Shape grammar (Shape grammar)

Shape grammar («грамматика формы») — особый класс продукционных систем, генерирующих геометрические формы (обычно двух- или трёхмерные). Основания грамматики форм положили в своей статье Джорж Стини и Джеймс Гипс в 1971. Гипс работал над применениями грамматик форм, тогда как Стини разрабатывал их математические основы. В 1977 году Стини обобщил грамматики формы в параметрические грамматики формы, объединив идеи параметрического и генеративного дизайна. Основные идеи с годами развития были сохранены.

Грамматики формы сильно выделяются среди других систем генеративного дизайна своей визуальностью: вычисления производятся непосредственно над формами, а не абстрактными вещами, такими как символы, числа или слова, имеющих лишь опосредованное отношение к формам. Важно, что грамматика форм не избавляет от неоднозначности, получаемые формы не имеют чётких частей и могут быть разобраны и собраны вновь пользователем уже другим образом. В результате применения правил могут возникать (быть узнаны) и быть использованы в дальнейших применениях правил. То есть, грамматика форм является «нецифровой» в принципе. По словам Гипса, они созданы для людей, но могут быть адаптированы для компьютеров. Последнее оказалось сложной задачей: неоднозначность и эмерджентность не являются столь естественными для компьютеров, как для людей. Ещё одним важным характерным отличием является цель: грамматика форм должна давать интуитивное представление, проникать в суть порождаемых объектов.

Грамматика форм находит применение в обучении дизайнеров и архитекторов, выполняющих «вычисления» вручную в коллективной работе, при обучении через делание.

Грамматика форм состоит из правил формы (англ. shape rules) и механизма вывода (англ. generation engine), выбирающего и обрабатывающего правила.

Для грамматик формы придуманы и свои языки программирования. Таким является, например, CGA++, который позволяет создавать процедурный модели для градостроительства.

Литература

• Ning Gu, Xiangyu Wang. Slow Computing: Teaching Generative Design with Shape Grammars // Computational Design Methods and Technologies. — IGI Global, 2012. — 491 с. — ISBN 978-1-61350-181-8.
• David Fonseca; Ernest Redondo. Chapter 17. Digital Technologies in Architecture and Engineering: Exploring an Engaged Interaction within Curricula // Handbook of Research on Applied E-Learning in Engineering and Architecture Education. — IGI Global, 2015. — 569 с. — ISBN 978-1-4666-8804-9.
• Schwarz, M. and Müller, P. Advanced procedural modeling of architecture // ACM Transactions on Graphics (TOG). — 2015. — Т. 34, вып. 4.
• Gu, N. 7 // Shape Grammars: A Key Generative Design Algorithm / N. Gu, P. Amini Behbahani. — Cham : Springer, 2021. — doi:10.1007/978-3-319-57072-3_7.

Ссылки

• CGA Shape Grammar editor demo (англ.). youtube.com.