Luận án ứng dụng hình học fractal trong thiết kế tổ hợp kiến trúc tại việt nam

1 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Có thể nói, hình học đại diện cho tảng tư văn minh xã hội lồi người Đối với kiến trúc, hình học tảng cho tạo hình thiết kế Đối với THKT, hình học “là nguyên tắc tổ chức, phương tiện nối phận kiến trúc lại với nhau” [6] Tuy vậy, phần nhiều dừng việc tiếp cận với hình học Euclid, vốn tồn hàng nghìn năm Trên thực tế, với phát triển khoa học nói chung, đặc biệt khoa học máy tính, hình học có bước tiến vượt bậc mình, hữu lĩnh vực đời sống Các dạng hình học phi Euclid đời, góp phần tạo nên cơng trình kiến trúc độc đáo trào lưu kiến trúc mới, khơng thể khơng kể đến hình học Fractal, loại hình học nhà toán học Mandelbrot phát công bố vào thập niên 70 Nếu loại hình học khác hình học Euclid truyền thống nghiên cứu hình đơn lẻ vng, trịn, chữ nhật, tam giác đối tượng hình học Fractal tổ hợp phức tạp, gồm nhiều, chí vơ hạn đường nét Các mảnh hình học kết hợp với dựa quy tắc đồng dạng Điều xem tảng tạo liên hệ THHH Fractal THKT Điểm đặc biệt loại hình học - khả mô tả cấu trúc phức tạp tự nhiên, điều mà hình học Euclid trước khơng thực Những đám mây, bụi cây, núi khơng cịn đơn giản dừng hình cách điệu vng, trịn, chữ nhật, tam giác mà mơ giống thật máy tính nhờ ứng dụng quy tắc tạo hình Fractal Sự đời phát triển hình học Fractal điều cần thiết tất yếu tất lĩnh vực tạo hình, có kiến trúc mà xu kiến trúc đại bền vững dựa tổ hợp sinh học với cấu trúc tương đồng gần gũi với tự nhiên Sau khởi xướng, hình học Fractal phát triển rộng khắp, xâm nhập vào tất lĩnh vực đời sống, đặc biệt nghệ thuật Thậm chí, lĩnh vực kiến trúc, từ thập niên 90, trào lưu kiến trúc có tên Kiến trúc Fractal đời, lan tỏa với sức ảnh hướng mạnh mẽ đến ngày [43] Tác giả Derek Thomas (2012) định nghĩa kiến trúc Fractal "hình thức đương đại thiết kế hữu cơ" [44] Bên cạnh đó, đời hình học Fractal gắn liền với phát triển đồ họa máy tính đóng góp vai trị quan trọng lịch sử phát triển kiến trúc tham số - Parametric architecture [44] Đó trào lưu kiến trúc gắn liền việc thiết kế với công nghệ đồ họa, đó, kiến trúc sư tiếng Zaha Hadid, Frei Otto, v.v Chính thế, nói, hình học Fractal cầu nối gần liên kết ba yếu tố: sáng tạo nghệ thuật hình thức sinh học, đồ họa máy tính cơng nghệ sản xuất Nói cách ngắn gọn, hình học Fractal xem tảng cho thiết kế kiến trúc thời đại kỹ thuật số Theo giải nghĩa thuật ngữ quốc tế kiến trúc, “Architecturology” tạm hiểu khoa học kiến trúc “Sáng tạo kiến trúc giai đoạn 4.0 ln địi hỏi kết hợp hữu yếu tố đối lập: công nghệ tiên tiến sắc văn hóa, cơng linh hoạt hình thức ấn tượng” [10] Nhà lý luận kiến trúc Carl Bovil nhận định: "Hình học Fractal VD hoi công nghệ vào cốt lõi thành phần thiết kế, cho phép kiến trúc sư nhà thiết kế thể hiểu biết phức tạp thiên nhiên" [25] làm sở cho việc chủ động áp dụng khoa học vào sáng tạo nghệ thuật Mặc dù tầm quan trọng ảnh hưởng hình học Fractal giới suốt thời gian qua phủ nhận Việt Nam, đặc biệt lĩnh vực kiến trúc, hình học Fractal khái niệm hoàn toàn - chưa có nghiên cứu hồn chỉnh thức Từ khóa “kiến trúc Fractal” tiếng Việt gần bị bỏ ngỏ trang tìm kiếm thông tin Google Hiện nay, nhu cầu hội nhập kiến trúc Việt Nam với trào lưu phát triển chung Kiến trúc giới to lớn cấp thiết Nếu khơng cập nhật tồn diện vấn đề khoa học cơng nghệ thiết kế chắn, thiếu sót lớn, chí khiến kiến trúc tụt hậu so với lịch sử Vì lý kể trên, NCS lựa chọn đề tài “Ứng dụng hình học Fractal thiết kế tổ hợp kiến trúc Việt Nam” Mục đích mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục đích nghiên cứu Đề xuất khả / giải pháp ứng dụng hình học Fractal trong thiết kế tổ hợp kiến trúc Việt Nam nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kiến trúc thời đại khoa học công nghệ 4.0 2.2 Mục tiêu nghiên cứu Để đạt mục đích đặt ra, mục tiêu cụ thể nghiên cứu bao gồm: - Xác định nguyên tắc, phạm vi ứng dụng hình học Fractal vào thiết kế THKT Việt Nam (mức độ, dạng hình thái, hình thức tổ hợp thể loại cơng trình) - Đề xuất giải pháp ứng dụng hình học Fractal tạo hình, kết hợp với giải pháp áp dụng công nghệ đồ họa hỗ trợ tạo hình cho thiết kế THKT Việt Nam - Đề xuất quy trình tư ứng dụng hình học Fractal theo giai đoạn thiết kế THKT Việt Nam Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 3.2 - Đối tượng nghiên cứu Tổ hợp kiến trúc ứng dụng hình học Fractal Phạm vi nghiên cứu Áp dụng cho cơng trình kiến trúc Việt Nam phạm vi thời gian từ đến năm 2030 tầm nhìn đến 2050 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài nghiên cứu 4.1 Ý nghĩa khoa học Đề giải pháp lý thuyết có tính khả thi ứng dụng hình học Fractal vào trình thiết kế THKT Việt Nam, bổ sung vào hệ thống sở khoa học lý luận phục vụ công tác giảng dạy môn học liên quan tới lý thuyết tạo hình, thiết kế kiến trúc; tài liệu học tập, nghiên cứu, tham khảo cho giảng viên học viên ngành kiến trúc nói chung; tài liệu lý luận bổ sung, hỗ trợ để hồn thiện chương trình đổi đào tạo ngành kiến trúc 4.2 Ý nghĩa thực tiễn Bổ sung hướng tìm ý vận dụng hình học Fractal, kết hợp với tạo hình đồ họa lý thuyết hình học khác, hỗ trợ q trình thiết kế THKT cho cơng trình Việt Nam Các đề xuất có giá trị thực tiễn cao, phù hợp làm tài liệu tham khảo, hướng dẫn thiết kế thời đại cách mạng công nghiệp 4.0 Phương pháp nghiên cứu 5.1 Phương pháp tổng hợp, phân tích, phân loại hệ thống hóa lý thuyết Thu thập tài liệu lý thuyết THHH Fractal lý thuyết thiết kế THKT Nghiên cứu nội dung, liệu, hình ảnh để tóm tắt, phân loại lý thuyết có thành hệ thống logic theo mặt tương đương chất, hướng phát triển như: khái niệm (khái niệm hình học Fractal, THHH Fractal, khái niệm THKT), thành phần, bố cục, nguyên tắc tạo hình biến thể v.v loại tổ hợp, tạo điều kiện cho việc phân tích, đánh giá tương thích mặt lý thuyết hai loại hình tổ hợp 5.2 Phương pháp khảo sát, đánh giá tổng kết lịch sử, kinh nghiệm Thu thập, tổng hợp tài liệu, hình ảnh cơng trình thực tiễn, phương án thiết kế hay đề xuất tạo hình áp dụng có đặc tính tổ hợp hình thức tương đồng với hình học Fractal; tiến hành khảo sát hình ảnh, liệu, phân tích thiết kế, phân loại hệ thống hóa VD theo đặc điểm THKT (cơng năng, diện tích, dạng tổ hợp, ý tưởng kiến trúc, v.v) nhằm phát xu hướng, phạm vi phù hợp cho ứng dụng tạo hình Fractal Từ đó, xây dựng tổng quan vấn đề nghiên cứu, phát khía cạnh liên quan đến ứng dụng hình học Fractal có chưa có, nhằm kế thửa, bổ sung phát triển ứng dụng đó, phát thiếu sót, chưa hồn chỉnh lý luận có để tìm thấy chỗ đứng đề tài nghiên cứu vấn đề đặt Kết hợp lý luận với thực tiễn, đem lý luận phân tích thực tiễn, từ phân tích thực tiễn lại rút lý luận cao 5.3 Phương pháp so sánh Quan sát, đối chiếu liệu liên quan nguồn gốc, đối tượng nghiên cứu, tạo hình biến thể để phân biệt tìm đặc điểm bật hình học Fractal hình học khác Quan sát kết hợp đối chiếu phân tích hình ảnh tổ hợp hình học Fractal THKT lý thuyết thực tiễn Từ đó, tìm điểm tương đồng, khác biệt hai loại hình tổ hợp, đánh giá khả tương