معماری پارامتریک چیست؟

معماری پارامتریک چیست؟
معماری پارامتریـک تکنیکـی است که در آن مهندسـان از الگوریتم‌هــای کامپیوتــری بــرای طراحـی و سـاخت محصولات یا ساختارهای پیچیـده و سفارشی استفاده مـی‌کنند. ایـن فرآینـد بـه طراحـان امکـان می‌دهـد تـا مجموعه‌ای از پارامترها یا متغیرها را در رایانه وارد کنند؛ سپس الگوریتم‌های مربوطه از آنها برای ایجاد یک راه‌حل منحصربه‌فرد استفاده می‌کنند. برای مثال، یک مهندس ممکن است ابعاد یک مکان، میزان نور خورشید و نوع خاک موجود را وارد کند و بعد این الگوریتم یک پنل خورشیدی سفارشی تولید می‌کند که برای آن مکان خاص بهینه شده است. به عبارت دقیق‌تر می‌توان گفت فرآیند طراحی پارامتریک انعطاف‌پذیر است و می‌تواند برای طیف گسترده‌ای از مشکلات، از مهندسی گرفته تا معماری و طراحی محصول، اعمال شود.

مزیت اصلی معماری پارامتریک چیست؟
معماران معمولاً برای تصویری کردن ایده‌های خود و نمایش آنها از ساخت مدل استفاده می‌کنند اما ویرایش مدل‌های فیزیکی (ماکت‌ها) و بسیاری از مدل‌های کامپیوتری بسیار سخت است و بعضا نیاز به تولید دوباره فرم‌ها وجود خواهد داشت.
معماری پارامتریک برای حل این مشکل به وجود آمده است. استفاده از ابزارهای طراحی پارامتریک به معماران این امکان را می‌دهد که رابطه میان پارامترهای مدل خود را تغییر دهند. تغییر چند پارامتر کافی است تا فرم کاملاً تغییر کند و به نسخه جدیدی تبدیل شود.
به کمک تغییر پارامترها نه تنها می‌توان هندسه و فرم را تغییر داد بلکه می‌توان بسیاری از فاکتورهای دیگر مانند نیروهای سازه‌ای، رفتار مصالح، شرایط حرارتی و روشنایی محیطی را بررسی کرد و تاثیر شرایط سایت پروژه بر طرح را آنالیز کرد.
مدل‌هایی که به سبک پارامتریک آماده می‌شوند را می‌توان به صورت دیجیتالی با کمک دست رباتیک یا پرینت سه‌بعدی ساخت و در سایت ساختمانی نصب کرد.
سبک پارامتریک به دلیل امکاناتی که در اختیار طراحان و معماران قرار می‌دهد ترند برترین این روزهاست و آتلیه‌های بزرگ معماری در کارهایشان از آن بهره می‌برند.

چهار ویژگی مفید معماری پارامتریک
نسخه‌سازی
نسخه‌سازی ساخت و مدیریت چند ورژن از طرح است. با اینکه همه این نسخه‌ها عملکرد کلی یکسانی دارند اما به مرور زمان بهبود پیدا کرده یا سفارشی‌سازی شده‌اند.
تکرار در یک حلقه
حلقه تکرار یک فرایند به منظور رسیدن به نتیجه دلخواه است که به هر تکرار می‌توان شروع و پایان داد و پس از هر چرخه تکرار، چرخه دیگری را شروع کرد.
سفارشی‌سازی انبوه در معماری پارامتریک
سفارشی‌سازی انبوه تکنیکی در ارائه کالا و خدمات است که محصول را با توجه به نیاز خاص گروهی از مشتریان تغییر می‌دهد. سفارشی‌سازی انبوه به مشتریان حق انتخاب می‌دهد و هزینه تغییرات را پایین می‌آورد.
تمایز مداوم
به کار گرفتن اصول معماری پارامتریک، ساخت و مدیریت نسخه‌ها را آسان می‌کند. به کمک طراحی پارامتریک می‌توان با وارد کردن دستورات، از نرم‌افزار خواست تا مراحل را چندین بار تکرار کند. مثلاً پلان طبقات مختلف آسمانخراش را با ابعاد و شکل‌های مختلف تولید کند.
در معماری به سبک پارامتریک می‌توان تمام مراحل تبدیل یک کانسپت به یک طرح را در اختیار داشت و کوچکترین تغییرات فرم را با توجه به تغییر مقادیر پارامترها و یا در واکنش با شرایط محیطی پروژه رصد کرد.

