그래스호퍼 알고리즘을 이용한 기초 입체조형 교육 설계

이재호 ( Lee Jae Ho ) 한국기초조형학회 2021 기초조형학연구 Vol.22 No.3

특정한 형태의 구성 단위(Unit)가 일정하게 반복적으로 구현되고 구성 단위들 간의 유기적인 변화를 통해 특정한 규칙성을 보여주는 자기 생성적 디자인(Generative Design)의 특징이 반영된 입체조형작업에 대한 수요와 관심이 증가하고 있다. 이러한 성격의 조형작업을 학습하기 위한 다양한 교육 과정들이 운영되고 있지만, 주어진 일정한 사례를 재현하며 디지털 프로그램 툴의 기능과 역할을 학습하는 수준에 머무르고 있는 한계가 있다. 이 연구는 3차원 모델링의 그래픽 알고리즘 편집기인 그래스호퍼(Grasshopper)의 매개 변수(Parametric)에 기반 한 ‘컴퓨터 프로세싱 알고리즘(Processing Algorithm) 제작과정’과 조형언어에 기반 한 ‘기초 입체조형 과정‘을 접목한 주당 4시간씩 총 15주 과정의 수업을 설계하고 이를 실제 수업에 적용한 과정과 결과를 통해 그 효과를 검증하는 것을 목적으로 한다. 연구의 방법과 진행 과정은 다음과 같다. 먼저 1)수학적 알고리즘을 구축하기 위한 구성요소들(Component)의 기본적인 성격과 조형언어들의 관계를 밝히고 2)기초 입체조형 교육의 과정이 추구하는 목표와 과정에 대한 이해를 바탕으로 3)15주간의 교육 프로그램을 설계했다. 4)이 프로그램을 수업에 적용하여 작업 대상의 선정과 기본 단위가 되는 형태의 추출, 조형요소의 발견과 컨셉의 설정, 알고리즘의 구축, 초안의 수정과 응용, 최종결과물 제작까지 일련의 과정이 수행되도록 했다. 과정별로 작업내용을 정리하고 그 효과를 기술하였으며, 디지털 알고리즘 구축과정에 대한 학습과 기초 입체 조형 학습과정의 접목을 시도한 이 작업을 통해 다양한 전공의 학생들이 3차원 모델링 프로그램의 학습에 대한 부담을 줄이고 보다 생산적이며 새로운 조형작업에 대한 가능성을 경험할 수 있게 한다는데 의의가 있다. There is a growing demand and interest in stereomorphic work that reflects the characteristics of a self-generated design(Gernerative Design), in which certain types of compositional units are implemented consistently and repeatedly and show specific regularity through organic changes among compositional units. This paper aims to design a total of 15 weeks of classes, 4 hours per week, incorporating parameters into computer processing algorithmic tasks and basic stereomorphic tasks based on formative languages, using Grasshopper, a graphical algorithm editor for three-dimensional modeling. The methods and processes of the study are as follows; 1)Identify the basic nature of the components to build mathematical algorithms and the relationship between the formative languages. 3)A 15-week education program is designed based on 2)an understanding of the goals and processes pursued by the basic three-dimensional education process. 4)The program was applied to the class to select work objects and extract basic units, to discover and set concepts for formative elements, to build algorithms, to modify and apply drafts, to produce final results. It is meaningful that students from various majors will be able to reduce the burden of learning three-dimensional modeling programs and experience the possibility of more productive and new formations through learning digital algorithms and applying basic stereoscopic learning processes.

유전 알고리즘을 적용한 집합주택 조망 분석 및 최적화 연구

김찬우,김도희,김민석 대한건축학회지회연합회 2022 대한건축학회연합논문집 Vol.24 No.6

집합주택에서 조망은 주택의 거주의 질, 경제적 가치 등에 영향을 준다는 측면에서 매우 중요한 요소로 여겨지고 있다. 집합주택의 고밀화로 인하여, 인접한 주동의 간섭에 의한 시각 차폐 및 프라이버시 침해 등과 같은 문제들에 대한 해결이 더욱 중요해지고 있다. 본 연구의 목적은 집합주택의 각 주호별 조망 정도의 정량적 분석 방법론을 제안하고, 조망에 최적화된 집합주택 단지 배치안을 도출하는 조망 최적화 모델을 제안하는 것에 있다. 기존 선행연구 고찰을 통하여 조망의 정의와 관찰점의 기준을 마련하였고, 가시영역 이론을 적용하여 조망도를 정량화함으로써 조망 분석 방법론을 수립하였다. 조망에 따른 최적화를 위하여, 유전알고리즘의 일종인 NSGA-II 알고리즘을 도입 적용하여 조망 최적화 모델을 수립하였다. 조망 최적화 모델의 유효성 검증을 위하여 실제 집합주택 단지를 대상으로 본 모델을 적용하여 조망에 최적화된 배치 대안을 도출하였고, 그에 대하여 정성적 평가를 수행하였다.

