Sketchup Đà Nẵng

Vài điều về chuyên ngành kiến trúc cảnh quan!

LTS- Kiến Việt nhận được một bài viết khá thú vị về kiến trúc cảnh quan, do Thạc sỹ, Kiến trúc sư Nguyễn Trường Phúc, một chuyên gia về kiến trúc cảnh quan được đào tạo ở Hà Lan, gửi tới. Kiến Việt xin đăng tải và chia sẻ cùng các bạn độc giả quan tâm. Mong nhận được những phản hồi, góp ý và các bài viết của tất cả các bạn. Trân trọng cảm ơn.


------------------------------------------------


Chuyên ngành kiến trúc cảnh quan


Trước tiên, chúng ta hãy bàn về khái niệm “kiến trúc cảnh quan” - landscape architecture. Về mặt ngữ nghĩa thì có sự mâu thuẫn ở đây, trong khi “cảnh quan” là 1 phạm trù luôn biến đổi theo không gian và thời gian thì “kiến trúc” lại đề cao tính ổn định, lâu dài (cái này cũng giống như khái niệm phát triển bền vững vậy). Chuyên ngành kiến trúc cảnh quan thường bị mọi người hiểu lầm là chỉ liên quan đến thiết kế vườn và cảnh quan vườn.


Kiến trúc cảnh quan mang ý nghĩa rộng hơn như vậy, nó tham gia vào việc quy hoạch môi trường, thiết kế, quy hoạch đô thị…và tạo dựng môi trường sống cho con người và thiên nhiên. Chuyên ngành kiến trúc cảnh quan kết hợp tính đa dạng về mục tiêu và thể loại của đồ án thiết kế cảnh quan với sự biến đổi không ngừng của các điều kiện môi trường. Kiến trúc cảnh quan, có thể nói là 1 chuyên ngành rộng nhất liên quan đến việc xây dựng môi trường sống cho con người.


Các nhà thiết kế được trang bị những kiến thức về cảnh quan sinh thái, cảnh quan văn hoá để thực hiện nhiều loại đồ án khác nhau như: quản lý cảnh quan ở quy mô toàn cầu, đất nước, vùng, địa phương, quy hoạch vùng, quy hoạch và thiết kế sinh thái, quy hoạch đất đai, quy hoạch và thiết kế đô thị, quy hoạch và thiết kế khu ở, xây dựng cảnh quan và điều hành các hoạt động liên quan đến môi trường. Nhiệm vụ của kiến trúc sư cảnh quan liên quan đến nhiều chuyên ngành khác, phụ thuộc vào phạm vi của đồ án và tính chất thực hiện.


Kiến trúc sư cảnh quan có thể tham gia vào nhiều việc trong quá trình thiết kế như: xác định vị trí, hình thức sơ bộ của ngoại thất công trình, định dạng thế đất, quản lý môi trường nước, thiết kế hệ thống cơ sở hạ tầng, xây dựng, thiết kế cây xanh. Kiến trúc sư cảnh quan cũng có thể đứng ra điều hành dự án và kết hợp các bộ môn trong việc thiết kế 1 đồ án (Motloch, 2001). Theo quan điểm trên thì kiến trúc cảnh quan là chuyên ngành quá rộng. Nó bao gồm cả quy hoạch đô thị, nông thôn, quy hoạch không gian, phân tích xã hội và thiết kế đô thị... Tuy nhiên, điều khác biệt cơ bản từ khi kiến trúc cảnh quan ra đời (giữa thế kỷ XIX), theo tôi, đó là nó đặt khái niệm “môi trường” làm trung tâm nghiên cứu (environment is the core concept), khác với quan điểm của nhà quy hoạch và kiến trúc sư (human is the core concept).














Chú thích: Vườn hoa Keukenhof, Hà lan


Nguồn gốc của chuyên ngành kiến trúc cảnh quan


Theo quan điểm của ASLA (American society of landscape architects), nguồn gốc của chuyên ngành bắt đầu từ sự phát triển không gian công cộng bên ngoài ngôi nhà xuất hiện từ thời Trung cổ và được khôi phục lại trong các thiết kế vườn, biệt thự, quảng trường thời kỳ Phục Hưng. Sự hoàn thiện của chuyên ngành thiết kế cảnh quan được thể hiện rõ trong các thiết kế vườn kiểu Pháp thế kỷ XVII. Rất nhiều nhà thiết kế vườn kiểu Anh thế kỷ XVIII đã loại bỏ tính công thức cứng nhắc của hình học Euclid ( French formal style) để hướng đến 1 phong cách mới mang âm hưởng thiên nhiên hơn. Tất cả những trào lưu này của Châu Âu bao gồm: Italian renaissance garden style thế kỷ XVI, French formal garden style thế kỷ XVII và English landscape garden-picturesque thế kỷ XVIII, XIX đã tác động đến hình thức và phong cách của kiến trúc cảnh quan của Bắc Mỹ (nơi ra đời của khái niệm kiến trúc cảnh quan-landscape architecture)