thích, cho phép ứng dụng tổ hợp vào thiết kế tác tổ hợp Khảo sát cơng trình thực tiễn riêng biệt, sau phân tích, tìm đặc trưng, đặc điểm tương tự hình thức, cơng năng, tạo hình để hệ thống hóa thành nhóm ứng dụng, thuận tiện tổng kết, đúc rút kinh nghiệm 5.4 Phương pháp mơ hình hóa Nghiên cứu hình ảnh tổ hợp lý thuyết cơng trình có, phân tích hình ảnh, rút nhận xét, mơ tả khái qt hóa hình thái, cấu trúc, cách xây dựng Từ đó, đề phương pháp tạo hình, quy trình ứng dụng Ngược lại, lý thuyết tạo hình quy trình ứng dụng đề xuất lại minh họa thông qua mô hình, chủ yếu thực máy tính 5.5 Phương pháp chuyên gia Tham khảo ý kiến chun gia có trình độ, hiểu biết liên quan tới hình học kiến trúc để xem xét, đưa nhận định, đánh giá liên hệ THHH Fractal THKT, tìm phương hướng ứng dụng thiết kế cơng trình Việt Nam 5.6 Phương pháp thực nghiệm Điều tra, khảo sát dẫn chứng từ thiết kế thực tế, liệu khoa học có để đưa nhận định kiểm chứng kết nghiên cứu ứng dụng hình học Fractal sáng tác tổ hợp kiến trúc 5.7 Phương pháp dự báo Tham khảo ý kiến, đánh giá khả phát triển khoa học kỹ thuật, đưa hướng ứng dụng hình học Fractal khả triển thời đại công nghệ số Đóng góp luận án 6.1 Về lý luận Hệ thống hóa mối liên hệ lý thuyết hình học Fractal lý thuyết vể THKT; đề xuất giải pháp lý thuyết, nguyên tắc ứng dụng hình học Fractal vào việc nghiên cứu, thiết kế ý tưởng THKT Việt Nam; Góp phần hồn thiện, bổ sung thêm nội dung khoa học khoa học ứng dụng, liên quan đến nghệ thuật tạo hình sáng tác thiết kế kiến trúc 6.2 Về đào tạo Đề xuất sở tảng ban đầu giải pháp kết hợp mạnh khoa học hình học Fractal, gồm mơ tả cấu trúc hình học bất thường, cấu trúc phức tạp trúc tự nhiên đồng dạng ngẫu nhiên.v.v với với khoa học thiết kế kiến trúc truyền thống đương đại, tiền đề để xác lập mơn học lý thuyết tạo hình khơng gian kiến trúc mới, góp phần bổ sung vào chương trình đổi đào tạo nguồn nhân lực ngành kiến trúc đến năm 2030 6.3 Về thực tiễn Đề xuất ứng dụng hình học Fractal trở thành cơng cụ hữu hiệu, hàm chứa yếu tố khoa học công nghệ, linh hoạt ứng dụng như: theo hình thức tổ hợp, theo hình thức tạo hình biến đổi, theo giai đoạn thiết kế, nhằm hỗ trợ cho thiết kế THKT, phù hợp với giai đoạn chuyển đổi ứng dụng công nghệ số Việt Nam, phù hợp với định hướng phát triển Kiến trúc Việt Nam (đã Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Quyết định số 1246/QĐ - TTg ngày 19/7/2021), theo xu hướng phù hợp với điều kiện tự nhiên, văn hóa địa thời đại kỷ nguyên công nghệ số Cấu trúc nội dung luận án Luận án gồm phần (khơng kể mở đầu kết luận) sau: - Chương 1: Tổng quan ứng dụng hình học Fractal tổ hợp kiến trúc; - Chương 2: Cơ sở khoa học ứng dụng hình học Fractal tổ hợp kiến trúc Việt Nam; - Chương 3: Đề xuất ứng dụng hình học Fractal thiết kế tổ hợp kiến trúc Giải thích số khái niệm thuật ngữ sử dụng luận án - Tổ hợp: Là cấu trúc tổng thể tạo nên từ kết hợp, đặt vị trí yếu tố thành phần Tổ hợp tiếng Anh từ ghép hai từ: “Thành phần” “vị trí” [11] Alberti định nghĩa tổ hợp “quy trình, theo phần bố cục lại với tranh” [59] - Fractal: Là từ tiếng Anh có nguồn gốc từ tiếng Latin "fractus" nghĩa "đứt gãy" [19] - Tổ hợp hình học Fractal hay Fractals (trong tiếng Anh): Là khái niệm trừu tượng toán học dùng để mô tả vật tổ hợp từ nhiều phần nhỏ, hình thành cách tự nhiên, có hình dạng gấp khúc tỷ lệ phóng đại Trong đó, phần nhỏ lại tương tự giống tổng thể phân đoạn lớn chứa phần Như vậy, tổ hợp hình học Fractal "có vơ tận chi tiết, chi tiết có cấu trúc tự đồng