무리지능 기반 파라메트릭 파사드 패턴 디자인 프로세스 및 그래스호퍼 알고리즘 개발

오영은(Oh, Young-Eun),이현수(Lee, Hyunsoo) 한국실내디자인학회 2021 한국실내디자인학회논문집 Vol.30 No.4

As a follow-up research, this research aims to develop a Swarm Intelligence-based parametric facade symmetric pattern design process using Interactive Genetic Algorithm from Genetic Algorithm in order to drawing out Swarm Intelligence-Based Parametric Facade Pattern Design Methods, which are so called ‘Population Position’, Three Behaviors’, and ‘Flow’, developed by Oh, Y. E. and Lee, H. S. (2021). This study’s method is first, to theoretically review Genetic Algorithm as a design process platform, often utilized in Biomimicry, second, to find out basic elements making up a parametric facade pattern design, to be compared with Interactive-Genetic Algorithm process and parametric facade pattern design process for building as a design process platform, and to develop Swarm Intelligence-based parametric facade symmetric pattern design process using Interactive-Genetic Algorithm, third, to step on the developed design process, while showing each step’s element with generated results by the design methods, fourth, to compare and analyze the developed design process with previous researches in several aspects. It means to have built a systematic form as a parametric facade pattern design process for generating Swarm Intelligence-based parametric facade pattern designs. This paper will be expected to help designers and architects get inspired by parametric facade pattern designs generated through the developed design process and come up with creative and various idea in their design process.

무리지능 기반 파라메트릭 파사드 패턴 디자인 방법 및 그래스호퍼 알고리즘 개발

오영은(Oh, Young-Eun),이현수(Lee, Hyunsoo) 한국실내디자인학회 2021 한국실내디자인학회논문집 Vol.30 No.3

In a trend of urbanization, population lives in cities. These citizens want to live in a good urban life. For their good lives, urban environment as their living areas is filled with buildings. so facade pattern designs as one of visual elements of architectural facade have been considered and demanded in an artistic perspective of architecture. In designing architectural facade, designers and architects need to have an inspiration or its various and creative idea provided in a short time in their schematic design phase. Therefore, this research aims to develop design methods and their Grasshopper algorithms for parametric facade pattern design based on Swarm Intelligence, which is used in the field of Biomimicry, which is one of elements and attributes of Biophilic Design and a field of making it possible for efficient and artistic results to be produced by structural orders and principles from nature. The detailed objectives of this research are first, theoretical review for facade parametric pattern design, and Biomimicry and Swarm Intelligence, second, building a logical structure to produce data corresponding to each flocking behavior’s rule, and third, developing design methods and Grasshopper algorithms for Swarm Intelligence-based parametric facade patterns, representing parametric facade pattern designs, and comparing and analyzing with previous research’s algorithm. The study is focused on only introduction of Swarm Intelligence-based parametric facade pattern design’s methods and Grasshopper algorithms, display of pattern design examples, which are previous steps of applied to architectural facades. This research means to define a basic Grasshopper algorithm based on Swarm Intelligence in order to develop detailed design methods of parametric facade pattern designs and help designers and architects to get inspired from and various and creative idea in a short time in earlier design stage. The research is expected to be able to play an expanded system for developing parametric facade pattern design in the field of not only architectural facade but also interior space design.

Grasshopper를 이용한 가시성 분석 알고리즘 개발

김고원(Kim, Go-Won),이다원(Lee, Da-won),강석진(Kang, Seok-Jin) 대한건축학회 2023 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.43 No.2

35–54세여성의 토르소 형태 분류에 관한 연구 - 제8차 Size Korea 인체형상으로부터 추출한 측정값을 이용하여 -

Yu Rui,유은주,송화경 한국의류산업학회 2023 한국의류산업학회지 Vol.25 No.5

Body shape is the most influential factor in determining the quality of clothing fit. Women’s body shape beginsto change significantly in their mid-30s; therefore, this study aimed to classify and analyze the torso shapes of womenaged 35–54 years. This study selected 200 3D body scans of women from the 8th Size Korea Survey database (2021). Using the Grasshopper algorithm developed in a previous study, 17 landmarks were automatically detected and 57 mea-surement values were generated. Using principal component analysis, 11 components (overall body size, upper bodylength, back protrusion, upper body slope, neck position, neck inclination, hip length, bust prominence, abdominal prom-inence, shoulder slope, and buttock prominence) were extracted. Three torso types were identified using K-means clus-ter analysis. The three body types were significantly different on nine component scores. Among the three torso types,Type 1 (37.5%) has the longest upper body and the flattest back and hips. Type 2 (31.0%) has the most curved back andforward upper body. Its abdomen is the flattest, and its shoulders are the most sloped. Type 3 (31.5%) has the shortestupper body, the most protruding hips, and the largest overall body size. This paper proposes two discriminant functionsfor identifying a new person’s torso type.