Chú thích: Frederick Law Olmsted






Chú thích: Calvert Vaux


Tên gọi kiến trúc sư cảnh quan được dùng đầu tiên bởi Frederick Law Olmsted, người Mỹ. Những đồ án của Olmsted kết hợp với Calvert Vaux xuất hiện vào cuối những năm 1850, đó là thiết kế Công viên trung tâm ở New York (Các bạn có thể tham khảo ảnh vệ tinh trên googlearth) và vào những năm 1870 là đồ án thiết kế khu vực ngoại thất của toà nhà Capitol-Washington. Đồ án thiết kế Columbian Exposition của Olmsted năm 1893 đã đánh dấu 1 sự nhìn nhận rõ ràng hơn của công luận về 1 chuyên ngành mới trong thiết kế: Kiến trúc cảnh quan.


Những thiết kế của Olmsted có quan điểm chủ đạo là sử dụng những không gian xanh công cộng (Central Park, Prospect Park, Franklin Park, Chicago South Park) làm nơi nghỉ ngơi, thư giãn, tách biệt với sự ngột ngạt, thiếu không khí, ánh sáng của các nhà máy, công xưởng (sản phẩm của quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá) đáp ứng nhu cầu của đa phần tầng lớp lao động (tầng lớp mang tính đa số, mới xuất hiện). Trong nửa cuối thế kỷ XIX, chuyên ngành kiến trúc cảnh quan phát triển khá chậm về chuyên sâu nhưng lại rất mở rộng về phạm vi ảnh hưởng.


Những nhu cầu đang tăng lên không ngừng của xã hội Mỹ bấy giờ như: quy hoạch, thiết kế môi trường đô thị, hệ thống công viên, các không gian công cộng của văn phòng, khu công nghiệp, trường học, các cộng đồng khu ở ở ngoại ô... đã tạo ra 1 sự phát triển toàn diện cho chuyên ngành kiến trúc cảnh quan. Nó giữ vai trò chính trong việc thiết kế và quy hoạch đô thị với mong muốn tạo dựng những thành phố đẹp, tiện nghi của nước Mỹ. Những kiến trúc sư cảnh quan như Olmsted, Jens Jensen, và Horace Cleveland là những người đi đầu trong quá trình định hướng phát triển của hệ thống công viên, cảnh quan của cả nước Mỹ.






Chú thích: Prospect Park, Brooklyn, New York


Vào năm 1899, Olmsted và vài đồng nghiệp đã thành lập ‘Hiệp hội kiến trúc sư cảnh quan Hoa Kỳ’. Một năm sau đó, 1900, khoá học đầu tiên về kiến trúc cảnh quan ra đời và được giảng dạy ở đại học tổng hợp Harvard do Omlsted đứng đầu. Chuyên ngành kiến trúc cảnh quan đã nhanh chóng tác động đến việc tạo dựng những thành phố kiểu mẫu trong những năm đầu của thế kỷ XX. Những khoá kiến trúc sư cảnh quan được đào tạo bài bản đã góp phần quan trọng trong việc thiết kế, quy hoạch hệ thống công viên quốc gia, công viên tiểu bang, công viên thành phố…cũng như hệ thống không gian công cộng của toàn nước Mỹ.


BA, MLP. Nguyễn Trường Phúc Tài liệu tham khảo-Motloch J.2001. Introduction to landscape design-Laurie M.1985. Introduction to landscape architecture-Rogers E.B.2001. Landscape design; a cultural and architectural history-Jellicoe Geoffrey and Susan.2004. The Landscape of Man; shaping the environment from prehistory to the present day-Thacker C.1985. The history of gardens-http://www.asla.org/

Ray Traycing là gì?

Trong đồ họa máy tính, ray tracing là một kỹ thuật để tạo ra một hình ảnh bằng cách dò tia sáng qua các điểm ảnh trong hình ảnh một vật thể và mô phỏng lại những ảnh hưởng trong giao tiếp của vật thể đó với các đối tượng ảo. Kỹ thuật này có khả năng sản xuất ra các sản phẩm đồ họa chân thật , thường cao hơn so với phương pháp vẽ scanline điển hình, nhưng với chi phí tính toán lớn hơn.



Điều này làm cho Ray tracing phù hợp nhất cho các ứng dụng hình ảnh có thể được trả chậm, chẳng hạn như trong hình ảnh tĩnh , phim ảnh , truyền hình hiệu ứng hình ảnh và kém phù hợp hơn cho các ứng dụng thời gian thực như trò chơi video mà tốc độ là rất quan trọng. Ray tracing có khả năng mô phỏng một loạt các hiệu ứng quang học, chẳng hạn như phản xạ và khúc xạ, tán xạ, và hiện tượng phân tán (như quang sai màu).

