Form grammatik - Shape grammar

Formgrammer i beregning er en bestemt klasse af produktionssystemer, der genererer geometriske former. Typisk er figurer 2- eller 3-dimensionelle, så form grammatik er en måde at studere 2- og 3-dimensionelle sprog på. Formgrammer blev først introduceret i en seminalartikel af George Stiny og James Gips i 1971. De matematiske og algoritmiske grundlag for formgrammer (for lineære elementer i todimensioner) blev fuldt udviklet i "Pictorial and Formal Aspects of Shapes and Shape Grammars" (Birkhäuser Basel, 1975) af George Stiny. Anvendelser af formgrammer blev først overvejet i "Shape Grammars and their Uses" (Birkhäuser Basel, 1975) af James Gips.

Definition

En formgrammatik består af formregler og en generationsmotor, der vælger og behandler regler. En formregel definerer, hvordan en eksisterende (del af a) form kan transformeres. En formregel består af to dele adskilt af en pil, der peger fra venstre mod højre. Den venstre del af pilen betegnes venstre side (LHS). Det skildrer en tilstand med hensyn til en form og en markør. Den højre del af pilen betegnes højre side (RHS). Det viser, hvordan LHS -formen skal transformeres, og hvor markøren er placeret. Markøren hjælper med at lokalisere og orientere den nye form.

En formgrammatik består minimalt af tre formregler: en startregel , mindst en transformationsregel og en afslutningsregel . Startreglen er nødvendig for at starte formgenereringsprocessen. Afslutningsreglen er nødvendig for at få formgenereringsprocessen til at stoppe. Den enkleste måde at stoppe processen på er ved en formregel, der fjerner markøren. Form grammatik adskiller sig fra Chomsky-grammatik i større henseende: produktionsreglerne kan anvendes serielt (som med Chomsky-grammatikker) eller parallelt (ikke tilladt i Chomsky-grammatikker ), på samme måde som "produktioner" udføres i L-Systems .

Et formgrammatiksystem har desuden et arbejdsområde, hvor den oprettede geometri vises. Generationsmotoren kontrollerer den eksisterende geometri, ofte omtalt som Current Working Shape (CWS), for forhold, der matcher LHS for formreglerne. Formregler med matchende LHS er berettigede til brug. Hvis mere end én regel gælder, skal generationsmotoren vælge, hvilken regel der skal anvendes. I det alternative scenario vælger motoren først en af ​​grammatikreglerne og forsøger derefter at finde alle matches af LHS for denne regel i CWS. Hvis der er flere kampe, kan motoren (afhængigt af konfiguration/implementering)

  • anvende reglen på alle kampe parallelt,
  • anvende reglen på alle kampe serielt (hvilket kan føre til inkonsekvenser) eller
  • vælg en af ​​de registrerede kampe, og anvend reglen kun på denne kamp.

Formgrammer er mest nyttige, når de er begrænset til et lille, veldefineret generationsproblem, såsom boliglayouter og strukturforfining. Fordi formregler typisk er defineret på små former, kan en formgrammatik hurtigt indeholde en masse regler. De palladiske villaer former grammatik præsenteret af William Mitchell indeholder f.eks. 69 regler, der anvendes gennem otte faser.

Parametriske form grammatikker er en forlængelse af form grammatikker. Den nye form i RHS for formreglen er defineret af parametre, så den kan tage mere hensyn til konteksten for de allerede eksisterende former. Dette påvirker typisk interne proportioner af den nye form, så der kan oprettes et større udvalg af former. På denne måde forsøger man at få formgrammer til at reagere på strukturelle forhold, f.eks. Bredden af ​​bjælker i tagkonstruktioner, som afhænger af spændvidde.

På trods af deres popularitet og anvendelighed i akademiske kredse har formgrammer ikke fundet udbredt anvendelse i generiske Computer Aided Design -applikationer.

Ansøgninger

Formgrammer blev oprindeligt præsenteret til maleri og skulptur, men er især blevet undersøgt inden for arkitektur ( computerstøttet arkitektonisk design ), da de giver en formalisme til at skabe nye designs. Andre vigtige domæner form grammatik er blevet anvendt i er dekorative kunst, industrielt design og teknik.

Software prototyper

Dette er en liste over softwareprototyper, der er tilgængelige på internettet (flere af dem er strengt taget snarere faste grammatiksystemer):

Litteratur

  • Stiny, G. & Gips, J. (1972). Form grammatikker og den generative specifikation for maleri og skulptur. I informationsbehandling 71, 1460–1465. Nordhollands Forlag. link til artiklen
  • Stiny, G. (1975). Billedmæssige og formelle aspekter af form og form grammatik. Birkhäuser Basel. link til bogen
  • Stiny, G. (1980). Introduktion til form og form grammatik. Miljø og planlægning B: Planlægning og design 7 (3), 343-351.
  • Knight, TW (1994). Transformationer i design: En formel tilgang til stilistisk forandring og innovation i billedkunsten. Cambridge University Press.
  • Stiny, G. (2006). Form: Taler om at se og gøre. MIT Press, Cambridge, MA. link til bog

Se også

Referencer

eksterne links