라이노 그래스호퍼 애드온: 캥거루, 갈라파고스

디지털 건축에서 자주 쓰이는 프로그램은 단연 그래스호퍼 입니다. 개념이 잘 안잡힐 수 있으니 부연 설명을 하자면 3D모델링을 할 수 있는 여러가지 프로그램 중 하나인 라이노는 추가로 그래스호퍼라는 플러그인을 사용할 수 있는데, 그래스호퍼는 마치 알고리즘처럼 값을 넣으면 그것이 시각적으로 표현되는 플러그인 입니다. 물론 그래스호퍼의 기본 메뉴만 가지고도 다양한 형태를 만들 수 있지만 더 다양한 표현을 위해서는 각종 애드온을 추가로 설치할 수 있습니다. 애드온은 종류가 굉장히 많은데, 이 글에서는 캥거루와 갈라파고스에 대해 설명해 보도록 하겠습니다.

-캥거루

캥거루라고 불리는 애드온은 중력, 장력 등을 포함한 물리적인 힘을 바탕으로 형태를 생성하도록 하는 애드온 입니다. 물방울 형태를 만들고자 할 때 사용했으며, 물방울 형태에 가장 중요한 힘인 중력과 표면장력을 인풋으로 입력할 수 있으니 만들고자 하는 형태와 가장 유사한 원리로 매스르 형성하기에 가장 적합한 애드온 입니다. 캥거루 애드온의 인풋 컴퍼넌트로 force objects, anchor points, settings, geometry, simulation reset이 있고, 아웃풋 컴퍼넌트로 out, interactions, particles out, geometry out이 있습니다. 시간 혹은 힘의 세기에 따라 형태가 달라지게 하는 캥거루 애드온은 이를 설정할 수 있는 버튼 값을 입력하게 되고, 힘을 주려는 물체, 그 물체의 고정범, 물체의 탄성, 가해지는 힘의 방향 등을 설정할 수 있습니다. Force objects에는 힘을, anchor points에는 어떠한 힘을 가하더라도 움직이지 않는 고정점을 입력할 수 있습니다. geometry에는 힘을 가할 개체들을 넣게 되는데, 일반적으로는 점이 들어갑니다. 혹시 메쉬를 입력하더라도 분해해서 점을 입력하고 아웃풋을 다시 메쉬화하는 작업을 거쳐야 합니다. simulation reset은 컴퍼넌트를 작동시키거나 멈추게 할 수 있습니다. 주요한 캥거루 컴퍼넌트 외에도 캥거루 애드온에 포함되어 있는 여러 컴퍼넌트가 있습니다. 탄성을 결정짓는 spring, 벡터 방향의 힘을 가하는 unary force, 각 길이와 힘을 같은 값으로 수렴하게 하는 equalize, 메쉬에 압력을 주어 형태를 변화시키는 pressure 등이 있다. 물방울의 형태를 표현하는 방법은 다음과 같습니다. 물방울이 매달리 부분에 원형의 메쉬를 만들고, 그 원형의 바운더리를 앵커포인트로 설정합니다. 그 후 내부에서 외부로 향하는 압력을 주어 원형의 면을 부풀리면 물방울의 형상이 완성되는데, 상부보다 하부가 더 무겁고 부피가 큰 세세한 형태를 표현하기 위해서는 중력을 가할 수 있습니다.

-갈라파고스

갈라파고스 애드온은 목표치 값을 입력하고 변수와 영향을 받는 환경을 입력하여 목표치에 수렴하다록 하여 최종적인 형태를 찾도록 하는 애드온입니다. 갈라파고스 애드온 실행을 오래 할 수록 연산되어지는 수치가 많아지므로 근사치에 가까운 값을 찾을 수 있습니다. 갈라파고스는 아웃풋 값은 따로 존재하지 않고 바로 형태가 형성되어 나오며 인풋으로는 genome과 fitness 두 가지만 있는 간단한 애드온 입니다. Genome을 어디에 연결하느냐에 따라 랜덤한 점의 위치나 개수를 조정하고, 밀도를 조정하며 더불어 높이나 각도까지 연산할 수 있습니다. 예를 들어 매스의 각도를 조절하여 가장 일조량을 많이 받는 각을 찾거나 시야가 많이 확보되는 각을 찾을 수 있습니다. 대지의 날씨, 조망, 일조량 등을 확보할 수 있는 값을 찾는다는 점에서 활용성이 높은 애드온 중 하나입니다. 직접 사용해본 갈라파고스는 매스를 결정짓기 전에 실험 단계에서 갈라파고스를 사용해 보았고, genome 값으로 매스가 놓일 점의 개수와 매스의 높이를 입력하였습니다. 대지 면에 임의의 점들을 생성해 그 점을 기반으로 하는 매스들을 만들어 밀도를 결정하였습니다.