3D принтерите и услугите за цифрово картографиране улесняват драстично производството на безкрайни еднакви копия на каквото и да било, за по-добро или лошо, за хуманитарни или разрушителни цели. Цифрова карта може да бъде достъпна от всеки със смартфон или компютър, а реплика на Давид на Микеланджело може да се направи у дома също толкова лесно, колкото и пушка за нападение. Въпреки че сравнително новата технология на 3D печат се оказва популярна за дизайнерите, производителите и широката общественост, тя все още не е достигнала повсеместността на домашния принтер. Но изглежда само въпрос на време, докато изработката на настолни компютри е толкова често, колкото публикуването на десктоп. Технологията става все по-евтина и по-ефективна с всяка година и въпреки че 3D печатът почти не е създаден, инженерите вече работят усилено върху 4D печат (четвъртото измерение е време!). Една амбициозна компания наскоро предизвика сензация на Kickstarter със своя прототип за химикалка за 3D печат.
Тези най-нови технологии за рисуване и моделиране са завладяващи, но кога се роди идеята за 3D печат? Кои са едни от най-ранните „машини“ за рисуване и изработка? За да намерим отговора, се връщаме към дните преди копирни машини или дори въглеродна хартия, обратно към Ренесанса, към човек, който изобретил цифрова репродукция в първоначалния смисъл на думата.
Леон Батиста Алберти е италиански философ, учен, архитект и около полимат, живял през 15 век. По принцип той беше твоят прототипичен човек на Ренесанса. Алберти е може би една от най-важните и влиятелни творчески фигури, които излизат от Ренесанса, въпреки че е една от по-малко познатите. Той вярваше, че изкуството и науката са обединени от основни принципи на математиката и сред многото си постижения Алберти определи принципите на геометричното строителство, известни днес като централна перспектива, и измисли техники за производство на идентични копия на картини, скулптури и дори сгради без помощта на механични устройства като печатницата. Това желание за метод за създаване на идентични копия произтича от безсилието на Алберти от неадекватността и неизбежните грешки, произтичащи от техниките за ръчно възпроизвеждане. В своята отлична книга „Азбуката и алгоритъма“, на който в момента се наслаждавам и споменах по-рано в „Декодиран дизайн“), архитектурният теоретик и историк Марио Карпо описва тези техники като „цифрови“ репродукции.
„Алберти се опита да противодейства на провалите на аналогови изображения, като ги е цифровизирал, в етимологичен смисъл: замяна на снимки с списък от числа и набор от инструкции за изчисляване или алгоритми, предназначени да преобразуват визуално изображение в цифров файл и след това да пресъздадат копие на оригиналната снимка, когато е необходимо. "
Чрез намаляване на изображенията до внимателно изчислени координати и документиране на метода, по който е създаден оригиналът, Алберти гарантира, че всеки може да произвежда копия, които са точно идентични на оригиналната му творба. Числените ръкописи, които лесно се копираха без грешка, представляват вид ренесансов пренос на файлове.
Рисунката на Албрехт Дюрер „Чертожникът рисува лежаща жена“ (1525 г.), изобразяваща перспективна машина, подобна на тази, описана от Алберти в трактата му „Де Питура“ (Wikimedia Commons) Най-известното изобретение на Алберти, занимаващо се с възпроизвеждането, е перспективната машина, която и до днес се използва от художниците. Настройката, която той проектира за преписване на изображения от реалността, изглежда нещо като съвременен борд за игра на Battleship. Решетен дървен екран отделя художника, чието око се държи във фиксирана точка в центъра на екрана, от неговия предмет. От гледна точка на художниците, обектът, който трябва да бъде представен, е картографиран върху рамката на решетката; по този начин художникът може точно да пресъздаде изображението на хартия, която е разделена на съвпадаща решетка. Разстоянието между тези линии на мрежата определя "разделителната способност" на изображението, за да се заеме термин от езика на цифровите технологии и в ограничена степен - точността на възпроизвеждането. Ако искахме да екстраполираме малко повече, за да направим по-нататък сравненията със съвременните цифрови технологии, дори бихме могли да наречем тези разделителни пиксели пиксели. Перспективната машина на Алберти представлява важна стъпка в стремежа му да елиминира променливостта от възпроизвеждането, но тъй като тя все още разчита на ръката на художника, тя не премахва напълно човешката грешка. Алберти продължи да развива техники за възпроизвеждане, базирани на математика.
