3D-printerid ja digitaalsed kaardistamisteenused muudavad lõpmatuseni identsete koopiate toomise paremaks või halvemaks, humanitaar- või hävitavaks otstarbeks oluliselt lihtsamaks. Digitaalkaardile pääseb ligi igaüks, kellel on nutitelefon või arvuti, ja Michelangelo Taaveti koopia saab kodus teha sama hõlpsalt kui ründerelva. Kuigi 3D-printimise suhteliselt uus tehnoloogia on disainerite, valmistajate ja laiema üldsuse seas populaarseks osutunud, ei ole see veel jõudnud koduprinteri üldlevinud versioonini. Kuid tundub, et see on vaid aja küsimus, kuni lauaarvutite tootmine on sama tavaline kui lauaarvutites kirjastamine. Tehnoloogia muutub iga aastaga odavamaks ja tõhusamaks ning kuigi 3D-printimine on vaevalt loodud, on insenerid 4D-printimisega juba kõvasti tööd teinud (neljas mõõde on aeg!). Üks ambitsioonikas ettevõte on hiljuti põhjustanud 3D-printimispliiatsi prototüübiga Kickstarteris sensatsiooni.
Need uusimad joonistamise ja modelleerimise tehnoloogiad on põnevad, kuid millal 3D-printimise idee alguse sai? Millised on mõned kõige varasemad joonistamis- ja valmistamismasinad? Vastuse leidmiseks pöördume tagasi päevadeni, mis eelnesid koopiamasinatele või isegi kopeerpaberile, tagasi renessansiajale, mehele, kes leiutas digitaalse taasesituse selle sõna algses tähenduses.
Leon Battista Alberti oli 15. sajandil elanud itaalia filosoof, teadlane, arhitekt ja kõikvõimalikud polümaatikud. Põhimõtteliselt oli ta teie prototüüpse renessansi mees. Alberti on võib-olla üks olulisemaid ja mõjukamaid loometegelasi, kes renessansiajast välja tuleb, ehkki ta on üks vähem tuntud. Ta uskus, et kunsti ja teadust ühendavad matemaatika põhiprintsiibid ning oma paljude saavutuste hulgas määratles Alberti tänapäeval keskse perspektiivina tuntud geomeetrilise ehituse põhimõtted ja leiutas tehnikad maalide, skulptuuride ja isegi hoonete identsete koopiate valmistamiseks ilma abita mehaanilised seadmed, näiteks trükipress. See soov identsete koopiate loomise meetodi järele tuli välja Alberti pettumusest käsitsi reprodutseerimise tehnikatest tulenevate puuduste ja vältimatute vigade pärast. Arhitektuuriteoreetik ja ajaloolane Mario Carpo kirjeldab oma suurepärases raamatus „Tähestik ja algoritm” (mida ma praegu naudin ja olen juba varem Design Decodedis maininud), neid tehnikaid kirjeldades „digitaalsetena”.
“Alberti üritas analoogpiltide puudustele vastu astuda, digitaliseerides need etümoloogilises mõttes: asendades pildid numbriloendiga ja arvutuskäskude komplektiga või algoritmidega, mille eesmärk on visuaalne pilt teisendada digitaalfaili ja seejärel uuesti luua vajadusel originaalpildi koopia. ”
Kujutiste taandamisel hoolikalt arvutatud koordinaatidele ja dokumenteerides originaali loomise meetodi, tagas Alberti, et igaüks suudab toota koopiaid, mis oleksid tema originaalteosega täpselt identsed. Numbrilised käsikirjad, mida oli hõlpsalt vigadeta võimalik kopeerida, kujutasid endast renessansi failiedastuse tüüpi.
