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INDICE / CONTENTS
Presentazione - Luciano Crespi
Introduzione - Il disegno come ricerca, Michela Rossi
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OLTRE IL DISEGNO TECNICO - strumenti e metodi del progetto
Il disegno e gli strumenti del progetto, Michela Rossi
La forma e la norma: il linguaggio dei segni, Michela Rossi
Rilessioni intorno al colore nella formazione al progetto, Mario Bisson
Disegno e conoscenza: imparare dal rilievo, Michela Rossi
Il disegno di progetto come strategia di trasformazione dello spazio, Gabriele Pierluisi
Il modello come pratica del progetto, Giulio Zanella
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DISEGNO DIGITALE - verso una rappresentazione integrata
Introduzione al disegno digitale, Michela Rossi
Disegno digitale - schede
Strumenti digitali per la rappresentazione. Da lontano, Marco Ferrara
Rappresentazioni complesse, sistemi continui, sistemi discreti, Michele Russo
Disegno e costruzione digitale, Giuseppe Amoruso
Superici complesse e trasformazioni parametriche: Algorithmic Aided Design, Giorgio Buratti
Percezione e misura dello spazio. Dalla prospettiva, il fotoraddrizzamento, Giampiero Mele
Rappresentazioni ibride, Marco Bove
p. 57
p. 69
p. 81
p. 87
p. 93
p. 99
p. 107
p. 111
CONTINUITÀ - ricerca/didattica
Viaggi di studio e taccuini di viaggio, una tradizione in progress, Michela Rossi
Upshots. Photocollage from Italy, Kay Bea Jones
Paesaggi urbani: contaminazioni formali nel disegno dello spazio pubblico, Michela Rossi
Numero e forma nel disegno della città da Atene a New York, Giampiero Mele
Mappare: alla ricerca del senso del luogo, Giuseppe Amoruso
Punto, linea, supericie. Elementi formali per il design del verde, Donatella Bontempi
Specie locali mescolanza planetaria, una rilessione sulle scelte botaniche nella progettazione dei giardini, Matteo Manca
Appunti di viaggio- Esperienze sul campo, a cura di Marco Bove
Design Charrette at OSU, WORKSHOP USA 2011- Kay Bea Jones, Michela Rossi, Giuseppe, Amoruso, Giampiero Mele
ABSTRACT- English abstracts and references
Bibliograia generale, a cura di Laura Galloni
p. 121
p. 127
p. 131
p. 137
p. 145
p. 153
p. 161
p. 169
p. 199
p. 215
p. 237
Giuseppe Amoruso
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DISEGNO E COSTRUZIONE DIGITALE
Disegno per costruire
In ogni epoca gli strumenti per disegnare sono centrali per i processi di
progettazione e costruzione e contribuiscono alla deinizione dei metodi di
lavoro quando si occupano anche della fase di prototipazione e costruzione.
Il disegno nella sua accezione comune indica sia la rappresentazione graica
di un oggetto reale sia il processo di creazione, o immaginazione, che diventa
un atto progettuale nel momento in cui diventa una rappresentazione tematica.
Nei secoli si è lavorato per conquistare lo spazio, tridimensionale e ideale,
nel modo più semplice possibile, pur lavorando con mezzi bidimensionali e
analogici e coltivando una serie di abilità legate soprattutto alle nostre capacità
di riconoscimento logico.
Nel processo di trasposizione visuale, basato sull’uso di strumenti digitali, il
disegno perde la sua espressione intesa come coscienza diretta del segno
poiché il signiicato va oltre la materia graica inglobando anche algoritmi e
librerie graiche di oggetti, deiniti attraverso categorie e dati parametrici.
Inoltre, con l’introduzione della modellazione digitale, è cambiata la maniera di
vedere gli oggetti e le sue rappresentazioni. Nella pratica tradizionale si poteva
visualizzare un disegno alla volta, ma senza poter abbracciare l’intero oggetto;
nel disegno digitale invece il modello “contiene” tutte le visualizzazioni possibili
e può essere rappresentato in un’unica vista.
L’introduzione dei modelli digitali 3D lega ancora di più il disegno alla
costruzione, veriicandola dapprima in ambiente virtuale e consentendo
all’operatore di effettuare le veriiche necessarie in ambiente desktop; in tal
modo il disegno ritorna di nuovo sintesi sperimentale tra immaginazione e
formazione delle immagini che, superando la barriera del reale, apre ad un
nuovo modo di pensare e quindi di costruire.