Възстановяване на картата на Рим на Алберти с помощта на координатите, посочени в Descriptio Urbis Romae („Архитектурни намерения от Витрувий до Ренесанса“, Макгилския университет) Едно от най-завладяващите произведения на истинската „дигитализация” е книгата на Алберти, съдържаща карта на Рим, Descriptio Urbis Romae, създадена около 1440-те. Книгата обаче не съдържа действително отпечатано копие на карта. След като старателно измерваше и рисуваше улиците, храмовете и пейзажа на Рим, Алберти искаше да разпространи картата си, но не вярваше, че ръчно изработените копия могат точно да възпроизведат оригинала му. Докато технологията за механично възпроизвеждане е в начален стадий, нейната употреба не е широко разпространена и потенциалът й остава нереализиран. Решението на Алберти? Той преписа внимателно изработената си карта в серия от полярни координати, измерени от върха на хълма Капитолин. Тези координати са събрани в Descriptio вместо ръчно нарисувана карта. Идеята му беше, че читателите сами могат да препишат идентична версия на картата му, използвайки бележките на Алберти и устройство, подобно на астролаби, състоящо се от въртяща се линийка, прикрепена към центъра на диск, разделен на градуси. Координатите и инструкциите на Алберти са, както отбеляза Карпо, примитивен тип алгоритъм - същият процес, който управлява съвременната компютърно проектирана архитектура и софтуера, контролиращ цифровите машини за производство.
Чертеж на финиториума на Алберти, както е описано в трактата му De Statua (Public Domain) Но може би най-впечатляващото от изобретенията на Алберти е неговата техника за възпроизвеждане на скулптура. В трактата си за фигурална скулптура, De statua, Алберти описва метод за възпроизвеждане на идентични копия на скулптури, използвайки традиционни инструменти и основни изчисления. Първо, художникът / копирът взема прецизни измервания на височината, ширината и различни диаметри на скулптурата, използвайки подходящите инструменти - t-квадратчета, ъгли и др. Основните компоненти на скулптурата се измерват и документират числено - „сканирани“, по същество - по отношение една на друга и по цялата дължина на статуята. За да се получат по-точни измервания на детайлите на статуята, върху статуята е монтирано устройство от изобретението на Алберти, известно като дефинитор или финиториум . Подобно на устройството, използвано за създаване на картата на Рим, финиториумът е плосък диск, вписан със степени, присъединени към подвижна ръка, също надписан с измервания; от края виси претеглена линия. Чрез завъртане на ръката и повдигане или спускане на отвесната линия е технически възможно, макар и сигурно вбесяващо бавно, да се картографира всяка точка на статуята в триизмерно пространство спрямо централната й ос. След това тези данни могат да бъдат изпратени на майстор, който да ги използва за създаване на идентично копие на оригиналната статуя.
Това ни връща към 3D печат. Има много различни видове 3D принтери, които създават модели от различни видове пластмаса, но всички те по същество работят едно и също. Принтерът обработва цифрови чертежи - координати, разположени във виртуално пространство - на обект, създаден чрез софтуер за моделиране и цифрово „реже“ модела на парчета, достатъчно малки, за да бъдат създадени от машината. Тези компоненти са слоени един върху друг и са свързани почти безпроблемно, създавайки идентично физическо възпроизвеждане на оригиналния цифров модел. 3D сканирането и отпечатването очевидно е много, много по-бързо от метода на Алберти, но той функционира по същия начин - освен, разбира се, за автоматизираната документация на формата на обекта и роботизираната конструкция с използване на синтетични материали. Алберти дори се похвали, че неговите методи могат да бъдат използвани за пресъздаване на различни части на скулптура в различно време или на различни места и че методът му е толкова точен, тези отделни компоненти могат да бъдат сглобени безпроблемно, за да се създаде точна реплика на оригинала - процес, който звучи много като модерно производство.
Давид на Микеланджело се сканира от проекта „Дигитален Микеланджело“ (Проектът „Дигитален Микеланджело“) С помощта на старите и новите технологии всяка статуя - всякакви неща наистина - може да бъде пресъздадена теоретично във всякакъв размер навсякъде. Вземете например Давид на Микеланджело. През 2000 г. лабораториите на Станфорд създадоха почти перфектна цифрова 3D реплика на Дейвид, която потребителите могат да се въртят и манипулират, за да разгледат скулптурата с много по-подробни детайли, отколкото би било възможно, ако посетиха оригинала във Флоренция. От шест тона до тридесет и два гигабайта, дигитализираната реплика на шедьовъра на Микеланджело вече може да бъде възстановена в студиото на всеки с високоскоростна интернет връзка, достатъчно място на твърдия диск и малко оборудване за автоматично производство. Гъвкавостта, осигурена от цифровия модел, създава изцяло нови начини хората да изпитат статуята. Например, огромна златна репродукция, известна официално като Дейвид (вдъхновена от Микеланджело), е създадена през 2005 г. от концептуалния художник Серкан Озкая и в момента е инсталирана в музея на 21в в Луисвил, Кентъки.
3D принтери и други форми на цифрово производство вероятно ще променят начина, по който живеем в бъдеще. Но идеите за тези машини за превключване на парадигми съществуват отдавна и мечтата за споделяне и създаване на идентични копия датира чак от 15 век. На учени, художници и философи като Алберти липсваше технологичната изтънченост, за да направят идеите си практични и в някои случаи им липсваше въображението, за да осъзнаят дори възможностите на това, което предлагат. Но това вече не е проблем. Ние имаме технологията. Утрешните дизайнери ще реализират мечтите на Ренесанса.