Optical Ray-Tracing mô tả một phương pháp sản xuất hình ảnh trực quan được xây dựng trong môi trường 3D đồ họa máy tính , hoặc scanline kỹ thuật dựng hình. Nó hoạt động bằng cách dò tìm đường đi từ một mắt tưởng tượng qua mỗi điểm ảnh trong một màn hình ảo, và tính toán màu sắc của các đối tượng có thể nhìn thấy thông qua nó.



Cảnh trong Ray-tracing được mô tả toán học của một lập trình viên hoặc họa sĩ (thường sử dụng các công cụ trung gian ) . Cảnh cũng có thể kết hợp dữ liệu từ hình ảnh và các mô hình bắt bằng các phương tiện như chụp ảnh kỹ thuật số.

Thông thường, mỗi tia phải được kiểm tra giao với một số tập hợp con của tất cả các đối tượng trong bối cảnh đó. Khi đối tượng gần nhất đã được xác định , các thuật toán sẽ ước tính ánh sáng đến ở các điểm giao nhau , kiểm tra các tính chất vật liệu của đối tượng, và kết hợp thông tin này để tính toán màu sắc cuối cùng của các điểm ảnh . Một số thuật toán chiếu sáng và vật liệu phản xạ hoặc mờ có thể đòi hỏi nhiều tia được tái diễn vào cảnh.

Ray-Traycing và NVIDIA OptiX

Phương pháp dò tia sáng NVIDIA OptiX nâng cao sự tương tác giữa các ứng dụng bằng cách tăng đáng kể tốc độ phép dò tia trên GPU NVIDIA sử dụng kiến trúc GPU CUDA của NVIDIA. Với phương pháp truyền thống, bạn có thể phải mất vài phút, nhưng với OptiX, bạn chỉ mất có vài phần nghìn của giây, cho phép nhà thiết kế để tương tác kiểm tra trình chiếu của ánh sáng, phản xạ, khúc xạ và bóng tối trong những cảnh thực tế trên phần cứng tiêu chuẩn. NVIDIA Quadro và Tesla sản phẩm lý tưởng cho phép dò tia trên GPU trong việc cung cấp các giải pháp đáng tin cậy cao với bộ nhớ đồ họa lớn nhất và có sức chứa lớn nhất trong bộ dữ liệu. Quadro là giải pháp chuyên dụng cho việc kết hợp đồ họa và phương pháp dò tia.

Không giống như một bộ kết xuất theo quy cũ, hoặc một ngôn ngữ kết xuất bị giới hạn, OptiX là một nền tảng linh hoạt về phép dò tia, cho phép các nhà phát triển để tăng tốc truy tìm các tia cho bất kỳ nhiệm vụ nào. OptiX giúp giảm thiểu kích thước dữ liệu, đảm bảo kết quả chính xác trong việc dựng ghép hình ảnh.

Trong khi khả năng trong việc dò tia được thực hiện cực kỳ nhanh chóng và được công nhận bởi những người thiết kế kiểu dáng ô tô, thiết kế trực quan và hiệu ứng hình ảnh, OptiX cũng đang được sử dụng trong ngành không thuộc dựng hình như quang học và âm thanh thiết kế, nghiên cứu bức xạ, và phân tích va chạm cũng như bất cứ việc nào sử dụng đến phương pháp dò tia sáng.

Tương tác với phương pháp dò tia sáng, OptiX là một cách nhanh chóng hỗ trợ các ứng dụng bởi các công cụ quản lý hình ảnh NVIDIA scenix, cho phép các nhà phát triển để nhanh chóng kích hoạt nó trong các ứng dụng của họ. Như một công cụ tăng tốc NVIDIA, các nhà phát triển phần mềm có thể tự do sử dụng OptiX trong sản phẩm của họ cho phương pháp dò tia trên NVIDIA GPU, và duy trì hiệu suất tiên tiến bằng cách áp dụng bản cập nhật công cụ khai thác tiến bộ GPU trong tương lai.

Tóm lại :




Ray-tracing nói gọn là phép dò tia, tia ở đây là tia sáng

Những gì chúng ta thấy được hàng ngày là do các tia sáng (photon) mang đến. Vì vậy dùng ray-tracing để render hình ảnh thì chất lượng của nó sẽ y hệt những gì chúng ta nhìn thấy (vì dựa trên các cơ chế quang học của tia sáng)

Nhưng đánh đổi lại thì ray-tracing tốn rất nhiều năng lực để tính toán, vì mỗi tia sáng khi va chạm vào 1 vật thì hoặc là bị hấp thụ, khúc xạ, phản xạ, tán xạ. Mỗi tia ấy lại va chạm với các vật khác cho đến khi nào đến được view port của người quan sát