dạng tỷ lệ phóng đại khác Nhiều trường hợp, tạo tổ hợp Fractal việc lặp lại mẫu toán học, theo phép hồi quy [1, 19, 20] Ví dụ đơn giản THHH Fractal có tự nhiên (Hình 01) cành nhiều nhánh, nhánh lại có nhiều cành khác nhỏ Nếu cắt cành thấy giống với toàn thân nhánh lớn chứa Quan sát dương xỉ, ta thấy nhánh hình ảnh cành chi tiết (Hình 01) Hình 01 VD tổ hợp hình học Fractal toán học tự nhiên [21,147] a) Fractal toán học b) Fractal tự nhiên a) - b) Hình học Fractal: Là phân nhánh tốn học chun nghiên cứu đối tượng tổ hợp hình học Fractal (đặc điểm, cách tạo hình, v.v.) Ở Việt Nam, hình học Fractal cịn biết đến lĩnh vực tốn học cơng nghệ thơng tin tên gọi "hình học bội phân", " hình học siêu kích thước" [106] "hình học phân dạng" [89] hay "hình học phân hình" [2] - Tổ hợp kiến trúc: Là tổng thể thành phần cấu tạo nên hình thức kiến trúc cơng trình - Thiết kế tổ hợp kiến trúc: Là phần quan trọng sáng tác kiến trúc, Gaudet định nghĩa “sự kết hợp phận tổng thể thống nhất” [59] Cụ thể hơn, thiết kế THKT việc tổ chức, bố cục, xếp hình thể khơng gian thành phần cơng trình để có thống từ bên (nội thất) đến hình khối mặt đứng bên ngồi (ngoại thất), tạo hiệu thẩm mỹ đặc thù, phù hợp công kiến trúc [32, 50, 55, 87] Giai đoạn đầu sáng tác kiến trúc, người thiết kế xây dựng nhiều tổ hợp khác cách thay đổi vị trí liên kết số khối ban đầu để tìm ý cho thiết kế thực tiễn Hình 02 VD đơn giản thiết kế THKT Hình 02 VD tổ hợp dạng gạch chong chóng từ số hình khối đơn giản ứng dụng thực tiễn cụ thể [32] - Phát triển tổ hợp: Là trình phát triển tổ hợp hình thức cơng trình kiến trúc gồm bước từ đơn giản đến chi tiết sau [9]: Ý tưởng manh nha nét sơ khai giải pháp tổ hợp gốc phát triển tổ hợp Trong trình phát triển THKT, người thiết kế cần kỹ sử dụng ngơn ngữ tổ hợp đảm bảo tính liên kết nguyên tắc thẩm mỹ Ngoài ra, cần có khả xử lý cơng linh hoạt trong trình phát triển tổ hợp, chắn phải giải toán mâu thuẫn cơng năng, u cầu diện tích hình thức [9, 32] - Biến thể hình học: Là "sự biến đổi hình thể từ đối tượng thành đối tượng phù hợp với trình, ngữ cảnh hay kiểu hình thức Sự biến đổi hình thức đột biến hay chuyển hóa dần tùy theo ý tưởng" [9] Sự biến thể thực cách thay đổi cấu trúc thành phần, chí tác động vào cấu trúc tổng thể tổ hợp gốc để tạo tổ hợp hình thức có tương đồng định tổ chức, liên kết so với cấu trúc ban đầu CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG HÌNH HỌC FRACTAL TRONG TỔ HỢP KIẾN TRÚC 1.1 TỔNG QUAN VỀ SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA HÌNH HỌC FRACTAL 1.1.1 Q trình đời, phát triển hình học Fractal Hình học cơng cụ toán học thiết yếu thiết kế thuộc lĩnh vực Từ hàng nghìn năm nay, vốn quen thuộc với hình học Euclid Tuy vậy, mơ tả giới tự nhiên xung quanh, hình học Euclid bị xem "khô cứng" "lạnh lẽo" [5] Nhà tốn học Mandebrot nhận định: "Những đám mây trơi lơ lửng cầu, núi nhấp nhơ khơng phải chóp nón, bờ biển thơ mộng khơng phải đường trịn"[23] Từ cảm nhận trực quan này, vào năm 1975, ông nghiên cứu đề xuất lý thuyết hình học có tên gọi “hình học Fractal” (Fractal geometry) hay giới biết đến là: "Hình học tự nhiên" [23] với kiến thức nghiên cứu cách thức tạo hình tính chất cấu trúc tổ hợp phức tạp xuất toán học tự nhiên (được biết đến tổ hợp hình học Fractal), khơng dễ giải thích loại hình học trước Lý thuyết hình học Fractal xây dựng dựa hai vấn đề lớn quan tâm thập niên đầu kỷ 20 [13, 56] Các vấn đề bao gồm: - Tính hỗn độn q trình phát triển có quy luật tự nhiên ; - Sự mở rộng khái