19
الجمعة, يوليو

سنستكمل معاً المناهج والبرمجيات التي اعتمدتها مجموعة CarrierJohnson + CULTURE وعملت على تطويرها والتي عدَّدنا بعضها في المقال السَّابق:

3. الحالات المعزِّزة للواقع الافتراضي


Image: CarrierJohnson + CULTURE

لم يكن جهاز Google Cardboard VR من غوغل المرَّة الأولى التي تُستخدم بها التكنولوجيا من أجل وصل الفجوة بين فهم التصميم والوضع الحالي للمشروع على المقياس الكامل. حيث بمزج استخدام تطبيقات الواقع الافتراضي مع حسَّاسات الأجهزة الذكيَّة نستطيع تحديد موقع المشاريع من خلال برمجيَّات التصميم ونشر هذه المشاريع إلى المكان المناسب لها في العالم حيث يصبح بالإمكان استعراضها ومشاهدتها عبر برامج الواقع الإضافي. تسمح هذه القدرة للمصممين بتصوُّر المشروع في الموقع كما تصوِّره شاشة الهاتف أو الجهاز اللوحي المحمول والقيام بجولة في مقترح المشروع.
وبينما نستفيد من تقنيّة الواقع الإضافي من أجل تصوُّر التصميم في المراحل الأوليَّة ومراحل وضع الفكرة للمشاريع المختلفة، يمكننا أيضاً استخدام برامج نمذجة معلومات البناء BIM للهاتف مثل BIM360 Glue/Field من أجل تنسيق وتصوُّر النموذج الثلاثي الأبعاد بواسطة الأجهزة اللوحية في الموقع خلال عمليَّة التشييد. فبينما ساعدت هذه الأدوات على تسهيل التنسيق وإيجاد حلول للمشاكل على أرض الواقع، فقد وجد أنَّ القدرة على تضمين المعلومات ثلاثيَّة الأبعاد في الرسومات المساعدة خلال عمليَّة تقييم التصميم هو أمر مفيد للغاية. فعبر دمج مشغِّلات الواقع الإضافي مثل رموز ال QR مع أجهزة الرَّسم يستطيع المعماريُّون ربط رسومات وتفاصيل معيَّنة كي يستطيع المتعهدون استعراض نماذج ثلاثيَّة الأبعاد لهذا الرسم المحدَّد أو التفصيل. أدَّت عمليَّة قص ونشر تفاصيل ثلاثيَّة الأبعاد معيَّنة إلى فهم أعمق للتصميم من قبل المتعهدين والمقاولين ممَّا يسهِّل عمليَّة التنسيق وحلّ المشاكل في الموقع.

4. التحكُّم الإيمائي:



بفرض قدرة المعماريين على الرَّسم بالمقياس الحقيقي، قامت مجموعة التصميم التقني (CarrierJohnson + CULTURE's)
باستطلاع عدَّة منهجيات للإدخال. تسمح هذه الأدوات للمصمِّمين بالمشاركة الفعَّالة بشكل أكبر في المشروع في مرحلة التصميم. حيث استغلَّ المطوِّرون حقيقة أن إنتاج النماذج الرقميَّة في السنوات الأخيرة أصبح أكثر سرعةً من انتاج النماذج الماديَّة.
قامت المجموعة في محاولة منها لإشراك المصممين في صنع المشروع دون الحاجة للإدخال بواسطة لوحة المفاتيح أو الفأرة، بتقييم مجموعة متنوِّعة من متتبعات الحركة مثل Microsoft Kinect وأجهزة الإدخال الإيمائي مثل Leap Motion. هذه المنتجات تخلق تفاعل افتراضي بين أيدي المصمم والمنصَّات البرمجيَّة المختلفة المستخدمة في عملية التصميم.
حيث استطاعوا إنشاء خريطة من الحركات الإيمائيَّة التي يمكن ترجمتها للأدوات الشَّائعة، عبر الاستفادة من حساسيَّة الإدخال الموجودة في كاشف Leap Motion والتَّطبيقات البرمجيَّة مثل Gamewave.
يسمح سير العمل باستخدام التحكُّم الإيمائي بتفاعل مبتكر وقدرة خلق بين المصمِّم والعناصر في برنامج التصميم. لقد أعطتنا الإضافات مثل Firefly لبرنامج Grasshopper/Rhino3D و Gamewave لبرنامج Sketchup المرونة اللازمة لخلق تعريفات مخصَّصة ومخطوطات تستخدم أيدي المصمِّم وأصابعه كوحدات إدخال وتتحكم بالكاميرات داخل برنامج التصميم في حين تتلاعب بنفس الوقت بالتصميم بطريقة أكثر سهولة وتفاعلية من وحدات الادخال التقليدية كلوحة المفاتيح والفأرة.

