05. Juni 2024 Lesedauer: 4 Min.

Generatives Design mit Grasshopper

Digitale Tools wie die Grasshopper 3D-Plattform ermöglichen innovative Architektur- und Produktdesigns, die früher undenkbar gewesen wären. Mit eigens entwickelten Plug-ins hat csi Entwicklungstechnik diese Möglichkeiten erweitert und zeigt am Beispiel des Projekts „Vision T.“, wie parametrisches Design und maßgeschneiderte Software komplexe Strukturen schnell und präzise umsetzbar machen.

Das berühmte „Vogelnest“ in Peking, die wabenartige Wandverkleidung des großen Saals der Elbphilharmonie in Hamburg oder der Louvre Abu Dhabi – ohne digitale Tools wäre der Entwurf und vor allem auch der Bau solch spektakulärer Gebäude nicht möglich.

Durch den Einsatz von Algorithmen ist heute – nicht nur in der Architektur, sondern beispielsweise auch beim (Produkt-)Design oder bei der Konstruktion – das Denkbare immer häufiger auch realisierbar. Um einzigartige, häufig organisch anmutende Formen und komplexe Strukturen gestalten und – was entscheidend ist – zu einer real „funktionierenden“ Einheit, also einem Endprodukt, zusammenfügen zu können, arbeitet man – also selbstverständlich auch wir bei csi entwicklungstechnik – mit parametrischen Designwerkzeugen wie der Grasshopper 3D-Plattform, die als grafische Programmiersprache im Zusammenspiel mit der Rhinoceros-Umgebung das rechnergestützte Konstruieren auf eine neue Stufe gehoben haben.

Vision_T — Die innovative Türverkleidung "Vision T."

Das Flächenlichtelement des Innovationsprojekts "Vision T." in der Detailansicht

Programmieren geht über Studieren

Bei dieser, auch generativ genannten Design-Methode hängt alles von allem ab. Dies bedeutet: Jede Veränderung des parametrischen Modells führt zu Veränderungen an anderen Stellen des Entwurfs. Und man hat nicht nur jede Menge Spaß, verschiedene Varianten durchzuspielen, sondern erhält hat immer sofort auch ein ziemlich genaues Bild davon, wie das Produkt am Ende aussehen wird oder wie es sich anfühlt, durch den Raum zu laufen, wenn es um ein Architekturprojekt geht. Als Standardwerkzeug für Design-, Konstruktions- und Architekturanwendungen kann Grasshopper also schon richtig, richtig viel, aber wenn ‘s um Oberflächen bzw. Surface Design geht, ist bzw. war noch Luft nach oben.
Und da wir bei csi für alles eine Lösung haben oder finden, haben wir uns dem Thema angenommen. In diesem speziellen Fall war es Tuyen, genauer gesagt Xuan Tuyen Nguyen. Unser Ass im Ärmel hat als (ehemaliger) Design-Student nicht nur ein Gespür für Formen, sondern kann – und das ist wirklich nicht oft zu finden – auch noch richtig gut programmieren. Im Rahmen seiner Diplomarbeit, die er dieses Jahr an der TU Dresden absolvierte, hat er sich um die Komponenten gekümmert, die uns bei der Grasshopper-Plattform gefehlt haben. Dies heißt konkret, er hat Plug-Ins für bestimmte Oberflächenanforderungen und -toleranzen programmiert und diese anschließend optimiert. Dadurch sind wir jetzt noch schneller bei der Entwicklung außergewöhnlicher Lösungen und Produkte, speziell was Strak-, das heißt Oberflächenthemen, im Bereich Interieur- und Exterieur Design angeht.
Umgesetzt werden konnte das zum Beispiel beim Design der Flächenlichtelemente unseres Innovationsprojekts „Vision T.“ – wie auf den Bildern zu sehen.

Das Flächenlichtelement der "Vision T" wurde mithilfe von textbasierter Programmierung in Grasshopper erstellt

Im Dunkeln sticht das Flächenlichtelement deutlich hervor

Text sagt manchmal doch mehr als Bilder

Eigentlich erfordert Grasshopper keine Programmier- oder Scripting-Kenntnisse und es gibt eine umfangreiche Bibliothek mit Plug-Ins und Erweiterungen, die von der sehr aktiven Grasshopper-Community entwickelt wurden und auf die man zurückgreifen kann. Damit lässt sich vieles abbilden. Wer jedoch zusätzlich – wie wir es getan haben – textbasierte Programmiersprachen nutzt, kann den „Grasshopper“ noch weiter springen und somit viele Grenzen hinter sich lassen. Wir haben nun die Möglichkeit beispielsweise Skripte zu erstellen, Funktionen abzuspeichern und für andere Projekte oder Arbeitsabläufe einsetzen oder Schnittstellen zu anderen Design- oder Analysewerkzeugen zu schaffen. Das heißt, wir können jetzt noch schneller und effizienter den kompletten Entwurfs- und Planungsprozess von der ersten Konzeptvisualisierung bis zur Lieferung des fertigen 3D-Datensatzes abschließen.

Mit den neuen Plug-Ins von Tuyen können wir also zum Beispiel noch einfacher Schalter oder Knöpfe gestalten, die nicht nur ihre Funktionen voll erfüllen, sondern in XXL-Format auch als Stadion super aussehen würden (ein paar Beispiele sehr ihr hier). Denn die Formen können – unabhängig von der Größe - auf verschiedene Oberflächen übertragen werden. Und falls auch ihr ein Projekt im Kopf habt, das wir für euch modellieren können – her damit, ganz egal, ob es dabei um Gebäude, Fahrzeug-/Teile oder etwas völlig anderes geht. Wir haben die passenden Tools und Programme. Oder schaffen sie.