niệm số chiều độ đo lý thuyết hình học Euclid cổ điển Khái niệm Fractal, hình học Fractal tổ hợp hình học Fractal nêu rõ phần Mở đầu Trên thực tế, ý tưởng manh nha Fractal toán học xuất từ kỷ thứ 17 Tuy vậy, nghiên cứu thời gian mông lung hạn chế khoa học đương đại - đơi phương trình hay hàm số toán học đời, chưa giải thấu đáo bị coi "quái vật toán học" [89] Lý thuyết liên quan tới "Fractal" suốt vài kỷ bị giới hạn vẽ tay, thiếu phương tiện để hình dung vẻ đẹp bao qt khái qt hóa chúng hay tìm ý nghĩa, mối liên hệ hình vẽ với 10 với hình ảnh có thực tự nhiên Có lúc, nghiên cứu vào ngõ cụt khiến cho THHH Fractal sau ví "hoa tuyết Kock" gọi với tên kỳ bí "đường cong quỷ" [89] Đến thập niên 1960, đồ họa máy tính đời phát triển Nhà tốn học Madelbrot q trình nghiên cứu vấn đề tạo ảnh máy tính trung tâm nghiên cứu Thomas J Watson IBM bắt đầu khám phá quy luật đồng dạng tương tự hình ảnh tốn học có trước cấu trúc tự nhiên Đến năm 1975 lý thuyết hình học Fractal thức đời Kể từ đến nay, với trợ giúp đắc lực đồ họa, hình học Fractal vượt khỏi phạm vi toán học bản, vào lý thuyết ứng dụng liên quan đến hình ảnh tất lĩnh vực Một số VD minh họa ứng dụng xem Hình 1.1 Điện thoại di động có ăng ten Sierpinski Gasket Bó cáp có cấu trúc dạng Fractal lĩnh vực xây dựng Mơ hình thành phố dạng Fractal quy hoạch Hình 1.1 Một số VD ứng dụng hình học Fractal [94] Riêng lĩnh vực thiết kế kiến trúc, xuất hình học Fractal kết hợp với phát triển đồ họa kỹ thuật số có ảnh hưởng mạnh mẽ, góp phần tạo dựng thúc đẩy diện mạo mang màu sắc công nghệ cho kiến trúc đại (xem chi tiết mục 1.2) 1.1.2 So sánh khái quát khác biệt hình học Fractal với hình học Euclid hình học Topo Hình học phát triển gắn liền với tiến văn minh nhân loại Sau hàng nghìn năm hình học truyền thống Euclid thống trị, bùng nổ cách mạng công nghiệp từ kỷ 18 đến cách mạng công nghệ thông tin kỷ 20 dẫn đến đời nhiều dạng hình học phi Euclid hình học Topo gần hình học Fractal Đa phần người quen với hình học truyền thống Euclid bỡ ngỡ loại hình học cịn lại Việc so sánh giúp phân biệt loại hình học cho thấy đặc điểm bật hình học Fractal 15- PL PHỤ LỤC Một số cách thức Chi tiết hóa/ Điêu khắc hóa tổ hợp ứng dụng hình học Fractal Giất cấp/ phân lớp theo chiều dọc Tạo chi tiết trang trí đồng dạng nhiều tỷ lệ Phân vị ngang khơng đồng Phân vị đứng không đồng 16- PL Tạo độ nhám, gồ ghề ghép mảnh Phân chia lưới/ tạo độ gồ ghề mái Họa tiết trang trí bề mặt trần/ sảnh Chi tiết trang trí khung, cột kiểu tự nhiên Hiệu ứng ánh sáng, hình ảnh Tạo hệ lưới bao phức tạp bề mặt cho bề mặt kính Đục trổ đặc rộng đồng dạng cho bề mặt 17- PL PHỤ LỤC Ví dụ: Ứng dụng lệnh có sẵn Autocad để xây dựng Fractal tạo dựng nên từ hình ngũ giác GIAI ĐOẠN 1- tạo HÌNH KHỞI TẠO (INITIATOR) Dùng lệnh Polygon để vẽ ngũ giác Command: POLYGON  Enter number of sides :  Specify center of polygon or [Edge]: ( gõ tọa độ/ pick chuột trái chọn điểm tâm đường trịn đó) Enter an option [Inscribed in circle/Circumscribed about circle] : C ( chọn nội tiếp ngoại tiếp đường tròn) Specify radius of circle: 100 ( gõ bán kính tùy chọn) Hình 3.12 Vẽ hình khởi tạo dạng ngũ giác phần mềm Autocad GIAI ĐOẠN 2- tạo HÌNH PHÁT SINH (GENERATOR) từ số phiên chép HÌNH KHỞI TẠO Dùng lệnh Mirro để tạo phiên đối xứng hình khởi tạo- đó, cạnh trục đối xứng 18- PL Command: MIRROR  Select objects: found Select objects: Specify first point of mirror line: Specify second point of mirror line: Erase source objects? [Yes/No] : Hình 3.13 Phát triển hình phát