راینو، نرم افزار معماری همه فن حریف

نرم‌افزار راینو در معماری، به سرعت در میان دانشجویان و فعالان این حوزه، به محبوبیت رسید؛ البته، این محبوبیت، بی‌دلیل نبود و نیست. تمایزهای چشمگیر راینو، با دیگر نرم‌افزارهای رایج در معماری، موجب شد که آموزش راینو، تبدیل به یکی از دغدغه‌های معماران شود؛ معمارانی که می‌خواهند چند قدم جلوتر باشند!

راینو چیست؟

شاید تا همین ده، پانزده سال پیش، شنیدن واژه «راینو »، حتی در محیط آکادمیک پیشروی رشته معماری هم، ذهن را به سمت چیزی فراتر از معادل فارسی این اسم، کرگدن ، نمی‌برد! اما حالا، شرایط به کلی فرق کرده‌است؛ تا حدی که مدل‌سازی آسان احجام پیچیده و خاص، به نوعی مترادف با نام این نرم‌افزار شده‌است. اما آیا تنها همین موضوع، وجه تمایز این نرم‌افزار با دیگر نرم‌افزارهای رایج در معماری و صنعت ساختمان است؟ آیا قابلیت‌های راینو، تنها به همین ویژگی و حوزه فعالیت خلاصه می‌شود؟

پاسخ کوتاه به هر دو پرسش، یک «نه» قاطعانه است!

ویژگی‌های کارامد و پرتعداد راینو، که در ادامه این مقاله، با بخشی از موارد عمده آن‌ها آشنا خواهید شد، این نرم‌افزار را به ابزاری مؤثر تبدیل کرده‌اند که حوزه فعالیت آن، تنها به «طراحی معماری » محدود نمی‌شود؛ «طراحی جواهرآلات »، «طراحی صنعتی »، «طراحی مبلمان »، «مهندسی معکوس »، «طراحی / معماری دریا »، و «طراحی خودرو »، شش نمونه دیگر از حرفه‌ها و مشاغل عمده‌ای هستند که هر کدام به نحوی، از راینو بهره می‌گیرند.

به طور کلی، راینو یک نرم‌افزار مدل‌سازی سطوح فرم آزاد است که با بهره‌گیری از گستره وسیعی از ابزارهای طراحی رایانشی، در سراسر دنیای طراحی، به کار می‌آید.

تاریخچه و پیدایش

شاید در نگاه اول، دانستن این موضوع، تعجب‌آور و تا حدودی بی‌ربط به نظر برسد که در پشت پرده تولید نرم‌افزار راینو، شرکتی است که در دهه 80 میلادی، با هدف توسعه نرم‌افزارهای حسابداری برای شرکت‌های مشاور معماری و مهندسی، آغاز به کار کرد؛ اما حتی آشنایی اندکی با ماهیت ریاضی‌محور و دقیقی که در بخش‌های فراوانی از این نرم‌افزار به چشم می‌خورد، ارتباط معناداری بین این سابقه شرکت McNeel & Associates و راینو را نشان می‌دهد.

اما چگونه این شرکت، قدم به مسیر منتهی به تولید نرم‌افزاری که با نام راینو می‌شناسیم گذاشت؟ حوالی سال 1985، درخواست‌های بسیاری از سوی مشتریان این شرکت برای کمک در استفاده از نرم‌افزار AutoCAD (نرم‌افزاری بر پایه CAD )، منجر به تغییر حوزه فعالیت شرکت McNeel شد؛ تغییر حوزه به واسطه‌گری و توزیع نرم‌افزار AutoCAD، و در نتیجه، ارائه پشتیبانی و آموزش‌های مرتبط.

سال 1992، نقطه عطفی در مسیر پیدایش راینو بود؛ در این سال، Applied Geometry (AG)، برای ادغام کتابخانه هندسه NURBS خود (در ادامه مقاله، با این نوع هندسه، آشنا خواهید شد) با  نرم‌افزار AutoCAD، از شرکت مک‌نیل، درخواست کمک کرد؛ نمونه اولیه، در همان سال تولید شد. نوامبر 1992، مک‌نیل و AG، برای توسعه یک ابزار مدل‌سازی NURBS در AutoCAD، با نام AccuModel، به توافق رسیدند؛ این توافق، با استخدام Michael Gibson، خالق یک مدل‌ساز Mesh با نام Sculptura، همراه شد. بنا به گفته گیبسون در سال 2008، او در چارچوب شرکت McNeel & Associates اما به تنهایی، راینو را خلق کرد که «یک سیستم نوین CAD براساس هسته اصلی Applied Geometry» بود.

