알고리즘을 이용한 텐스그리티 형태 디자인 및 구축에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

디지털 기술의 발달은 디자인 행위에 대한 인식을 바꾸어 놓았다. 기존의 디자인 행위가 ‘새로운 것의 창조’로 인식되어 졌다면, 현재의 디자인 행위는 ‘디지털 기술의 이용을 통한 기존의 것들에 대한 조합(Combining)과 조정(Controlling)’으로 인식되고 있다. 이전에는 진행되지 않았던 빛, 소리, 에너지 환경 등에 관한 분석을 통해 이에 적합한 외피와 공간을 생성하는 과정은 디자인 행위에서 조합과 조정이 행해지는 대표적인 예이다. 디지털 기술이 건축에 이용되는데 있어서 가장 대표적인 조합과 조정의 방법은 알고리즘과 파라메트릭이라고 할 수 있다. 알고리즘은 특정 요소가 디지털에 입력 될 경우 그 데이터를 하나의 결과물로 변환하는 일련의 과정을 뜻하는 것으로서, 기존의 디자인 과정인 ‘개념, 재현, 구축’과 아주 유사하다. 따라서 요소를 특정 방식으로 조합 할 수 있는 최적의 디지털 기술이며, 또한 이로 인해 생겨날 수 있는 우연적 효과들까지 기대해 볼 수 있다는 장점을 가지고 있다. 파라메트릭의 경우 알고리즘, 즉 조합으로 인해 형성된 형태의 조정이 가능하다. 기본적으로 조정은 미적 또는 구축 가능성의 이유로 인해 실행되어진다. 하지만 이런 장점과 계속되는 디지털 기술의 발전에도 불구하고 대부분의 건축가들의 관심이 ‘지어질 건물에 대한 디지털의 표현 능력’에만 집중되어 있는 탓에 현재의 조합과 조정은 지극히 수동적이고 감각적인 방법으로 이루어지고 있다.
이러한 상황 인식하에 본 논문에서는 과학(Science)과 미학(Aesthetic)의 총체로 정의되는 건축 디자인이 조금 더 그 정의에 다가서기 위해 디지털 기술을 최대한 이용한 디자인 프로세스의 가능성에 대해 연구해 보려 한다.

첫째. 기술을 이용하기 위해서는 개략적으로나마 그 기술의 기반에 관해 인지할 필요가 있다. 따라서 건축 디자인 프로세스에 직접적으로 이용될 디지털 기술의 기반이 되는 원리들에 대한 탐구가 이루어 질 것이다. 이는 알고리즘에 집중될 것이다.

둘째. 디지털 기술을 이용해 구축되어진 건물들의 사례 및 경향 분석을 통해 디자인 실험에 이용될 기술의 선택 및 프로세스의 방법에 관한 고찰과 텐스그리티 형태에 관한 고찰이 이루어질 것이다.

셋째. 앞서 행해진 고찰들을 바탕으로 알고리즘 디자인 프로세스를 이용한 텐스그리티 형태의 디자인과 구축에 관한 디자인 실험이 진행 될 것이다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 1.1. 연구의 배경 및 목적 1
• 1.1.1. 연구의 배경 1
• 1.1.2. 연구의 목적 2
• 1.2. 연구의 방법 및 범위 2
• 1.2.1. 연구의 흐름도 4
• 2. 이론 및 선행연구 고찰 5
• 2.1. 파라미터 그리고 알고리즘 5
• 2.1.1. 파라미터(매개변수) 5
• 2.1.1.1. 넙스와 파라미터 7
• 2.1.2. 알고리즘(Algorithm) 11
• 2.2. 선행 디자인 실험 고찰 13
• 2.2.1. 텐스그리티(Tensegrity) 13
• 2.2.2. 건축과 알고리즘 15
• 2.2.2.1. 자동석공(Automason, Auto + Mason) 16
• 2.2.2.2. 보로노이(Voronoi) 18
• 2.2.2.3. 쉐이프 메트릭스(Shape Matrix) 19
• 3. 디자인 실험 21
• 3.1. 2 plus 4 21
• 3.1.1. 형태 실험 21
• 3.1.2. 그래스호퍼를 이용한 파라메트릭 디자인 실험 22
• 3.1.3. 쉐이프 메트릭스를 이용한 형태 결정 28
• 3.1.4. 최종 이미지 30
• 4. 결론 32