ماذا يحمل لنا المستقبل؟
على الرغم من أن تقنيَّة الواقع الإفتراضي موجودة منذ أربعين عاماً إلا أنَّ انتشارها واستخدامها في مجال العمارة والتشييد يعتبر ظاهرة جديدة. وقد وجد التقنيون في CarrierJohnson + CULTURE مستويات متنوعة من التطبيقات الناجحة لهذه التقنيات ودمجها مع سير العمل بالإضافة لإيجاد منهجيات عمل جديدة. كما استطاعوا زيادة تأثير مجموعة من تقنيات الواقع الافتراضي والإضافي في تطبيقات العمارة والتشييد لمشاريع محدَّدة في المكاتب. فمثلاً، خلال عملية تصميم مبنى المشاة الغربي في مشروع West Pedestrian Building at the San Ysidro Land Port of Entry، تم إنشاء نموذج BIM شامل كوسيلة لتحقيق اشتراطات العميل بالإضافة للرَّغبة في خلق بناء افتراضي للمشروع قبل الإنشاء الفعلي. حيث لم يساعدنا نموذج معلومات المشروع بالقيام بتنسيق تصميم المبنى والأنظمة فقط، بل ساعد في مشاركة العميل في فهم أعمق للمشروع من خلال إستخدام تقنيات الواقع الافتراضي والإضافي المتاحة. استمر استخدام هذه التقنيات خلال مرحلة الإنشاء عبر التنسيق الافتراضي مع المقاولين وتعزيز وتدعيم الواقع الحقيقي بالافتراضي الذي تزامن مع تغيرات التصميم الضروريَّة في الموقع، ممَّا يسمح للمشروع أن يمضي قدماً بالجدول الزمني المخصَّص له ويقلِّل عدد المشاكل في الموقع وطلب المعلومات وتغييرات المشروع.

ولكن يبقى هنالك عدد من العقبات التي يجب معالجتها قبل المسارعة لارتداء نظَّارات الواقع الافتراضي والعمل من مكاتبه مع الخوذة الخاصة. فالتقنيات المستخدمة في المكتب والموقع لا تعتمد فقط على النماذج ثلاثية الأبعاد ومنَّصات البرمجيَّات المختلفة، بل تعتمد أيضاً على قدرة الأجهزة على جمع البيانات بدقَّة خاصَّة فيما يتعلَّق بوضعيَّة المستخدم واتجاهه ووجهة نظره وذلك من أجل خلق تجربة مميَّزة وقابلة للتصديق.

وبينما تحيط البيانات المستخدم ببيئة الواقع الافتراضي، فإنها تتركة غير قادر على التفاعل مع البيئة الماديَّة بحد ذاتها. فللوصول لمرحلة تمكِّننا من التعديل على الفراغ ضمن البيئة الافتراضيَّة، ما يعني ضرورة التحكم بعمليات الادخال لإنشاء النماذج، وهو ما يخلق مشكلة للمستخدمين الذي يرغبون بالتفاعل مع البيئة الإفتراضية بمستويات أعمق من مجرد الاستعراض والحركة، أولئك الذي يرغبون بالتلاعب بالعناصر وبالفراغ بحدِّ ذاته. وحتى يتمكن مطورو تقنية الخوذة ذات الحسَّاسات من توفير أساليب الإدخال المتنوعة والتي يجري تطويرها حاليَّاً في متناول المستخدم، فإن فريق التصميم استكشف عدة منهجيَّات لتراكب وتشابك المنصات الفرديَّة المذكورة سابقاً لخلق بيئة تصميميَّة فريدة.

تحديات أُخرى واجهت المجموعة في محاولتها لدمج هذه التقنيات ومزامنتها لسير عمل متماسك، والذي يرجع لنقص الدَّعم المحلِّي للأجهزة في معظم منصَّات التصميم المستخدمة حالياً. فباستخدام معدّات تطوير البرامج ل Oculus Rift وLeap Motion يمكنهم خلق بروتوكولات متخصِّصة ومنهجيَّات تمكنهم من دمج وحدات الإدخال المعتمدة على التقاط الحركات مع بيئة الواقع الافتراضي، ما يسمح ليد المستخدم بأن تصبح فاعلة في الفضاء الافتراضي بالإضافة لتحكُّمها ببعض وظائف التصميم. هذه الأساليب الجديدة لا تقتصر على السَّماح للمستخدم بخلق شكل الفراغ فقط عبر تقنيات التصميم بالإيحاء المتعلَّمة سابقاً بل أيضاً تسمح باختبار تداعيات هذه التغييرات الفراغيَّة أثناء التواجد في البيئة الافتراضيَّة. هذا العمل هو تقدير تقريبي لما نشعر أنه مستقبل بيئات النمذجة والتصميم الغامر.