Il modello sin dal Rinascimento è il nodo di ogni processo progettuale inalizzato
alla costruzione; le tecnologie per realizzarlo e gli accorgimenti per migliorarne
la resa percettiva non solo supportano la sua fruizione ma lo rendono più
facilmente organizzabile e restituibile in forma di prototipo simulandone i
caratteri in maniera effettiva. Filippo Brunelleschi ne fece realizzare di muratura
per effettuare il controllo statico anticipando di fatto le sperimentazioni strutturali
del XVIII secolo, così come li adoperò privandoli degli elementi di dettaglio per
esaltare la deinizione formale dell’opera e realizzando quindi un primordiale
bozzetto 3D. Inoltre il modello per i grandi cantieri di Santa Maria del Fiore
era elemento di normazione del cantiere mettendo d’accordo architetto,
committente e costruttori.
Antonio da Sangallo il Giovane dedicò ben 7 anni alla costruzione di un costoso
ma assai riinito modello che misurava circa 50 mq con una altezza di 5 metri;
gli interni furono trattati per aumentarne la resa (rendering), prevedendo
aggiustamenti per migliorare la percezione e la fruizione (navigazione walk
through), creando rivestimenti di carta colorata simili alle moderne textures
digitali (texture mapping) ed inine corredando gli spazi con igure tridimensionali
realizzate in cera (cutouts).
Michelangelo, che in realtà stimò poco i modelli del Sangallo, ordinò la
costruzione di numerosi modelli di legno e argilla per la cupola della Basilica di
San Pietro di fatto materializzando le sue idee e lasciandole come testamento
per proseguire e completare la costruzione dopo la sua morte; i modelli di
Michelangelo erano complessivi ma anche riferiti a particolari costruttivi, costruiti
in scala per rappresentazione simbolica ovvero realizzati al vero, costituendo un
ambiente “immersivo” in analogia ai procedimenti di navigazione delle moderne
tecniche di realtà virtuale. La necessità di anticipare le operazioni di taglio della
pietra e di prevedere procedure geometriche codiicate per progettare elementi
strutturali in pietra da taglio portò alla nascita della stereotomia ad opera di
Philibert de l’Orme che propose un sistema stereotomico basato sui “traits”,
cioè su serie di sezioni parallele lasciandoci il magistrale esempio della trompe
nel castello di Anet.
Tale tecnica comprendeva la necessità di determinare in via preventiva la
conformazione dei singoli elementi costitutivi e la possibilità di veriicare in
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tal modo la stabilità. Il motivo di interesse per questa storica disciplina e nota
applicazione della geometria descrittiva ritorna oggi alla luce dell’introduzione
delle tecnologie digitali. La geometria descrittiva ha lo scopo di concepire e
sviluppare il progetto usando i metodi di rappresentazione sul piano e si
occupa di rappresentare univocamente il modello tridimensionale ma non
certo di costruirlo. I sistemi di modellazione parametrica oggi consentono di
disegnare e modiicare il modello digitale con metodi analoghi alla costruzione
reale diventando essi stessi metodi di prefabbricazione, simulando operazioni
da oficina. Pertanto la rappresentazione del modello coincide con il modello
stesso ed è limitata o deinita solo dalle interfacce di lavoro e visualizzazione
e spesso tende a confondersi con l’oggetto costruito. Il metodo di stereotomia
introdotto da Philibert de l’Orme, in particolare il metodo del trait, diventa
assai attuale se paragonato all’uso dei sistemi di progettazione parametrica
che appunto non si limitano a conoscere a descrivere geometricamente (con
primitive graiche) ma costruiscono le relazioni, le coerenze geometriche e
funzionali mattone per mattone o, se vogliamo, concio per concio.
Un trait geometrique al contrario non solo racchiude in se il modello complessivo
e completo dell’oggetto ma consente eficacemente di descriverlo per sezioni
e persino di costruirne direttamente il modello isico, per quanto complessa
possa essere la sua realizzazione o la sua rappresentazione.
