생성적 디자인은 디자인 목적에 맞게 정의된 알고리듬을 통해 컴퓨터가 여러 대안적인 디자인 결과물을 자동적으로 빠르게 생성하는 것이다. 그러므로 디자인 목적을 수행하는 컴퓨터 알고리듬이 중요하다. 본 연구는 이러한 생성적 디자인을 기반으로 사진 또는 그림과 같은 2차원 디지털 이미지로 3차원 형태를 생성하는 생성적 디자인 알고리듬을 제안하는 것을 목적으로 한다. 제안된 알고리듬은 컴퓨터 프로그램으로 구현되어 임의의 명화 이미지를 입력하여 검증하였다. 결과물의 기본 3차원 형태는 원기둥과 구이며, 사용된 이미지에 따라 원기둥이나 구의 표면이 변형되어 생성된다. 본 연구에서 제시된 알고리듬과 결과물은 2차원 이미지에서 3차원 형태를 생성하는 생성적 디자인의 가능성을 보여준다. 감성과 인지적인 측면에서 입력된 이미지와 생성된 3차원 형태의 관계를 파악하는 향후 연구를 통해 생성된 형태의 가치를 검증하고 디자인적 의의를 찾는 것이 필요하다. 이러한 연구를 통해 생성적 디자인의 가능성을 넓힐 것으로 기대된다.
본 논문에서는 임베디드 소프트웨어 개발 시 .Net Micro Framework를 이용하여 디바이스들의 통신 인터페이스를 소프트웨어 개발자가 좀 더 간단하게 코딩 가능하게 하며 소프트웨어 개발자가 이를 디자이너를 이용하여 그래픽하게 에뮬레이터를 디자인할 수 있도록 임베디드 에뮬레이터 생성 방법을 제시하고 디자인 된 에뮬레이터를 기반으로 자동으로 코딩 없이 에뮬레이터를 생성하는 프로그램을 프로토타이핑 한다. 이때, 소프트웨어 개발자가 그래픽하게 생성한 에뮬레이터 디자인으로 하드웨어 개발자와의 의사소통이 보다 원활해질 수 있다. 또한 본 논문에서 제시하는 임베디드 에뮬레이터 생성 프로그램을 이용하면 추가적인 코딩 작업 없이 디자인 된 에뮬레이터를 기반으로 에뮬레이터가 자동 생성된다. 이로 인하여 .NET Micro Framework에서 제공하는 확장 가능 에뮬레이터와 달리 에뮬레이터를 생성하는데 시간과 노력을 절약할 수 있다. 또한 기존의 개발 과정에서는 기계가 모두 준비되어야 테스팅이 가능했던 것과 달리 기계 없이 에뮬레이터로 테스팅이 가능해짐으로써 개발 기간을 단축시킬 수 있다. 임베디드 에뮬레이터를 이용하면 하드웨어와의 통합 테스트에서 버그의 원인이 하드웨어적인 결함인지 소프트웨어적인 결함인지를 판단 가능하게 하여 디버깅이 용이하게 되며 실제 동작과 원하는 동작을 비교해 볼 수 있다.