sinh từ hình khởi tạo thơng qua lệnh "mirror" Lặp lại lần lệnh Mirro với trục đối xứng cạnh ngũ giác khởi tạo đối tượng lấy đối xứng ngũ giác khởi tạo Ta thu hình phát sinh- Generator bơng hoa cánh Hình 3.14 Hình phát sinh từ ngũ giác dựng mềm Autocad Dùng lệnh Block để tạo khối với hình phát sinh Generator này, tạo điều kiện thuận lợi giảm thiểu số đối tượng vẽ lần vẽ cho mức lớn 19- PL Command: B BLOCK Select objects: Specify opposite corner: found Select objects: Specify insertion base point: Hình 3.15 Tạo khối cho hình phát sinh Autocad Dùng lệnh Align- dời hình, đưa Generator tạo khối vào vị trí thay cho Initiator ban đầu- Chú ý: Vừa dời hình, vừa thu nhỏ tỷ lệ cho hình bao Genearator với hình khởi tạo Initiator Ta hoàn thiện mức Command: AL ALIGN Select objects: found Select objects: Specify first source point: Specify first destination point: Specify second source point: Specify second destination point: Specify third source : point or Hình 3.16 Thay hình phát sinh cho Scale objects based on alignment hình khởi tạo lệnh " Align" points? [Yes/No] : Y Autocad 20- PL Để tạo Fractal mức 2, ta chèn ( lệnh insert) chép ( lệnh Copy) phiên Generator Sau đó, lại dùng lệnh Align để di chuyển thu nhỏ tỉ lệ để chúng vừa với phiên hình khởi tạo xuất thêm mức Cuối cùng, dùng lệnh Mirro, lấy đối xứng để chèn Generator mức vào thay thể cho đầy đủ hình Initiator đồng mức xung quanh Hình 3.17.Phát triển tổ hợp Fractal từ hình ngũ giác mức Autocad 21- PL Chú ý: Sau thay hình phát sinh cho phiên hình khởi tạo mức, ta cần xóa hình mức cũ Quá trình lặp lại tương tự, có có Fractal hình ngũ giác mức sau: Hình 3.18 Tổ hợp Fractal từ hình ngũ giác mức dựng Autocad Với quy trình vậy, ta tạo nhiều mức cao tổ hợp Fractal 22- PL PHỤ LỤC 10 Sơ đồ thuật toán code cho lệnh tự động xây dựng Autocad, áp dụng giải pháp tạo hình Fractal ngơn ngữ máy tính đề xuất Lệnh Dragon ( Dragon_Polyline) 1.1 Sơ đồ thuật toán Bắt Đầu Polyline = GetObject(ID Đối tượng chọn) Solanlap = Số lần lặp nhập vào ListPolyline.Add(Polyline) ListPolyline.Add(CopyPolyline(ListPolyline(0))) ListPolylineQuay.Add(RotatePolyline(ListPolyline(1).ObjectID, Matrix3d.Rotation(90,curUCS.Zaxis, ListPolyline(0).EndPoint)) PolyLineQuay = SoPoLyLine ( =2) 23- PL i=1 i < Solanlap Sai Đúng Kết Thúc j=1 j < SoPoLyLine Sai Đúng ListPolyline.Add(CopyPolyline(ListPolyline(i-1))) PolyLineCuoi = Int(SoPoLyLine /2-1) ListPolylineQuay.Add(RotatePolyline(ListPolyline(PolyLineQuay).ObjectID, Matrix3d.Rotation(90,curUCS.Zaxis, ListPolylineQuay(PolyLineCuoi).EndPoint)) PolyLineQuay = PolyLineQuay +1 j = j +1 Số Polyline = SoPoLyLine * PolyLineQuay = SoLanLap i = i +1 1.2 Code Public Shared Function VeDragonPoLyLine(SoBuocLap As Integer) #Region "Khai báo" '1 24- PL Dim doc As Document = Application.DocumentManager.MdiActiveDocument Dim db As Database = doc.Database Dim ed As Editor = doc.Editor Dim tr As Transaction = doc.TransactionManager.StartTransaction() Dim curUCSMatrix As Matrix3d = doc.Editor.CurrentUserCoordinateSystem Dim curUCS As CoordinateSystem3d = curUCSMatrix.CoordinateSystem3d Dim Goc As Double = Math.PI / #End Region #Region "Lấy thực thể" Dim peo As PromptEntityOptions = New PromptEntityOptions(vbLf & "Chọn đối tượng: ") Dim per As PromptEntityResult = ed.GetEntity(peo) Dim Polyline As Polyline = New Polyline Using tr Dim bt As BlockTable = CType(tr.GetObject(db.BlockTableId, OpenMode.ForRead), BlockTable) Dim btr As BlockTableRecord = CType(tr.GetObject(bt(BlockTableRecord.ModelSpace), OpenMode.ForWrite), BlockTableRecord) Polyline = tr.GetObject(per.ObjectId, OpenMode.ForWrite) tr.Commit() End Using #End Region #Region "Vẽ" Dim lpolyline As New List(Of Polyline) lpolyline.Add(Polyline) Dim polylinequay As New List(Of Polyline) Dim SolanQuay As Integer = Dim BienChayLineCuoi As Integer = Dim BienChayLineQuay As Integer BienChayLineQuay = SolanQuay lpolyline.Add(Lib_Drawing.CopyPolyLine(lpolyline(0))) polylinequay.Add(Lib_Drawing.RotatePL(lpolyline(1).ObjectId, Matrix3d.Rotation(Goc, curUCS.Zaxis, lpolyline(0).EndPoint))) For i As Integer = To SoBuocLap - For j As Integer = To SolanQuay BienChayLineCuoi = Int(SolanQuay / - 1) lpolyline.Add(Lib_Drawing.CopyPolyLine(lpolyline(j - 1))) polylinequay.Add(Lib_Drawing.RotatePL(lpolyline(BienChayLineQuay).ObjectId, Matrix3d.Rotation(Goc, curUCS.Zaxis, polylinequay(BienChayLineCuoi).StartPoint))) BienChayLineQuay = BienChayLineQuay + Next SolanQuay = SolanQuay * BienChayLineQuay = SolanQuay Next #End Region End Function 25- PL Lệnh Dragon (Dragon_Block) 1.1 Sơ đồ thuật toán Bắt Đầu Blockreference = GetObject(ID Đối tượng chọn) SoLanLap = Số lần lặp nhập từ bàn phím ListBlockReference.Add(Polyline) ListBlockReference.Add(CopyBlock(ListBlockReference(0))) ListBlockQuay.Add(RotateBlock(ListBlockReference(1).ObjectID, Matrix3d.Rotation(90,curUCS.Zaxis, DiemQuay)) BlockQuay = SoBlock ( =2) 26- PL i=1 i < SoLanLap Sai Đúng Kết Thúc j=1 j < SoBlock Sai Đúng ListBlockReference.Add(CopyBlock(ListBlockReference(i-1))) BlockCuoi = Int( SoBlock/2-1) ListBlockQuay.Add(RotateBlock(ListBlockReference(BlockQuay).Obje ctID, Matrix3d.Rotation(90,curUCS.Zaxis, DiemQuay)) BlcokQuay = BlcokQuay +1 j = j +1 Số Block = SoBlock * BlockQuay = SoBlock i = i +1 2.2 Code Public Shared Function VeDragonBlock(SoBuocLap As Integer) #Region "Khai báo" '1 Dim doc As Document = Application.DocumentManager.MdiActiveDocument Dim db As Database = doc.Database 27- PL Dim ed As Editor = doc.Editor Dim tr As Transaction = doc.TransactionManager.StartTransaction() Dim curUCSMatrix As Matrix3d = doc.Editor.CurrentUserCoordinateSystem Dim curUCS As CoordinateSystem3d = curUCSMatrix.CoordinateSystem3d Dim Goc As Double = Math.PI / #End Region #Region "Lấy thực thể" Dim peo As PromptEntityOptions = New PromptEntityOptions(vbLf &"Chọn đối tượng:") Dim per As PromptEntityResult = ed.GetEntity(peo) Dim BlockRef As BlockReference Using tr Dim bt As BlockTable = CType(tr.GetObject(db.BlockTableId, OpenMode.ForRead), BlockTable) Dim btr As BlockTableRecord = CType(tr.GetObject(bt(BlockTableRecord.ModelSpace), OpenMode.ForWrite), BlockTableRecord) BlockRef = tr.GetObject(per.ObjectId, OpenMode.ForWrite) tr.Commit() End Using #End Region #Region "Vẽ" Dim lblock As New List(Of BlockReference) lblock.Add(BlockRef) Dim blockquay As New List(Of BlockReference) Dim SolanQuay As Integer = Dim BienChayLineCuoi As Integer = Dim BienChayLineQuay As Integer = SolanQuay lblock.Add(Lib_Drawing.CopyEntity(lblock(0))) Dim Diemgia As Point3d = Lib_Drawing.GetBlockPointDau(BlockRef) Dim Diemquay As Point3d = New Point3d(BlockRef.Position.X + Diemgia.X, BlockRef.Position.Y + Diemgia.Y, 0) blockquay.Add(Lib_Drawing.RotateBL(lblock(1).ObjectId, Matrix3d.Rotation(Goc, curUCS.Zaxis, Diemquay))) For i As Integer = To SoBuocLap - For j As Integer = To SolanQuay BienChayLineCuoi = Int(SolanQuay / - 1) lblock.Add(Lib_Drawing.CopyEntity(lblock(j - 1))) Diemgia = Lib_Drawing.GetBlockPointSau(blockquay(BienChayLineCuoi)) Diemquay = New Point3d(blockquay(BienChayLineCuoi).Position.X + Diemgia.Y, blockquay(BienChayLineCuoi).Position.Y + Diemgia.X, 0) blockquay.Add(Lib_Drawing.RotateBL(lblock(BienChayLineQuay).ObjectId, Matrix3d.Rotation(Goc, curUCS.Zaxis, Diemquay))) BienChayLineQuay = BienChayLineQuay + Next SolanQuay = SolanQuay * BienChayLineQuay = SolanQuay Next #End Region End Function 28- PL Lệnh Ghép lưới block hình vng (GhepLuoi_Vuong) 5.1 Sơ đồ thuật toán Bắt Đầu BlockRef = GetObject(ID Đối tượng chọn) SoHang = Số hàng nhập từ bàn phím SoCot = Số cột nhập từ bàn phím i=0 i < SoHang Sai Kết Thúc Đúng j=0 j < SoCot Sai Đúng Diem = BlockRef.Position ThucTheCopy = CopyEntity(BlockRef) ThucTheRotate = Rotate(ThucTheCopy.ObjectID, Matrix3d.Rotation(Goc,curUCS.Zaxis,Diem)) DiemMoi = New Point3D(Diem.X + j * Rong, Diem Y + i * Rong, Diem.Z) MoveEntity(ThucTheRotate.ObjectID,Diem,DiemMoi) j = j +1 i = i +1 5.1 Code Public Shared Function GhepLuoi_Vuong(Sohang As Integer, Socot As Integer) #Region "Khai báo" Dim doc As Document = Application.DocumentManager.MdiActiveDocument Dim db As Database = doc.Database Dim ed As Editor = doc.Editor Dim tr As Transaction = doc.TransactionManager.StartTransaction() Dim Hinh As Entity 29- PL Dim blockReference As BlockReference Dim curUCSMatrix As Matrix3d = doc.Editor.CurrentUserCoordinateSystem Dim curUCS As CoordinateSystem3d = curUCSMatrix.CoordinateSystem3d Dim ThucTheCopy As Entity Dim ThucTheQuay As Entity #End Region #Region "lấy đối tượng" Dim peo As PromptEntityOptions = New PromptEntityOptions(vbLf& "Chọn đối tượng:") Dim per As PromptEntityResult = ed.GetEntity(peo) Using tr Dim bt As BlockTable = CType(tr.GetObject(db.BlockTableId, OpenMode.ForRead), BlockTable) Dim btr As BlockTableRecord = CType(tr.GetObject(bt(BlockTableRecord.ModelSpace), OpenMode.ForWrite), BlockTableRecord) Hinh = tr.GetObject(per.ObjectId, OpenMode.ForWrite) blockReference = tr.GetObject(per.ObjectId, OpenMode.ForWrite) tr.Commit() End Using #End Region #Region "LayGoc" Dim ListGoc As New List(Of Double) ListGoc.Add(Math.PI * / 2) ListGoc.Add(Math.PI / 2) ListGoc.Add(Math.PI) ListGoc.Add(Math.PI * 2) #End Region #Region "Ve" Dim DiemGoc As Point3d = blockReference.Position For i As Integer = To Sohang - For j As Integer = To Socot ThucTheCopy = Lib_Drawing.CopyEntity(Hinh) ThucTheQuay = Lib_Drawing.RotateEntityGhep(ThucTheCopy.ObjectId, Matrix3d.Rotation(ListGoc(GeneratorVuong.Next(0, 3)), curUCS.Zaxis, DiemGoc)) Lib_Drawing.MoveEntity(ThucTheQuay.ObjectId, DiemGoc, New Point3d(DiemGoc.X + j * Lib_Drawing.GetBlockWidth(blockReference), DiemGoc.Y + i * Lib_Drawing.GetBlockWidth(blockReference), DiemGoc.Z)) Next Next #End Region #Region "XoaHInhGoc" Lib_Drawing.deleteDBObject(Hinh.ObjectId) Lib_Drawing.deleteDBObject(blockReference.ObjectId) #End Region ... hình học Fractal tổ hợp kiến trúc; - Chương 2: Cơ sở khoa học ứng dụng hình học Fractal tổ hợp kiến trúc Việt Nam; - Chương 3: Đề xuất ứng dụng hình học Fractal thiết kế tổ hợp kiến trúc Giải thích... xét kiến trúc với biểu Fractal "hình thức đương đại thiết kế hữu cơ" [4] 1.2.2 Thực trạng ứng dụng hình học Fractal thiết kế tổ hợp kiến trúc Việt Nam Hình học Fractal chưa biết đến rộng rãi Việt. .. cho kiến trúc Việt Nam Autocad, 3dMax, Sketchup, v.v chưa có sẵn cơng cụ tạo hình Fractal 16 1.2 TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG HÌNH HỌC FRACTAL TRONG THIẾT KẾ TỔ HỢP KIẾN TRÚC TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM