آیا یادگیری گرس هاپر ضروری است؟

امروزه در دنیای معماری و به‌خصوص در حوزه مدل‌سازی، قابلیت طراحی پارامتریک به یک عنصر اصلی تبدیل شده است. طراحی پارامتریک به معماران و طراحان اجازه می‌دهد تا طرح‌های پیچیده و پویایی را ایجاد کنند. درگذشته، امکان طراحی فرم‌های پیچیده و پارامتریک به‌سادگی امکان‌پذیر نبود؛ اما در عصر حاضر، توسعه نرم‌ افزارهایی مانند راینو و یا پلاگین‌های منحصربه‌فردی که مختص این‌گونه نرم افزارها ایجاد شده‌اند، این فرایند را برای طراحان و معماران آسان‌تر کرده است.

پلاگین گرس هاپر، یکی از همین پلاگین‌های قدرتمند است. یادگیری گرس هاپر معماران را قادر می‌سازد تا طرح‌های پارامتریک خود را به‌راحتی ایجاد کنند. این پلاگین در نرم ‌افزار راینو، (نرم‌ افزار مدل‌سازی سه‌بعدی محبوب) یک محیط برنامه‌نویسی را به معماران ارائه می‌دهد که فرایند ایجاد هندسه‌های پیچیده، مدل‌سازی‌های پارامتری و تجسم داده‌ها را ساده‌تر می‌کند.

در ادامه این مقاله، شما را با پلاگین گرس هاپر و دنیای طراحی پارامتریک آشنا می‌کنیم و مروری بر ویژگی‌ها و مزایای گرس هاپر و همچنین نکات و ترفندهایی برای شروع کار با این پلاگین را ارائه می‌دهیم.

آشنایی با گرس هاپر

گرس هاپر، یک پلاگین (نه یک نرم ‌افزار!) و رابط برنامه‌نویسی برای نرم ‌افزار مدل‌سازی سه‌بعدی Rhinoceros است. نرم افزار راینو نیز برای مدل‌سازی‌های بسیار دقیق و بر پایه ریاضیات و هندسه، از سیستم NURBS استفاده می‌کند.

ارائه مطلب جامع درباره نرم افزار راینو از حوصله این مقاله خارج است. پس اگر تمایل به آشنایی بیشتر با نرم افزار راینو را دارید، روی لینک کلیک کنید.

پلاگین‌ها، همان افزونه‌ها هستند که بر روی یک نرم افزار پایه نصب می‌شوند. درباره پلاگین گرس هاپر نیز، باید از نرم افزار راینو به‌عنوان نرم افزار پایه استفاده کرد. لازم به ذکر است که از نسخه راینو 6 به بعد، گرس هاپر به طور خودکار روی نرم افزار راینو فعال شده و دیگر نیاز به دانلود جداگانه آن نیست. در نتیجه می‌توان گفت که گرس هاپر یک پلاگین درون نرم افزاری است و نباید به‌اشتباه، از آن به‌عنوان نرم افزار گرس هاپر یاد کرد!

به کمک پلاگین گرس هاپر و برنامه‌نویسی توسط آن، کاربران می‌توانند هندسه مدل‌های خود را به‌صورت الگوریتمی با نوشتن نمودارهایی که داده‌ها را به توابع مرتبط می‌کند، ایجاد کنند. در این حالت، یک رویکرد الگوریتمی طراحان را قادر می‌سازد تا فرم‌های خیلی پیچیده را به‌آسانی ایجاد کنند و به‌سرعت طرح‌های خود را ایجاد کنند.

تاریخچه گرس هاپر و پیدایش آن

گرس هاپر توسط David Rutten در Robert McNeel & Associates توسعه پیدا کرد. اولین نسخه این پلاگین محبوب و قدرتمند، در سپتامبر 2007 منتشر شد و در حال حاضر، Grasshopper یک بخش جدانشدنی از نرم افزار Rhino شده است.

طراحی پارامتریک در معماری

طراحی پارامتریک به عنوان یک روش مبتنی بر الگوریتم، از بحث برانگیزترین رویکردهای طراحی در میان معماران و طراحان بوده است. طراحی پارامتریک در معماری فرآیندی است که از الگوریتم‌ها و معادلات ریاضی برای ایجاد طرح‌هایی استفاده می‌کند که می‌توانند به پارامترها و شرایط در حال تغییر پاسخ دهند.

در دهه‌های اخیر، مدل‌سازی پارامتریک از طریق رابط‌های برنامه‌نویسی به پروژه‌ها راه پیدا کرده است. بیشتر طراحان از رابط‌های اسکریپت‌نویسی بصری بهره به‌جای متن، بهره می‌برند. رابط‌های اصلی برنامه‌نویسی بصری بر اساس نمودارهایی هستند که جریان روابط را از پارامترها از طریق توابع تعریف شده توسط کاربر، ترسیم می‌کنند که معمولاً منجر به تولید هندسه می‌شود.

در این روش برای تولید احجام و فرم‌ها، چند پارامتر ورودی، تکرار می‌شوند و در نهایت، ارتباط این پارامترها با یکدیگر، به ایجاد فرم‌های پیچیده ختم می‌شود. پس برای هر پروژه‌ای که نیاز به کنترل ابعادی دارد، طراحی پارامتریک راه‌حلی فوق‌العاده است. افزایش سرعت و دقت به‌جای افزودن و کنترل دستی هر بخش از مدل در طراحی پارامتریک به شما این امکان را می‌دهد تا قوانین منطقی را برای طراحی مدل و روابط بین اجزای آن تعریف کنید. به کمک ابزاری مثل پلاگین گرس هاپر، معماران حداکثر انعطاف‌پذیری را برای طراحی مدل‌های پیچیده در مدت‌زمان کوتاهی دارند.

برای آشنایی با معماری پارامتریک مقاله معایب و مزایای معماری پارامتریک را بخوانید.

الگوریتم چیست؟

کار با الگوریتم‌ها برای به‌دست‌آوردن بیشترین بهره از گرس هاپر اساسی است، اما الگوریتم دقیقاً چیست؟ به بیان ساده، الگوریتم یک روش گام‌به‌گام است. در ریاضیات و علوم کامپیوتر، الگوریتم‌ها برای محاسبات یا حل مسئله استفاده می‌شوند، اما این مفهوم را می‌توان در جاهای دیگری نیز مشاهده کرد، در مکان‌هایی مانند دستورالعمل‌ها، بازی‌ها یا حتی دستورالعمل‌هایی برای مونتاژ چیزهایی مانند مبلمان.

الگوریتم‌ها با فهرست‌هایی از مراحل متوالی، (اما نه الزاماً متوالی)، هر کدام با دستورالعمل‌های کاملاً تعریف‌شده بیان می‌شوند. ازآنجایی‌که آن‌ها به‌نوعی مانند لیست هستند، پس یک شروع و یک پایان دارند. الگوریتم‌ها در حالت اولیه خود، داده‌ها را به شکل ورودی‌های متغیر می‌گیرند. ورودی‌ها از طریق مراحل الگوریتم، پردازش شده و به‌نوعی به داده‌ها یا خروجی نهایی تبدیل می‌شوند که در مرحله پایانی کار دیده می‌شوند.

الگوریتم‌ها به اشکال مختلف وجود دارند، زمانی که الگوریتم‌ها دارای پارامترهای ورودی زیادی باشند، از فلوچارت برای نمایش آن‌ها استفاده می‌شود. در پلاگین گرس هاپر نیز سیستمی مشابه با فلوچارت برای نمایش ارتباط بین ورودی‌ها و خروجی‌ها مشاهده می‌کنیم.

اگر شما یک طراح و مدل‌ساز سه‌بعدی هستید، حتماً می‌دانید چقدر مهم است که مدل‌های خود را بهینه کنید و مطمئن شوید که مدل‌های شما کارآمد، واقع‌گرایانه و قابل ‌ویرایش هستند. یکی از جنبه‌های کلیدی بهینه‌سازی مدل‌ها، انتخاب تکنیک‌های طراحی الگوریتم مناسب برای مرتب‌سازی، جستجو یا حل مشکلات نمودار است؛ بنابراین به‌کارگیری ابزاری قدرتمند مثل گرس هاپر، این قابلیت را به‌سادگی برای شما فراهم می‌کند.

قابلیت‌های شگفت‌انگیز گرس هاپر

اکنون که اصول اولیه گرس هاپر را شناخته‌اید، زمان آن رسیده است که آن را در عمل ببینید. نمونه‌های واقعی از پروژه‌های ایجاد شده با استفاده از این ابزار قدرتمند، قابلیت‌های شگفت‌انگیز گرس هاپر را اثبات می‌کند. طراحی‌های پارامتریک و مطابق با یک الگوریتم مشخص، با کمک گرس هاپر در کوتاه‌ترین زمان ممکن قابل‌ ویرایش هستند.

طراحان گرس هاپر را یک پلاگین میان‌رشته‌ای می‌دانند؛ چون به کمک آن می‌توان بین رشته‌های مختلف مانند معماری، عمران، فیزیک، سازه، انرژی، ریاضیات، شهرسازی، تأسیسات، الکترونیک… ارتباط برقرار کرد. با پر شدن فاصله بین حوزه‌های مختلف، روند اجرای پروژه‌های پارامتریک نیز منطقی‌تر انجام می‌شود. پلاگین گرس هاپر به طراحان کمک می‌کند تا طراحی فرم‌های پارامتریک، آنالیز و انجام محاسبات عددی آن‌ها را به‌آسانی انجام دهند. برای انجام تمام این فعالیت‌ها هیچ نیازی به تسلط بر برنامه‌نویسی وجود ندارد!

افزونه گرس هاپر آن‌قدر قدرتمند است که می‌توان ادعا کرد علت محبوبیت نرم افزار راینو، همین پلاگین گرس هاپر است. چون به‌واسطهٔ مزایای شگفت‌انگیز گرس هاپر است که طراحان و معماران بسیاری، جذب حوزه طراحی پارامتریک شده‌اند. از دیگر کاربردهای این پلاگین محبوب می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• طراحی سازه‌های پارچه‌ای
• طراحی سازه‌های فضا کار و خرپایی
• طراحی الگوهای پارامتریک معماری اسلامی
• طراحی سازه‌های کششی و پوسته‌ای
• طراحی پارامتریک ساختمان‌ها بر اساس الگوهای رایج در طبیعت
• ایجاد منحنی‌ها و سطوح آزاد در طراحی با محاسبات دقیق ریاضی و هندسی
• مدل‌سازی نماهای پارامتریک
• مدل‌سازی نماهای هوشمند
• طراحی الگوهای پارامتریک با استفاده از الگوهای ریاضی
• مدل‌سازی آبجکت‌های سه‌بعدی پارامتریک

نحوه کار با پلاگین گرس هاپر

برخلاف سایر ابزارهای برنامه‌نویسی مانند RhinoScript یا Rhino Python، گرس هاپر به هیچ‌ دانش قبلی در برنامه‌نویسی یا کدنویسی نیاز ندارد. برعکس، این افزونه به توسعه‌دهندگان و طراحان اجازه می‌دهد تا الگوریتم‌ها را بدون نیاز به نوشتن کد ایجاد کنند. این به این دلیل است که تغییرات از طریق نمودار گره‌ای که هر یک از روابط ریاضی و هندسی یک مدل سه‌بعدی را توصیف می‌کند، مشاهده می‌شود. ازآنجایی‌که احجام و فرم‌ها را می‌توان از طریق داده‌های ورودی ایجاد کرد، یکی از مزایای اصلی پلاگین گرس هاپر توانایی تغییر تقریباً بی‌نهایت هندسه، با تغییر مقادیر پارامترها است.

این مزیت که می‌توان اعداد و ارقام و دستورالعمل ها را در هر زمانی در فرایند طراحی تغییر داد و بهینه‌سازی کرد، به گرس هاپر قابلیت منحصربه‌فرد و بی‌حدومرز خود را برای مدیریت سازمان‌ها می‌دهد.

پارامترهای اولیه در گرس هاپر، با کشیده‌شدن و قرارگرفتن در صفحه کار ایجاد می‌شوند. این پارامترها تک‌به‌تک با یک سیم به یکدیگر متصل شده و نتیجهٔ ترکیب هر کدام از این ورودی‌ها، یک خروجی است که البته خودش می‌تواند ورودیِ دستور بعدی باشد.

این ارتباط سیمی پارامترها به تشکیل یک الگوریتم ختم می‌شود و با وارد کردن پارامترهای عددی، فرم نهایی ایجاد می‌شود. با ایجاد هر تغییری در پارامترها، مدل‌سازی نیز تغییر می‌کند و این تغییر به‌صورت real time قابل مشاهده است.

بنابراین، در گرس هاپر با اتصال داده‌های مختلف به هم طراحی و مدل‌سازی انجام می‌شود  و اگر پارامتر یا دستوری در وسط کار فراموش شود، به‌آسانی می‌توان آن پارامتر را به وسط کار اضافه کرد. تغییر الگوها، مقیاس مدل، المان‌ها یا حتی اضافه‌کردن یک جزء اثرگذار، همگی به سرعت قابل اجراست و همهٔ اینها مدیون سیستم طراحی پارامتریک یا الگوریتمی گرس هاپر است.

شروع کار و یادگیری گرس هاپر

شروع با گرس هاپر ممکن است در ابتدا دلهره‌آور به نظر برسد، اما با دریافت آموزش‌های اصولی، می‌تواند یک ‌روند ساده باشد. اولین قدم این است که با مفاهیم اولیه و اصطلاحات استفاده شده در گرس هاپر آشنا شوید. این شامل درک انواع مختلف اجزاء، مانند هندسه، منطق، و داده‌ها و نحوه کار آنها برای ایجاد طرح‌های پارامتریک است.

یکی دیگر از جنبه‌های مهمی که هنگام شروع کار با گرس هاپر باید در نظر گرفت، رابط کاربری است. رابط کاربری در ابتدا می‌تواند بسیار زیاد باشد، اما با کمی تمرین، کار با آن آسان‌تر می‌شود. بهتر است که با پروژه‌های ساده شروع کنید و به سمت طرح‌های پیچیده‌تر بروید. این به شما کمک می‌کند تا اصول اولیه را درک کنید و به‌تدریج مهارت‌های خود را تقویت کنید؛ بنابراین بهترین روش برای یادگیری گرس هاپر، دنبال‌کردن آموزش‌های اصولی و مطابق با آخرین تغییرات روز است.

سخن پایانی بن رو کالج

همان‌طور که اشاره شد، گرس هاپر ابزار قدرتمندی است که می‌تواند به معماران در ایجاد طرح‌های خلاقانه و پایدار کمک بسیاری کند. یادگیری پلاگین گرس هاپر برای راینو به زمان و تمرین نیاز دارد، اما با منابع جامع و راهنمایی‌های مناسب، ابزاری فوق‌العاده ارزشمند است که می‌توانید در جعبه‌ابزار طراحی معماری خود داشته باشید. برای ادامه یادگیری و رشد مهارت‌های خود، منابع زیادی در دسترس هستند، اما یادگیری اصولی و این پلاگین نیازمند یک مسیر آموزشی برنامه‌ریزی‌شده است.

مجموعه بن رو کالج، مرجع تخصصی آموزش نرم ‌افزارهای معماری، با ارائه پکیجی جامع و بی‌نقص که توسط برترین اساتید تهیه شده است، مسیر یادگیری این پلاگین را برای شما هموارتر کرده است. شما می‌توانید با تهیه این پکیج، صفر تا صد این پلاگین قدرتمند را به‌آسانی فراگیرید.

پکیج آموزشی

GRASS JUMP

آموزش پروژه محور گرس‌هاپر

خرید پکیج

مشاهده جزئیات