright-and-nature
https://parametrichouse.com/bending-active-plates/
https://www.blender.org/
https://www.autodesk.com/products/3ds-max/overview?term=1-YEAR&tab=subscription
https://www.autodesk.com/products/maya/overview?term=1-YEAR&tab=subscription
- Observații:
- - Studenții învață să utilizeze matematica în mod creativ prin generarea de forme complexe variate, precum și ca o metodă de a răspunde problemelor de proiectare – eficiență, funcționalitate, optimizare, adaptivitate, stabilitate, sustenabilitate.
informații suplimentare ›