건축디자인 초기단계에서 다이어그램은 아이디어 및 디자인 해결방안을 도출하기 위한 분석 도구로써 중요한 의미를 지닌다(Wang, 1999; Do, 1997). 이러한 다이어그램은 시각적 디자인 피드백을 가능하게 함으로써 건축디자인 실무 및 교육에서 필수적인 디자인 도구라고 할 수 있다 (Schon and Wiggins, 1992; Gross, 1996; Kurmann, 1998). 최근에 IT 기술이 건축분야에 적용됨에 따라, 건축가들의 전통적으로 고려되어 왔던 인간의 행동, 자연현상, 건축재료, 건축부재, 대지조건 외에 다양한 IT 기술과 관련된 정보를 분석하고 고려할 필요성을 가지게 되었다. 그러나 이러한 다양한 IT 기술은 건축적인 요소들과 접목되어 적용되기 때문에 건축가들은 디자인 초기단계부터 IT 기술의 접목이 가능한 디자인 도구를 필요로 하게 되었다. 즉, 이는 IT 정보와 공간정보와의 관계 및 적용을 건축가가 빠르게 이해하고 분석하고 이를 디자인에 반영할 수 있도록 도와주는 시각적 다이어그램 표출이 가능한 디자인 도구가 필요하게 되었다. 본 논문에서는 다양한 IT 기술과 공간 정보의 다양한 형태의 관계를 나타내는 3 차원 버블 다이어그램을 이용한 계략 디자인 방법을 제안하고, 이를 기반으로 3 차원 버블 다이어그램을 지원하면서 건축 디자인 초기단계에 이용 가능한 디자인 도구를 개발한다. 본 연구에서 개발된 디자인 도구는 정보의 유형에 따라 다양하게 형태를 변화시킬 수 있는 노드(node)와 연결선(edge)로 구성되고, 저장된 특정 건축정보는 다이어그램으로 생성된 디자인 대안을 평가하는데 사용된다. 일종의 DSS(Decision Support System)인 본 시스템은 디자인 초기단계에서 3 차원 디자인 아이디어를 제공할 뿐만 아니라 다양한 디자인 대안을 빠르게 생성하고 이를 실시간으로 평가함으로써 디자인 효율성을 증가시킬 것이다. 본 시스템은 유비쿼터스 기술이 적용된 신도시에 생성될 통관관제센터 디자인에 실험적으로 적용되었다.
비정형형태 생성을 위한 디지털디자인도구의 활용은 작업자의 능력에 따라 극히 주관적으로 활용되기 때문에, 공통적으로 활용될 수 있는 규칙의 설정을 통해 프로토타입 으로서 비정형 생성방법의 설정을 제시하고, 보다 효과적인 비정형 디자인 형태생성방법을 제시하고자 한다. 본 연구는 비정형 형태의 일반적 이론이 아닌 Concept발의-전개 단계에서 Mass구성 및 표현을 위한 비정형형태생성을 위한 디지털디자인도구의 활용 위주로 진행한다. 현대건축의 비정형적 형태는 디지털디자인도구와 디자인개념의 변화에서 시작된다. 선행연구를 통한 비정형적 작품을 사례를 바탕으로, 이를 분석하여 나타나는 형태적 특성을 디지털디자인도구의 언어를 중심으로 해석하고, 디지털디자인도구의 Geometry 변형을 통해 비정형 형태를 구현하는 기법을 제안하고자 한다.
절차적(procedural) 텍스쳐는 다양한 해상도로 텍스쳐 공간을 표현할 수 있으며, 매우 적은 저장 공간을 사용하는 장점을 가지고 있다. 그러나 절차적 표현을 위한 암시적(implicit) 방법을 이해하기 어렵고 프로그래밍에 익숙하지 않은 일반 사용자가 다루기 힘들다. 본 논문에서는 사용자의 직관적인 디자인작업을 통해 절차적 패턴을 자동으로 생성하는 인터랙티브 시스템이 제안된다. 전체 디자인 과정은 다중레이어(layer)를 기반으로 하며 데이타, 연산 및 출력 노드 등으로 구성된 그래프 구조로 표현된다. 제안된 시스템은 일반 사용자에게 유연한 인터페이스를 제공하여 프로그래밍 작업 없이 절차적 텍스쳐 쉐이더를 자동으로 생성하도록 한다. 시뮬레이션 결과로부터 제안된 방법이 다양한 패턴을 효과적으로 제작할 수 있음을 확인하였다.
Furniture design is no exception to human desire for pursuit of the nature. In various design fields, it has turned out nature-decorative method in the past, and also recently it has turned out bio-adaptive method which is more root design process using principal of generation in nature world. The purpose of this study is to analyze application methods and characteristics of fractal geometry and voronoi diagram which are most representative principals of generative design in nature by research on the example of furniture design using these principals. The results of having analyzed fumitures by generative design can be summarized as follows; design principals of fractal; superposition, scaling, repetition & gradation, deformation, distortion and voronoi diagram; individual speciation, variational patten, repetition gradation, ambiguous boundary create new design concept and emergent form in furniture design. Application methods are 'form emergence by algorithm', 'conventional process based on principals of generative design', and 'reproduction of pattern from generative design'. Biological reinterpretations and new explorations of principals of nature generation offer unbounded possibilities for furniture design.