تعتبر هذه التحديات كبيرة ولكن من الممكن التغلب عليها، ولنواجه الأمر فقد تطوَّرت أعمال الرسم والنمذجة بشكل لافت منذ الدراسات المنظوريَّة في عصر النهضة كوسيلة أساسيَّة لاستكشاف وتمثيل وإيصال الأفكار المعماريَّة. إن أخذ الواقع الافتراضي وأدواته الإيمائيَّة بعين الاعتبار، يساعدنا على توصيف فعل الرَّسم في القرن الواحد والعشرين كسلسلة متَّصلة من المنهجيَّات التي بدأت في عصر النهضة وانتقلت عبر القرن التاسع عشر (الهندسة الوصفية) من ثم إلى بدايات القرن العشرين والمنظور الايزومتري (axonometric) ولغاية نهاية القرن العشرين (التدوين البياني). أمَّا اليوم فهي تقف على مفترق طرق قاعدة البيانات.
من خلال هذه القراءة لتطوُّر التمثيل المعماري من الرَّسم إلى النماذج الغامرة، فنحن نفترض أنه يجب تجديد فهم دور الأداة التمثيليَّة في التصميم المعماري في العالم افتراضي المتزايد.

من السهولة تصوُّر الفوائد الكبيرة لاستخدام الواقع الافتراضي في العمارة. حيث تكمن الصعوبة في دمج تقنيات هذه البيئة الثلاثيَّة الأبعاد مع القدرة على إستخدام اليد في عملية التصميم. لكن الأدوات الجديدة المعقدة كالحسَّاسات القابلة للارتداء أو البسيطة كشاشات الكومبيوتر اللوحي لديها القدرة على التقاط بيانات التصميم من حركات اليد الحرَّة، وهكذا نستطيع عن طريق أدوات التصميم هذه نحت أشكال وفراغات باستخدام أيدينا كالنحاتين.
ترى مجموعة CarrierJohnson + CULTURE هذا التقدم كمكمِّلٍ مثاليِّ للمحاكاة المكانية للواقع الافتراضي. وهو ما أوحى للمجموعة ببدء تطوير إستراتيجيات حاسوبيَّة متقدِّمة لتقنيات الرَّسم الافتراضي، عن طريق خلق صلة بين المحاكاة والتصوُّر عبر مختلف منصَّات البرمجيات والأجهزة. تعتقد المجموعة أنَّه باستخدام النَّمذجة الإيمائية (التصميم باستخدام الاشارة) للواقع الحقيقي والافتراضي نستطيع إحداث نقلة نوعيَّة في فهم الرُّسومات بالمقاييس الحقيقية. وبهذا يتحوَّل النموذج الثُّلاثي الأبعاد لرسم ديناميكي يمكن توظيفه بشكل أفضل في حالة فراغيَّة غامرة أو محيطيَّة، وهذا يعني أن المصمِّمين لا يرون نماذجهم الثلاثية الأبعاد كنماذج افتراضية بل كبناء افتراضي قابل للتحقيق.
وهذا له عدة فوائد كبيرة، فهو يزيل حاجز المقياس بين المصمم والعميل أثناء تقديم المشروع، وبهذه الطريقة يسمح لعمليَّة الرَّسم أو النمذجة بالتشابك مع فعل البناء بحد ذاته، حيث لم يعد الخط الذي ترسمه يعبِّر أو يرمز لسطح، بل أصبح سطحاً بحدِّ ذاته، وهذا النهج في جوهره ينقل عمليَّة الرَّسم الى مستوى أبعد من تمثيله للفراغ بمقياس ثابت، وهو ما يَعمل به المعماريون منذ عصر النهضة وخلال القرن العشرين، بدلاً من ذلك فهو يؤسِّس عمليَّة الرسم كتمثيل بمقياسه الواقعي والحقيقي.
تدفُّق العمل الجديد لعملية التصميم
إذن، كيف تعمل هذه الأفكار على أرض الواقع؟ يعتقد عموماً أنها تطوِّر لعمليَّة التصميم وتساعد السكان والعملاء في تصور أوضح للمشروع. هذه تعدادات للمناهج والبرمجيات والأجهزة التي اعتمدت في مجموعة CarrierJohnson + CULTURE وما نتج عنها:

1. البيئة الافتراضيَّة



يستفيد الممارسون من عدة منصَّات للأجهزة الصُّلبة والبرمجيَّة، من أجل محاكاة شاملة للفراغ لمعاينته أثناء العمل. فمن الممكن من خلال استخدام شاشات يتم التحكم بها بواسطة خوذة على الرأس مثل HMDs خلق حالة تمكِّن المصمِّم من اختبار تصاميمه بمقياسها الحقيقي. أمَّا على مستوى تطبيق هذه العمليَّة على سطح المكتب، فمن المهمّ لنجاحها أن يقوم المصمِّمين بوضع أنفسهم في السِّياق الافتراضي من غير الحاجة لطرح برمجيات جديدة لصياغة العمل. لحدِّ الآن يفضِّل مستخدمي منصَّات الألعاب مثل Unreal وUnity الاعتماد على أدوات الواقع الافتراضي ممَّا يؤدِّي للحاجة لمزيد من العمل والنتائج على مستوى بيئةHMD/VR غير المستحبَّة كأداة للتَّصميم. للتخفيف من حدِّة هذه المآخذ يستطيع مصمِّمي المشاريع الاستعانة بمنصَّات لبرمجيات جاهزة الاستخدام قادرة على تحقيق التحوُّلات بين المنصَّات المستخدمة وتقنيَّات البيئة الافتراضيَّة.

نستطيع القول اعتماداً على الخبرات السابقة أنَّ كِلا التقنيات المستخدمة في منصَّات الواقع الافتراضي تعطي المصمِّم القدرة على تحويل الأشكال والنماذج الثُّلاثيَّة الأبعاد مع دمجها مع خرائط السَّطح إلى بيئة افتراضيَّة يمكن التنقل بها بواسطة نظام الرأس (sethead DK2 Oculus Rif). بهذه الطَّريقة يستطيع المعماريُّون والمصممُّون اختبار وتقييم قراراتهم التصميميَّة عن طريق اختبارهم لمميِّزات الفراغ المصمَّم في بيئة ذات مقياس حقيقي. كما تسمح هذه المنصات بإيجاد حلول تصميميَّة متعددة حيث يمكن تعديلها في بيئة الواقع الإفتراضي الأصليَّة للمشروع مثل ظروف الإضاءة الطبيعيَّة والصناعيَّة وطبقات الأثاث والمواد.

غالباً ما يكون الهدف من نماذج المحاكاة هذه هو استخدامها ضمن عمليَّة التصميم، مما يؤدِّي عادةً لإعطاء المصمِّم حريَّة الحركة داخل النموذج لاكتشاف والتحقُّق من عدة وجهات نظر عبر التحكُّم بالزَّاوية المتَّصلة بوحدة التحكم أكس بوكس 360. بهذه الطريقة تقدَّم النماذج مقاربة بسيطة للمواد والدَّرجات اللَّونيَّة المستخدمة من أجل أداء أفضل في التقديم الرَّسمي للمشروع.

2. الواقع الإفتراضي الصوري



من الممكن باستخدام عمليات مماثلة تكرار البيئة ثلاثية الأبعاد الصوريَّة (أي بالاعتماد على الصور) من أجل تسهيل عمليَّة تقديم العروض للعميل. يفضَّل في هذه الحلات أن يتم تقديم المشروع بعرض صور تحاكي الواقع، ولتنفيذ ذلك يتم استخدام أساليب التقديم الحاليَّة لخلق صورة بانوراميَّة مستطيلة (equirectangular)* يتم تحويلها فيما بعد لبيئة كرويَّة باستخدام تطبيق جهازRoundMe الذي يعمل على نظاميّ Android وiOS. يسمح هذا التطبيق للفرق العاملة على المشروع أن تستخدم تطبيق (Google Cardboard) للهاتف النقال من شركة غوغل وذلك بالتنسيق مع الهواتف الذكيَّة لمشاركة البيئة الثلاثية الأبعاد الصوريَّة للتَّصميم.
بالإضافة لاستخدام تطبيق RoundMeبالتعاون مع Google Cardboard سيكون باستطاعة المعماريِّين في المكاتب استخدام تطبيق Google Photosphere أو أي تطبيق مشابه للصور الكرويَّة والصُّور البانوراميَّة من أجل خلق صور كرويَّة لمواقع البناء ومشاركتها مع العاملين في المكتب والمستشارين والمتعهدين والعملاء. تسمح هذه الصور البانوراميَّة بمستوى أعلى لتوثيق عمليَّة الإنشاء، كما تسمح أيضاً للمشاركين غير القادرين على زيارة المشروع أن يختبروا عمليَّة إنشاء المشروع بطريقة أكثر دقَّة وشموليَّة.
نستطيع تخيُّل الامكانات التي سيتيحها تطوير مثل هذه البرمجيَّات والمنصَّات في مجال عمل المصممين والمعماريين من جهة وعلاقتهم مع العميل من حيث إيصال الفكرة من جهة اخرى. لكن ما هذه إلا البداية، انتظرونا في الجزء الثاني من المقال للتعرُّف على باقي المناهج والبرمجيات التي ستسهم في تطوير عمل المصممِّين وتسهيله.