파라메트릭 기술을 활용한 직조형 서피스 제어에 관한 연구 : 텍스타일 프로그래밍을 통한 구축과 표현방식을 중심으로
초록/요약
현재 많은 건축가들은 몇 십 년 전에는 상상하기 어려웠던 복잡하고 비정형적인 형태의 건축물을 디자인하고 있다. 이는 디지털 테크놀로지 및 건축 신 재료의 발달에 따라 가능한 것으로 건축의 정적이고 구축적인 개념은 그 경계가 점차 확장되어가고 있다. 따라서 단순히 쌓거나 조립하여 형태를 빚어내는 것이 아닌 CNC (Computerized Numerical Control), 레이저 커팅, 3D 프린팅, 드론 등 가상 시공 및 환경 시뮬레이션 및 로봇 테크놀로지 등의 기술들을 건축 프로세스에 유기적으로 적용하려는 시도들이 건축계 전반에서 활발하게 연구되고 있으며 그에 따른 새로운 디자인 방법론과 그 조형적 잠재성에 대한 연구의 중요성 또한 크게 증가하고 있다. 직조형 서피스 디자인 방식은 전혀 새로운 것이 아닌 현대의 컴퓨팅이나 로봇을 활용한 디자인 결과물들이 나타나기 전부터 섬유를 직조한다거나 뜨개질을 하는 등의 인류 문명 발전에 따라 존재하고 발전해왔다. 섬유 텍스타일에 따라 생성되는 입체적인 지오메트리는 기하학과 일정한 패턴생성 방식에 기인한 것이라는 면에서 새로운 파라메트릭 디자인 생성의 기초 원리로 해석될 수 있을 뿐만 아니라 텍스타일 생성 방법을 통한 새로운 파라메트릭 디자인 결과물을 도출해 낼 수 있다. 하지만 수학적 알고리즘을 기반으로 형태가 생성되고 디자이너의 직관을 통해 만들어지는 유기적이며 복잡한 형태의 파라메트릭 디자인은 기존의 건축 축조방식으로는 시공의 어려움과 같은 많은 한계를 가진다. 따라서 본 연구에서는 입체적이고 유기적인 직조 알고리즘 디자인을 생성하고, 이를 효과적으로 구현할 수 있는 디지털 직조 시스템을 구축하여 설계 및 로봇 아키텍처 프로세스 상의 통합 설계방법론을 제시한다. 또한 텍스타일 시스템의 구축과 그에 따른 패턴 형성 알고리즘을 중심으로 디자인 프로세스 상 본 시스템을 활용하여 직조된 디자인 결과물을 도출하여 패턴 형성 알고리즘의 제어를 통한 새로운 형식의 디자인 도출의 가능성을 확인한다. 이는 직조 시스템의 알고리즘에 따른 배열에 따라 다양한 형상을 도출해낼 수 있는 새로운 디자인 형성 방법론이 될 것이며 향후 다양한 파라메트릭 디자인을 구현하고 지원하기 위한 건축 시스템이라는 것에 그 의의가 있다.
more목차
1. 서론 1
1.1. 연구의 배경 1
1.2. 연구의 목적 및 의의 2
1.3. 연구의 방법 및 구성 4
1.4. 연구의 개요 7
2. 현대 건축에서의 직조형 서피스의 개념 8
2.1. 직조의 개념 8
2.1.1. 직조의 일반적 의미 8
2.1.2. 직조의 표피성 9
2.1.3. 직조의 공간성 10
2.1.4. 직조의 조형성 11
2.2. 건축에서의 직조 12
3. 건축에서의 직조형 서피스의 구축적(Tectonic) 특성 15
3.1. 구축성의 개념 15
3.2. 현대 건축에서의 구축성 16
3.2.1. 재료의 물성 17
3.2.2. 부재의 구축관계 및 논리 18
3.2.3. 관념적 개념의 구축 18
3.3. 직조형 서피스(Textile surface)의 구축성 19
3.3.1. 직조형 서피스의 개념 19
3.3.2. 직조형 서피스의 물성 19
3.3.3. 직조형 서피스의 구축논리 20
3.3.4. 직조형 서피스의 감각적 개념 22
3.4. 소결 24
4. 직조형 서피스의 파라메트릭 구축 논리 25
4.1. 일차함수를 이용한 3차원 직조 알고리즘 구현 25
4.2. 삼각함수를 이용한 3차원 직조 알고리즘 구현 33
4.2.1. 삼각함수 파라메터의 정의와 유형 33
4.2.2. 삼각함수 직조패턴의 도출방법 38
4.2.3. 삼각함수 파라메터와 구축 39
4.2.3.1. Scale형 직조 패턴의 구축 39
4.2.3.2. Modulation형 직조 패턴의 구축 42
4.2.3.3. Spiral형 직조 패턴의 구축 45
4.2.3.4. Pinching형 직조 패턴의 구축 48
5. 직조 패턴의 구축 특징에 따른 시각적 표현효과 51
5.1. 직조 패턴의 시각적 개방성 51
5.2. 직조 패턴의 시각적 안정성 53
5.3. 직조 패턴의 리듬감 55
5.4. 직조 패턴의 방향성 57
5.5. 직조패턴의 교차공간의 형태 59
5.6. 소결 61
6. 결론 63
7. 참고문헌 64