창조적인 작업을 하는 크리에이티브 디렉터에게는 항상 새로운 디자인의 조형적인 요소를 찾게 된다. 수작업으로 만들어진 이미지가 아닌 컴퓨터 프로그램에 의해 생성되는 프랙탈 이미지는 각 분야에 새로운 디자인을 접목할 수 있는 기하학적인 패턴을 제시한다. 기술과 예술의 융.복합으로 순수 회화에서부터 텍스타일 디자인, 건축디자인, 전시디자인 등 다양한 분야의 디자인에 활용되고 있는 만델브로 프랙탈 이미지의 생성에 대해 알아보고, 생성된 이미지들의 조형적인 원리에 입각한 형태에 대해 분석해본다.
본 연구에서 제안하는 3차원 인터렉티브 스케칭 시스템은 쉽고 간략한 인터페이스 환경으로 유연하고 정교한 물체 생성 및 변형이 가능한 3차원 개념설계 시스템이다. 제품의 설계 과정에서 무선 완드를 이용하여 3차원 공간에 일련의 프리핸드 스트로크로 곡면을 정의하고 생성된 곡면은 캘리그래픽 스트로크를 이용하여 실시간으로 변형할 수 있는 공간 곡면의 정의와 실시간 자유 변형 알고리즘을 포함한다. 공간 곡면 정의 알고리즘은 무선완드의 입력 방위에 따라 상이한 물체를 생성하고 변형하는 기술로서 물체 생성시 필요한 인터페이스의 양을 최소화 할 수 있다. 또한 절러 차례 캘리그라픽 스트로크 입력으로 수정과 변형이 실시간 통합적으로 이루어지는 자유변형 알고리즘은 기존의 공학적. 수치적 접근방식에서 탈피한 직관적이며 유연한 모델링 방식을 제안하여 전문가가 아니더라도 쉽게 공학적 모델을 생성. 변형 할 수 있다. 누구나 쉽게 본 시스템의 도움으로 직관적이며 공학적으로 건전한 제품을 설계할 수 있는 디자인 설계의 획기적인 변화를 마련할 것이다.
본 논문에서는 의류 제품의 기획, 디자인 시제품 검토 등의 작업을 효과적으로 지원하는 의상 캐드 시스템의 창조 모델을 제안한다. 이 참조모델은 디자이너의 패션 일러스트 작업을 지원하는 스케치 시스템, 의상 캐드 전반에 걸쳐 사용되는 문양을 생성하는 문양 생성 시스템, 옷본 디자인 작업을 수행하는 옷본 편집 시스템, 그리고 시제품 검토를 위한 가시화 시스템으로 구성된다. 또한 본 문에서는 이러한 시스템들을 구현하기 위한 관련 이론들을 제시하고 시제품을 구현한다. 구현된 시스템들은 기존의 상용화된 캐드 시스템들보다 고급화된 디자인 환경을 제공함으로서 의상 디자인 작업을 효과적으로 지원한다.
자동차 타이어의 휠과 트레드 사이에 탄성중합체 또는 다각형의 스포크를 채우는 방식으로 제작하는 비공기압 타이어는 자동차 관련 학계 및 항공우주 업계의 중요한 연구 주제가 되고 있다. 본 연구에서는 생성형 적대 신경망을 기반으로 비공기압 타이어 디자인을 생성하는 시스템 개발했다. 특히 비공기압 타이어의 종류와 사용 환경, 제작 방식, 공기압 타이어와의 차이점 그리고 스포크 디자인에 따른 하중 전달의 변화 등 디자인에 영향을 미칠만한 변수들에 대한 조사를 실시했다. 이 연구는 OpenCV를 통해 다양한 스포크 형태의 이미지를 만들고, projected GANs에 학습시켜 비공기압 타이어 디자인에 사용될 스포크를 생성했다. 디자인된 비공기압 타이어는 사용 가능 및 불가능으로 레이블링하고, 이를 Vision Transformer 이미지 분류 AI 모델에 학습시켜 분류하도록 하였다. 최종적으로 분류 모델의 평가를 통해 0에 가까운 loss의 수렴, 99%의 정확도를 확인했다. 차후 도형 및 스포크 이미지와 알고리즘을 이용한 디자인이 아닌, 완전 자동화 시스템의 개발과 더 나아가 3D의 물리적 해석 없이 사용 가능한 디자인을 생성하는 것을 목표로 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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