اصول معماری پارامتریک
شی‌گرایی
شی‌گرایی مفهوم عمیقی در علوم کامپیوتر است که داشتن درک کلی از آن به شما در فهمیدن اصول معماری پارامتریک کمک می‌کند. به بیان ساده شی‌گرایی به این معناست که در طراحی  پارامتریک با اشیا (آبجکت‌ها) سروکار داریم.
در تصویر زیر پارامترهای یک دایره را در محیط کدنویسی نرم‌افزار تری‌دی‌مکس می‌بینیم. اشیا در معماری پارامتریک شامل اشکال دوبعدی، احجام سه‌بعدی و اجزای ساختمان مانند در و دیوار هستند.
فمیلی‌ها و ارث‌بری در معماری پارامتریک
 ارث‌بری مفهومی در برنامه‌نویسی کامپیوتر است که در معماری پارامتریک کاربرد دارد. اشیایی که دارای خصوصیات مشترک هستند در قالب یک گروه چیده می‌شوند و به آنها کلاس یا فمیلی می‌گویند.
در بسیاری از نرم‌افزارهای معماری مانند رویت شاهد آبجکت‌ها به صورت فمیلی هستیم و با وارد کردن آنها به محیط نرم‌افزار، مجموعه‌ای از آبجکت‌های شبیه و هم‌خانواده به محیط رویت وارد می‌شوند.
متود
 متودها دستوراتی از پیش آماده هستند که می‌توان آنها را بر روی هر شیء اعمال کرد. مثلاً با یک متد می‌توان مختصات سه نقطه بر روی دایره را وارد کرد و دایره خود به خود ترسیم می‌شود. یا با اعمال یک متد به یک درب می‌توان جهت بازشو را معکوس کرد.
پارامتر
مهمترین موضوع در معماری پارامتریک همان پارامتر یا متغیر است. کلمه «پارامتر» از دو جزء «پارا + مترون» به معنای «به‌جایِ + اندازه» ساخته شده است و به صورت یک علامت مانند x تعریف می‌شود که به مقادیر مختلف قابل تغییر است.
وقتی در نرم‌افزارهای معماری مانند تری‌دی‌مکس یک حجم مثلاً یک مکعب رسم می‌کنیم؛ پارامترهای طول، عرض و ارتفاع در اختیار ماست تا ابعاد مورد نظر را وارد کنیم.

نرم افزارها و ابزارهای طراحی پارامتریک
اکثر نرم افزارهای مدل سازی پارامتریک اکنون با یک رابط برنامه نویسی ویژوال کار می‌کنند. این ابزارها به عنوان پاسخی به نیازهای معماران و طراحان، به طور فزاینده‌ای در حال پیشرفت هستند. در ادامه ما به برخی از بهترین نرم‌افزارهای معماری پارامتریک اشاره خواهیم کرد:
1. راینو و افزونه محبوب گراس هوپر: راینو شناخته‌شده‌ترین ابزار برنامه نویسی بصری برای ساخت مدل معماری پارامتریک است. این نرم افزار دارای افزونه‌ای معروف به نام گراس هوپر است که از این افزونه برای طراحی معماری به سبک پارامتریک استفاده خواهد شد. محیط این نرم افزار تاحدودی به اتوکد شباهت دارد، اما بسیار دقیق‌تر از آن است. با وجود تصورات غلطی که در خصوص این نرم افزار وجود دارد، اما باید بدانید که یادگیری آن بسیار راحت است و پیچیدگی خاصی ندارد.
این برنامه مجموعه‌ای افزونه‌ها و ابزارهای کاربردی دارد که کار کردن با آن‌ها بسیار ساده است و همین موضوع هم آن را نسبت به رقبا متمایز می‌کند.
2. نرم افزار سالیدورک: یکی دیگر از محبوب‌ترین نرم افزارهای حوزه معماری و طراحی پارامتریک در بین مهندسان، نرم افزار سالیدورک نام دارد. این نرم افزار به شما امکان می‌دهد انواع اشکال هندسی، منحنی‌های مارپیچ، شیب دهی به سطوح، چرخش اجسام حول یک محور، قرینه سازی اشیاء سه بعدی و… را طراحی کنید. بدون شک سالیدورک را می‌توان یکی از غول‌های طراحی و ساخت مدل معماری به شمار آورد.
3. نرم افزار کتیا: Catia یکی دیگر از بهترین نرم افزارها در حوزه طراحی به سبک پارامتریک و تولید و تحلیل به کمک کامپیوتر است. این نرم افزار محیط‌های کاری مختلفی را در اختیار کاربران قرار داده و به آن‌ها امکان می‎دهد از یک محیط به محیط دیگر سوئیچ کنند.4. نرم افزار Fusion 360: این نرم افزار هم یک نرم افزار طراحی سه بعدی همه‌کاره و قدرتمند است که از ابزارهای مدل سازی مختلفی استفاده می‌کند. این برنامه قابلیت طراحی مبتنی بر کامپیوتر (CAD) و ساخت به کمک کامپیوتر (CAM) را دارد.

آیا معماری پارامتریک نیاز به برنامه‌نویسی دارد؟
کار بر روی معماری پارامتریک به هر دو شیوه برنامه‌نویسی متنی (اسکریپتی) و برنامه‌نویسی تصویری (ویژوال) ممکن است. از بهترین نرم‌افزارهای طراحی اشکال دوبعدی می‌توان Processing را نام برد.
از بهترین ابزارها برای مدلسازی پارامتریک سه‌بعدی محیط MAXScript در نرم‌افزار تری‌دی‌مکس است که امکانات مناسبی را برای طراحی احجام سه‌بعدی به کمک کدنویسی فراهم می‌کند.
برای طراحی پارامتریک به کمک برنامه‌نویسی تصویری ابزارهای قدرتمندی مانند گرس‌هاپر برای نرم‌افزار راینو و داینامو برای نرم‌افزار رویت در دسترس شماست که می‌تواند روند کار را آسان‌تر کند.
برنامه‌نویسی تصویری اگرچه کار را سریع‌تر می‌کند و ابزارهای بسیاری در اختیار شما می‌گذارد؛ اما برای تخصص کامل در معماری پارامتریک ممکن است نیاز به کدنویسی اسکریپتی پیدا کنید. زیرا کدنویسی متنی محدودیت کمتری دارد و دست شما را برای هر تغییری باز می‌گذارد.