توسعه و گسترش آموزش راینو (و پلاگین‌ها)

در سراسر سال 1993، توسعه AccuModel بر عهده مک‌نیل بود. در همین سال، Sculptura با نام مستعار «Rhinoceros» در دسترس عموم قرار گرفت. به مرور، مسائلی در موضوع نشان تجاری AccuModel پدید آمد که منجر به تغییر رسمی نام Sculptura به Rhinoceros شد. آخرین نسخه تولیدی AccuModel برای AutoCAD، تا 1997 منتشر شد. در این زمان، مک‌نیل بر روی توسعه مستقل راینو برای ویندوز تمرکز کرد؛ همین کار، منجر به تولید و توزیع 5000 نسخه Rhino 1.0 در سال 1998 شد.

پس از پایه‌گذاری رسمی راینو، تلاش‌ها برای معرفی و توزیع آن در کشورهای مختلف، و توسعه شبکه پشتیبانی، آغاز شد. توسعه نسخه‌های 2.0، 3.0، و 4.0 راینو، رفته‌رفته شرایط را برای حضور پلاگین‌هایی (افزونه‌هایی) ممکن کرد که قابلیت‌های جدید و متنوعی را به راینو اضافه می‌کنند. پلاگین‌هایی نظیر Flamingo (2001) به عنوان یک موتور رندر، و Bongo (2004) به عنوان یک ابزار انیمیشن. پلاگین مشهور و پرتوان Grasshopper از سال 2008 برای راینو تعریف شد.

نسخه 6 راینو، در سال 2018، با فاصله زمانی کمی از هم، برای ویندوز و مک منتشر شد؛ جدیدترین نسخه منتشر‌شده راینو (در زمان نگارش این مقاله)، Rhino 7 است که در نوامبر 2020، به طور هم‌زمان، برای ویندوز و مک ارائه شد.

مزایای نرم افزار راینو در معماری

• تقریباً همه‌چیز را می‌توان با راینو مدل‌سازی کرد. توانایی آن در مدل‌سازی پیچیده‌ترین هندسه‌ها، باعث شده که فرایند طراحی به طور کامل، در یک پلتفرم واحد، انجام شود و نیاز به نرم‌افزار دیگری برای این کار، نباشد؛
• در صورت نیاز به استفاده از نرم‌افزارهای دیگر، یکی از نقاط قوت راینو، سازگار پذیری بالای آن با دیگر فرمت‌های نرم‌افزاری است؛ بنابراین، جریان کار، بی‌وقفه پیش می‌رود؛
• پلاگین‌های بی‌شماری برای راینو وجود دارد که تعداد آن‌ها، پیوسته رو به افزایش است؛ این، یکی از بزرگ‌ترین نقاط قوت راینو است.
• آسانی مثال‌زدنی در استفاده؛ در مقایسه با نرم‌افزارهایی مانند 3Ds Max، استفاده از راینو، آنقدر پیچیده نیست و هر کسی، با دریافت آموزش، می‌تواند از آن در پروژه‌های خود استفاده کند.
• میزبانی عالی برای ابزارهای طراحی پارامتریک: شاید بزرگترین برتری راینو نسبت به دیگر نرم‌افزارها، این باشد که در حالی که خود، یک نرم‌افزار ساده مدل‌سازی سطوح است، از پلاگین‌هایی مانند گرسهاپر پشتیبانی می‌کند؛ پلاگین‌هایی که ترکیبی محبوب و کارآمد برای طراحی پارامتریک را ایجاد می‌کنند.
• پوشش جنبه‌های مختلف طراحی در معماری: راینو، این امکان را ایجاد می‌کند که بدون تعویض نرم‌افزار، طراحی در زیرشاخه‌های مختلف موجود در چارچوب ساختمان را انجام داد؛ برای نمونه، می‌توان به طراحی مبلمان، به عنوان یکی از المان‌های مهم طراحی داخلی اشاره کرد.
• گذار آسان از محصولات Autodesk: راینو، از دستوراتی مشابه با محصولات Autodesk استفاده می‌کند؛ بنابراین، در صورت آشنایی هرچند نسبی با چنین نرم‌افزارهایی، آموزش راینو را بسیار آسان‌تر از پیش می‌کند.
• بعدهای چندگانه: راینو نیز، مانند Revit، امکان کار بر روی دیدها و بعدهای چندگانه را به طور هم‌زمان، فراهم می‌کند؛ حتی، پلاگین‌های مشهوری مانند VisualArq، این قابلیت راینو را، بسیار ارتقا می‌دهند و به امکانات Revit در تولید ترسیمات همه‌جانبه، نزدیک می‌کنند.

اساس هندسه راینو

آبجکت‌های بنیادین در راینو را نقطه‌ها، منحنی‌ها، سطوح، polysurfaces، آبجکت‌های اکسترودشده،  و آبجکت‌های شبکه (مش) چندضلعی تشکیل می‌دهند. سه گونه مدل‌سازی هندسه در راینو وجود دارد: شبکه (مش) چندضلعی، NURBS، و SubD.

Polygon Mesh

شبکه (مش) چندضلعی، مجموعه‌ای است از چندضلعی‌هایی که یک شکل سه‌بعدی یا جسمی چندوجهی  را تعریف می‌کنند. چندضلعی، یک شکل بسته دوبعدی است که از رئوس ، لبه‌ها ، و سطوح  تشکیل می‌شود. به یک نقطه در فضای سه‌بعدی، رأس می‌گویند و خطی مستقیم که دو رأس را به هم متصل می‌کند، لبه نام دارد. یک مجموعه بسته از لبه‌ها، سطح را تشکیل می‌دهد و این هم‌نشینی و آرایش سطوح است که در نهایت، شکل آبجکت را تعریف می‌کنند.  معمولاً سطوح، به منظور ساده‌کردن ایجاد تصویر سه‌بعدی، از مثلث‌ها (مش‌های مثلثی)، چهارضلعی‌ها، یا دیگر چندضلعی‌های محدب (n-ضلعی‌ها) تشکیل می‌شوند؛ هرچند می‌توانند از چندضلعی‌های مقعر، یا حتی چندضلعی‌های دارای حفره نیز ساخته شوند.

به طور کلی، اتفاقی که در ایجاد تصویر سه‌بعدی به روش شبکه (مش) چندضلعی رخ می‌دهد، این است که آرایش مجموعه‌ای از اشکال دوبعدی، یک شکل سه‌بعدی را نمایش می‌دهد؛ البته نمایشی حدودی و نه به طور دقیق.

گذشته از مزایای روش شبکه چندضلعی، نظیر آسانی در مدل‌سازی، در آن معایبی نیز به چشم می‌خورد. معایبی مانند دقیق‌نبودن و بسیار زمان‌بر بودن مدل‌سازی، به ویژه در مورد طرح‌های پرجزئیات؛ وجود این معایب، به ویژه با توجه به حداقل دقت مورد نیاز، پیدایش روش‌های متفاوتی را در نرم‌افزار راینو در معماری، موجب شده‌اند: NURBS و SubD.

NURBS

به طور کلی، راینو، به عنوان یک مدل‌ساز سطوح فرم آزاد، از NURBS (Non-Uniform Rational Basis Spline)، با معنای تحت‌اللفظی «خط پایه غیریکنواخت منطقی» تشکیل شده‌است. اما سوال این است که دلیل توسعه چنین هندسه‌ای و استفاده از آن، چیست؟ راینو، از طریق مدل ریاضیاتی NURBS، می‌تواند نمودی دقیق از منحنی‌ها  و سطوح فرم آزاد را در گرافیک کامپیوتری تولید کند؛ که با استفاده از شبکه (مش) چندضلعی  ممکن نیست.

NURBS به عنوان پایه و اساس هندسه در راینو، ریشه در ریاضیات دارد؛ چنین هندسه‌ای، دقتی را ایجاد می‌کند که تفاوت اصلی آن با هندسه شبکه چندضلعی است. برای آشنایی بیشتر با مدلسازی mesh ، nurbs و subd این مقاله را مطالعه کنید.

نقاط قوت NURBS در آموزش راینو

پنج مشخصه مهم NURBS، آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای مدل‌سازی کامپیوتری تبدیل می‌کند:

1. پشتیبانی: چندین شیوه استاندارد صنعتی وجود دارند که برای تبادل هندسه NURBS استفاده می‌شوند. بنابراین، می‌توان یک مدل هندسی واحد را در برنامه‌های متنوع مدل‌سازی، رندرینگ، انیمیشن‌سازی، و تحلیل مهندسی، استفاده کرد؛
2. کاربرد شخصی‌سازی‌شده: دقیق‌بودن و تعریف شناخته‌شده، مشخص، و ریاضی‌محور NURBS، باعث شده که بهره‌گیری شخصی‌سازی‌شده از آن برای شرکت‌های حوزه‌های مختلف، ممکن شود؛
3. دقت: NURBS می‌تواند هم آبجکت‌های هندسی استاندارد، مانند خط، دایره، بیضی، کره، و هم هندسه فرم آزاد، مانند بدنه خودرو، و بدن انسان را به طور دقیق، نمایش دهد؛
4. حجم اطلاعات مورد نیاز: اطلاعاتی که برای نمایش NURBS از یک هندسه، مورد نیاز است، بسیار کمتر از اطلاعات مورد نیاز برای نمایش حدودی هندسه توسط شیوه‌های چندوجهی است؛
5. کارامدی: قانون ارزیابی NURBS، از موارد مورد نیاز برای تعریف یک شکل، را می‌توان به دقت و کارامدی، در یک کامپیوتر، پیاده‌سازی کرد.

ویژگی های راینو

در NURBS، آبجکت‌ها، با استفاده از مواردی با نام‌های درجه ، نقاط کنترل ، گره‌ها ، و یک قانون ارزیابی تعریف می‌شوند.

درجه

درجه، که یک عدد صحیح مثبت است، تعداد وزنه (بار) بین نقطه ابتدایی و انتهایی را بیان می‌کند. درجه 1، به این معناست که تنها یک نقطه ابتدایی و انتهایی وجود دارد و بنابراین، محصول، یک خط مستقیم است (خطی ). درجه 3، دو وزنه (بار) به کنار نقاط ابتدایی و انتهایی اضافه می‌کند و از این طریق، منحنی را شکل می‌دهد. به طور کلی، تغییر درجه یک آبجکت، می‌تواند فرم آن را، تغییر دهد.

نقاط کنترل

نقطه‌های وزنه‌دار روی منحنی را، نقاط کنترل می‌گویند. جابه‌جا کردن نقاط کنترل منحنی، یکی از ساده‌ترین راه‌های تغییر شکل آن است. نقاط کنترل، به درجه منحنی، مرتبط هستند و تعداد آن‌ها، حداقل، برابر با عدد درجه منحنی + 1 است.

گره

گره، که از آن با نام «بردار گره» هم یاد می‌شود، یک توالی از مقادیر پارامتر است که محل و چگونگی اعمال اثر نقاط کنترل بر منحنی NURBS را تعیین می‌کند.

قانون ارزیابی

فرمولی ریاضی است که یک عدد می‌گیرد و به آن، یک نقطه اختصاص می‌دهد. قانون ارزیابی NURBS، به ازای یک پارامتر، یک موقعیت نقطه تولید می‌کند؛ درجه، گره، و نقاط کنترل، نحوه کار این قانون ارزیابی را تعیین می‌کنند.

SubD

در نسخه شماره 7، راینو، از یک نوع هندسه جدید، با نام SubD یا Subdivision Surface Modelling رونمایی کرد؛ این هندسه جدید، برخلاف هندسه‌های دیگر، تولید اشکالی را ممکن می‌سازد که در عین برخورداری از دقت بسیار بالا، قابلیت ویرایش بیشتری نیز دارند. به طور خلاصه، SubD، برای طراحان، دقت در فرم‌های آزاد و اشکال ارگانیک را، همراه با امکان ویرایش سریع، فراهم می‌کند.

تعدادی از آثار ساخته‌شده با کمک راینو

سه نمونه پروژه بالا، به نحوی، از نرم‌افزار راینو، در طراحی خود بهره برده‌اند:

• تصویر پایین، پروژه خانه اپرای Harbin، توسط دفتر MAD Architects طراحی شده‌است؛ تصویرسازی سه‌بعدی آن، با بهره‌گیری از راینو انجام شده‌است. قابلیت این نرم‌افزار در مدل‌سازی با استفاده از گرافیک وکتور، تبدیل مدل به فرمت‌های دیگر، بدون شکست فرم را ممکن ساخت؛
• تصویر بالا، راست، پروژه دانشجویان BNCA college از ساخت (Fabrication) یک قطعه مبلمان است؛ طراحی این مبلمان، در راینو، با استفاده از مراحلی ساده توسعه پیدا کرد و از طریق همین نرم‌افزار، به مرحله ساخت رسید: با ایجاد منحنی‌ها و سپس تقسیم آن‌ها به سطوحی نازک، می‌توان به سادگی، چنین طرح‌هایی را تولید کرد؛
• تصویر بالا، چپ، پروژه HorizON Suspension Lamp، نمونه‌ای از یک آبجکت فرم آزاد تولیدشده توسط رویت و پرینت سه‌بعدی است؛ Arturo Tedeschi معمار و تیم او، با استفاده از پلاگین گرسهاپر، در محیط نرم‌‎افزار راینو، فرم‌یابی و سپس ساخت این چراغ آویخته پیچیده را انجام دادند.

حقایقی درباره امروز و فردای نرم افزار راینو در معماری

توانایی راینو، تنها به خلق کانسپت‌های زیبا و تصویرهای خیره‌کننده‌ای که برخی حتی از قاب نمایشگر کامپیوتر نیز، فراتر نمی‌روند، محدود نمی‌شود؛ حقایقی درباره کاربرد این برنامخ و صنعت ساختمان وجود دارند که صرف زمان برای آموزش راینو را توجیه می‌کنند؛ تعدادی از آن‌ها، عبارتند از:

1. تعداد فزاینده‌ای از دفاتر معماری در جهان، در حال استفاده از ابزارهای طراحی رایانشی ، مانند راینو هستند: این موضوع، نشان از استقبال از این نرم‌افزار، و درک پتانسیل آن توسط دنیای معماری دارد.
2. تعداد زیادی از دفاتر طراحی، به برون‌سپاری پروژه‌ها به مشاوران حوزه معماری پارامتریک روی آورده‌اند: طراحی سازه‌های کششی، فرم‌های ارگانیک و موارد دیگر با نرم‌افزار راینو، تنها مواردی از این برون‌سپاری‌ها هستند.
3. استفاده فزاینده از راینو، برای طراحی پوسته و نما، و فرم‌سازی ساختمان: یکی از مزایای ابزارهای طراحی رایانشی، تولید هندسه مناسب بر اساس پارامترهای تعیین‌شده است. چنین موضوعی، به ویژه در حوزه طراحی پوسته و نما، به طور فزاینده‌ای محبوب است.
4. نرم‌افزار راینو در معماری، در حال یافتن جایگاه خود در موضوع راهکارهای طراحی پایدار است: راینو، در ترکیب با پلاگین‌‌های توانمندی نظیر Ladybug، پتانسیل بالایی برای ارائه سریع‌تر و بهتر نتایج بهینه‌سازی ساختمان در حوزه انرژی نشان داده.
5. راینو، نرم‌افزاری با کاربرد فزاینده در حوزه تحقیق و توسعه: شرکت‌های متعددی، در پروژه‌های تحقیق و توسعه خود در حوزه معماری و ساختمان، از راینو استفاده می‌کنند؛ این موضوع، نشان از اعتماد به کارامدی راینو، و آینده آن دارد.
6. راینو، در حال گرفتن بازار طراحی داخلی و مبلمان: ابزارهای طراحی پارامتریک، نظیر راینو، حد زیادی از آزمون‌و‌خطا در فرم، متریال، و زیبایی‌شناسی را ممکن می‌سازند.

سخن پایانی بن‌رو کالج

راینو، به عنوان نرم‌افزاری که برای استفاده در صنایع، از جمله طراحی در صنعت خودرو، توسعه یافت و شناخته شد، به سرعت، پتانسیل خود را در معماری و صنعت ساختمان، به نمایش گذاشت؛ دقت بالای ناشی از ماهیت ریاضیاتی، سادگی، سرعت، و سبک‌بودن راینو، همراه با قدرت چشمگیر آن در مدل‌سازی‌های پیچیده و ارگانیک، از جمله دلایل محبوبیت راینو در معماری هستند. پلاگین‌های فزاینده راینو، قابلیت‌هایی را به آن می‌افزایند که تمامی نیازهای معمار و طراح از یک نرم‌افزار طراحی را برطرف کنند.

افزون بر جایگاه امروز نرم‌افزار راینو در معماری، آینده و بازار کاری که برای آن متصور است، نیاز به آموزش راینو را ضروری می‌کند؛ بن‌رو کالج، به عنوان مجموعه‌ای متشکل از اساتیدی مسلط و توانمند در حوزه‌های مختلف، پکیج‌های آموزشی مختلفی را در موضوع نرم‌افزارهای مورد نیاز معماری، ارائه می‌کند. دو پکیج «RHINO POWER» و «RHINO PROJECTS» از مجموعه بن‌رو کالج، آموزش کامل نرم‌افزار راینو برای معماری را در بر دارند. پوشش کامل ویژگی‌های اضافه‌شده به آخرین نسخه راینو، از جمله مدل‌سازی SubD، همراه با پشتیبانی دوره آموزشی و تمرینات هوشمندانه، این پکیج‌های آموزشی راینو را منحصر به فرد کرده‌اند.

پکیج آموزشی

Rhino Projects

آموزش پروژه‌های راینو

خرید پکیج

مشاهده جزئیات