La modellazione informativa
Il disegno digitale permette diverse modalità di fruizione dei dati seguendo
alternative logiche: (i) la riduzione dallo spazio tridimensionale del disegno
alla visualizzazione sul piano per estrazione di immagini 2D e conseguente
pubblicazione sul web; (ii) la deinizione di un sistema continuo attraverso un
algoritmo di interpolazione che simula una osservazione immersiva; (iii) la
descrizione dell’insieme utilizzando scene isse simili ad inquadrature; (iv) la
rappresentazione tematica in coerenza con la descrizione globale degli oggetti
che si distacca dal concetto di realtà identica. Inoltre la rappresentazione
digitale ha permesso di integrare il concetto di disegno, contenendo dentro
di se tutte le costruzioni tridimensionali (i modelli 3D) ma anche le potenzialità
derivanti dall’ipertestualità e dalla interattività. Per questo scopo si adoperano:
(i) softwares di modellazione, con i quali è possibile disegnare un modello
geometrico tridimensionale a partire da primitive graiche che operano per
superici o per volumi solidi; (ii) softwares di rendering, che operano il passaggio
dal modello geometrico tridimensionale (vettoriale) all’immagine (raster),
permettendo di caratterizzare il set di caratteristiche visibili degli elementi
Disegno e costruzione digitale
presenti sulla scena (colore, materiale, levigatezza, trasparenza, opacità,
ecc.), nonché la presenza di sorgenti di luce puntuali o diffuse, direzione,
posizione e intensità della luce, superici illuminate e in ombra; (iii) softwares
di modellazione informativa BIM, orientati alla deinizione di un database di
oggetti 3D, georeferenziati e logicamente relazionati per la gestione del
processo di progetto e costruzione.
Phil Bernstein, architetto e stratega industriale, fu il primo ad usare l’acronimo
BIM intendendo “Building Information Modeling” come un processo che
contempla la generazione e la gestione delle rappresentazioni digitali
delle caratteristiche isiche e funzionali di un ediicio, creando un modello
informativo. Successivamente il termine si è diffuso come identiicativo della
rappresentazione digitale del processo di costruzione.
Tali modelli costituiscono la risorsa di conoscenza per supportare e orientare le
scelte sullo sviluppo architettonico ino alla sua costruzione e potendo anche
divenire strumento di gestione dell’intero ciclo di vita dell’opera sino al suo
eventuale smantellamento.
Il termine BIM identiica anche i CAD architettonici di nuova generazione,
cosiddetti CAD parametrici, che non si limitano al semplice disegno di primitive
graiche (linee, polilinee, cerchi, archi, ecc.), ma consentono di progettare
e disegnare direttamente i componenti tecnici dell’ediicio (muri, strutture
portanti, scale, serramenti, ecc.). Il disegno attraverso oggetti graici che
contengono anche dati del componente, come la geometria, la costituzione,
la posizione spaziale, ecc., determina anche il modello informativo della
costruzione. Il modello così generato può essere utile per calcoli, veriiche e
analisi preliminari alla costruzione come ad esempio le quantità caratterizzanti
un elemento tecnico (la supericie delle pareti da intonacare piuttosto che il
numero di mattoni necessari per realizzare una muratura).
La progettazione tradizionale era in gran parte legata alla produzione di
elaborati bidimensionali (piante, prospetti, sezioni, ecc.) mentre il Building
Information Modeling si estende al di là di questa delimitazione, aumentando
le tre dimensioni primarie (larghezza, altezza e profondità) e considerando il
tempo come quarta dimensione ed il costo, come quinta.
E’ stata anche introdotta la dizione 6D BIM per evidenziare l’estensione del
modello complessivo, che è consegnato al proprietario o gestore, quando
la costruzione è terminata. Il modello BIM as Built è integrato con tutte
le informazioni pertinenti i componente edilizi come i dati ed i dettagli sui
prodotti utilizzati, le schede di manutenzione, i manuali di gestione, i libretti
degli impianti, i dati di garanzia, i riferimenti ai cataloghi dei prodotti, nonché
Giuseppe Amoruso
1- Sviluppo dei sistemi BIM:
collaborazione, integrazione ed
interoperabilità dei dati sulla base
delle ricerche dell’agenzia del
Governo Inglese The UK Building
Information Modelling (BIM)
Working Party.
2- Il processo di creazione del
Building Information Modeling. Dal
manufacturer al contractor, e con
il contributo dei progettisti e della
computer graica.
le informazioni sul produttore. Questo information-centric database viene reso
accessibile a livello globale per gli utenti / proprietari attraverso un ambiente
web-based personalizzato. L’accuratezza dei dati contenuti nel 6D BIM aiuta i
facility managers nella gestione e manutenzione della struttura durante il suo
ciclo di vita. I fautori di tale processo sostengono che il BIM offre numerosi
vantaggi e agevola il worklow combinando la rappresentazione in ambiente
3D con la necessaria organizzazione delle informazioni garantendo anche
la multiscalarità tipica dei sistemi informativi cartograici. Tra gli avanzamenti
che i sistemi BIM propongono c’è la visualizzazione selettiva del modello ed
una maggiore produttività legata alle modalità di gestione e archiviazione delle
informazioni. Questo si traduce in un maggiore coordinamento dei documenti
di costruzione e l’incorporamento delle informazioni riferite ai materiali
costruttivi e alle loro caratteristiche speciiche, la graicizzazione coerente dei
dettagli costruttivi, la prevenzione degli errori costruttivi e delle interferenze
geometriche fra le parti e ovviamente la gestione delle quantità necessarie per
la stima e la riduzione dei costi di costruzione.
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La fabbrica delle idee
Il rapporto diretto con i fenomeni e la loro natura geometrica può essere
indagato con eficacia utilizzando i sistemi di disegno digitale che consentono la
traduzione diretta del modello costruttivo in un prototipo isico; un vero processo
di laboratorio, dall’osservazione alla razionalizzazione mettendo assieme
forma e struttura e trovando la soluzione più idonea per la fabbricazione. Tale
processo che utilizza le tecniche di reverse modeling consente di tornare
all’apprendistato dal reale, metodologia che si ritrova in molti progettisti del
rinascimento ma anche in alcune espressioni della bioarchitettura. Antoni
Gaudì, durante la progettazione del tempio della Sagrada Familia, raccoglieva
calchi di animali e fotografava gli abitanti del quartiere che si prestavano a farsi
ritrarre in pose drammatiche, impiegando degli specchi per issare l’immagine
da tutti i lati utili a eseguire modelli per statue e bassorilievi. Il progettista
catalano affermava di se stesso: “Io ho immaginazione, non fantasia.
Immaginazione viene da immagine: vedere la realtà delle cose, le cose come
sono, non come la fantasia le elabora”. Non voleva sentir parlare di fantasia
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così come è erroneo affermare che i sistemi digitali aumentano la fantasia ma
bensì invece possono aumentare l’immaginazione come avviene anche per le
applicazioni mobile di augmented reality.
Con questo scopo alcuni progettisti contemporanei (Gehry, Eisenman e
altri) utilizzano i sistemi di modellazione digitale contribuendo alla riscoperta
del modello plastico e rendendo attuale la sua integrazione nel processo
ideativo. La chiave di tale operazione sta nella possibilità di creare una visione
dinamica dentro la ricostruzione digitale potenziando la relazione tra il fruitore
ed il manufatto architettonico e garantendo legami complessi fra immagine,
memoria, percezione e geometria attraverso le forme della rappresentazione.
I sistemi digitali attraverso le opportune periferiche di stampa 3D consentono
di realizzare direttamente i modelli plastici, di bozzetto, di analisi statica e
costruttiva con soluzioni di tipo scultoreo, per fresatura o per successivo
deposito di strati di materia polimerica a formare un sandwich geometrico.
L’ambiente della modellazione digitale conigura pertanto un vero e proprio
laboratorio potenziandone la valenza costruttiva ed espressiva poiché il sistema
simbolico che il modello rappresenta può essere più facilmente manipolato
esaminandone la modiica rispetto ai parametri che li caratterizzano.
Le tecniche di prototipazione digitale abbracciano la possibilità di visualizzazioni
percettive e concettuali con la necessità di effettuare test di funzionalità e
fabbricabilità costituendo un ambiente di simulazione. Lo stesso Michelangelo
dimostrò, con il modello da lui realizzato, la correttezza del proprio progetto
per la cupola di San Pietro e l’errore nell’esecuzione delle centinature da parte
delle maestranze che avevano causato dei crolli nell’emiciclo del transetto
della basilica.
In questo senso i media digitali potenziano i controlli operabili su un modello
tradizionale laddove garantiscono una manipolazione iterativa che genera
sviluppo e miglioramento all’avanzare dei cicli di simulazione e mantenendo
tutta la fase di concept all’interno dell’ambiente digitale.
Con questo approccio il disegno assume il signiicato di medium e di risultato
complessivo di un processo ideativo che, in maniera rapida ma allo stesso
tempo accurata, coniuga i differenti livelli di iconicità-dettaglio necessari alla
comprensione della forma e in funzione del tipo di oggetto da comunicare.
Utilizzare un processo di fabbricazione digitale vuol dire ritornare “ingenui”,
riconquistare un rapporto diretto con la realtà geometrica, senza una
mediazione intellettuale o il limite del disegno per piani. Poter affermare più
logicamente rispetto agli assunti cartesiani che l’osservazione assistita dai
media digitali fa sorgere dubbi e domande innescando la curiosa attitudine del
Disegno e costruzione digitale
progettista che ricerca la risposta e fuga l’ignoranza. Adottare, ad esempio,
una geometria “rigata”, che possa agilmente riprodurre le forme naturali in
alternativa alla semplice geometria euclidea, quella composta da linee rette
come il paraboloide iperbolico, l’iperboloide, il conoide e l’elicoide.
E’ possibile anche sperimentare operazioni di piegatura di superici (folding
e unfolding) con rilessioni sulle implicazioni concettuali e tecniche dei nuovi
mezzi di ideazione che integrano l’analogico con il digitale e che portano ad
algoritmi di generazione geometrica di spazi e superici piegate. Le geometrie
piegate richiamano il processo di unfolding (spiegatura) sul piano di superici
progettate nello spazio digitale. Con l’introduzione del parametric design e l’uso
di algoritmi generativi è possibile approfondire le proprietà geometriche e dei
materiali delle composizioni piegate incorporando il processo di fabbricazione
digitale (digital manufacturing) di oggetti o strutture architettoniche.
L’unfolding di un modello spaziale si traduce in un disegno bidimensionale
che rilette la realtà tridimensionale e suggerisce modalità di interpretazione
che vanno oltre il processo tradizionale di ideazione e permettono di cambiare
la relazione tra il disegno di progetto e lo spazio reale che rappresenta. La
produzione digitale affronta la sida di accompagnare i progetti generati con
i media digitali con l’avanzamento della conoscenza di forme costruttive
alternative per evitare che sia complessa solo la geometria risultante e non
la sua esecuzione inale. In questo modo si possono collegare i processi
CAD / CAM e le proprietà dei materiali che derivano dalle composizioni
piegate consentendo di ripensare creativamente i processi di fabbricazione e
di costruzione disponibili e superare una certa rigidezza deterministica della
rappresentazione, che spesso è rivolta ad un controllo stilistico del manufatto
progettato (il manierismo di certi rendering, analogici o digitali).
Non si tratta più di avere soltanto strumenti di ausilio (al pari di quelli offerti dalle
maquette tradizionali), quanto piuttosto di poter trasferire l’intero ragionamento
in forma digitale e di averlo disponibile in modo visuale con accessibilità continua,
nello spazio e nel tempo: sistemi dinamici e restituzioni di dati analizzabili con
un semplice sguardo. Il modello non è più semplice preigurazione, ma sistema
manipolabile in grado di simulare il reale parallelamente al nostro lavorare su di
esso, dunque strumento in grado di soddisfare ai requisiti di strumento creativo
per il progetto.
Arrivare più direttamente a predisporre calchi digitali attraverso la generazione
di modelli stampabili in 3D o implementando algoritmi generativi così come
Gaudì faceva modellando con le mani le maniglie di Casa Batlò e passando
la forma di gesso ai suoi artigiani che, mentre la sviluppavano, di lui dicevano:
Giuseppe Amoruso
3- Antoni Gaudì, il metodo
geometrico generativo che
utilizza la curva catenaria per
la generazione di sistemi di
copertura a direttrice rettilinea e
curvilinea.
4- Progetto di poltrona attraverso
il metodo del bozzetto digitale
e del successivo unfolding
e rimontaggio manuale del
prototipo.
Corso di Strumenti e metodi
del progetto, prof. Giuseppe
Amoruso, a.a. 2011-2012.
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Disegno e costruzione digitale
«L’architetto ha le idee chiare». Fabbricare le idee in maniera chiara, in ogni
epoca e stagione tecnologica, vuol dire dotarsi di quegli strumenti del disegnare
che in maniera continua assolvono alla millenaria esigenza di conciliare la
forma con la struttura attraverso la sua costruzione.
5- Fabricación Digital y Diseño
Paramétrico, tesi di laurea di Luciana
Gronda, Martin Veizaga. Relatore:
Prof. Mauro Chiarella. FADUUniversidad Nacional del Litoral,
Santa Fe/Argentina, 2011