Albrecht Düreri joonistus “Lahkuvat naist joonistav joonistaja” (1525) kujutab perspektiivimasinat, mis sarnaneb Alberti traktaadis De Pictura (Wikimedia Commons) kirjeldatuga. Alberti kuulsaim reprodutseerimise leiutis on perspektiivimasin, mida kunstnikud kasutavad veel tänapäevalgi. Seadistus, mille ta kujundas reaalsusest piltide transkribeerimiseks, näeb välja nagu moodne Battleship mängulaud. Võrgustikuga puitkraan eraldab kunstniku, kelle silma hoitakse ekraani keskosas fikseeritud kohas, tema objektist. Kunstnike vaatevinklist kaardistatakse esindatav objekt raamitud ruudustikule; sel viisil saab kunstnik pildi täpselt uuesti luua paberil, mis on jagatud sobivaks ruudustikuks. Nende ruudustikujoonte vaheline kaugus määrab pildi eraldusvõime, laenamise tähtajaks digitaaltehnoloogiast ja piiratud määral reprodutseerimise täpsuse. Kui me tahaksime veel pisut ekstrapoleerida, et teha veelgi võrdlusi tänapäevase digitaaltehnoloogiaga, võiksime neid ruudustiku jaotuse piksleid isegi nimetada. Alberti perspektiivimasin kujutas endast olulist sammu reprodutseerimise variatiivsuse kõrvaldamiseks, kuid kuna see toetus ikkagi kunstniku käele, ei kõrvaldanud see inimlikke eksimusi täielikult. Alberti jätkas matemaatikapõhiste paljundamistehnikate väljatöötamist.
Alberti Rooma kaardi taastamine, kasutades koordinaatide kirjelduses Descriptio Urbis Romae („Arhitektuurilised kavatsused Vitruviusest renessanssini”, McGilli ülikool) Üks tõelise “digiteerimise” veenvamaid teoseid on Alberti raamat, mis sisaldab Rooma kaarti, Descriptio Urbis Romae, mis loodi umbes 1440. aastatel. Raamat ei sisalda aga kaardi tegelikku trükitud koopiat. Pärast Rooma tänavate, templite ja maastiku hoolikat mõõtmist ja joonistamist soovis Alberti oma kaarti levitada, kuid ta ei uskunud, et käsitsi tehtud koopiad suudavad tema originaali täpselt reprodutseerida. Kui mehaanilise reprodutseerimise tehnoloogia oli alles tekkimas, ei olnud selle kasutamine laialt levinud ja selle potentsiaal jäi realiseerimata. Alberti lahendus? Ta kirjutas oma hoolikalt koostatud kaardi ümber polaarkoordinaatide seeriaks, mõõdetuna Kapitoliini mäe tipust. Need koordinaadid kogutakse käsitsi joonistatud kaardi asemel kirjeldusesse . Tema idee oli, et lugejad saaksid tema kaardi identset versiooni ise transkribeerida, kasutades Alberti märkmeid ja astrolabe-tüüpi seadet, mis koosnes kraadideks jaotatud ketta keskele kinnitatud pöörlevast joonlauast. Alberti koordinaadid ja juhised on, nagu Carpo märkis, primitiivset tüüpi algoritmi - sama protsess, mis juhib tänapäeva arvutipõhist arhitektuuri ja tarkvara, mis juhib digitaalseid valmistamismasinaid.
Joonis Alberti finitooriumist, nagu on kirjeldatud tema traktaadis De Statua (avalik omand) Kuid võib-olla kõige muljetavaldavam Alberti leiutistest on tema skulptuuri reprodutseerimise tehnika. De statua käsitluses figuraalsest skulptuurist kirjeldas Alberti meetodit skulptuuride identsete koopiate reprodutseerimiseks traditsiooniliste tööriistade ja põhiliste arvutuste abil. Esiteks võtab kunstnik / koopiamasin skulptuuri kõrguse, laiuse ja selle erinevate läbimõõtude täpsed mõõtmed, kasutades selleks sobivaid tööriistu - t-ruute, nurki jne. Skulptuuri põhikomponendid mõõdetakse ja dokumenteeritakse numbriliselt - „skaneeritakse“, põhimõtteliselt - üksteise suhtes ja kogu kuju ulatuses. Skulptuuri detailide täpsemate mõõtmiste saamiseks paigaldatakse ausamba kohale Alberti leiutise seade, mida tuntakse defineerijana või finitoriumina . Sarnaselt Rooma kaardi koostamiseks kasutatava seadmega on finitorium tasapinnaline ketas, millele on kirjutatud kraadid, mis on ühendatud liikuva haruga, samuti on see kirjutatud mõõtmetega; otsast ripub kaalutud joon. Õlavarre pööramisel ja tõstejoone tõstmisel või langetamisel on tehniliselt võimalik kaardistada kuju iga punkt kolmemõõtmelises ruumis selle kesktelje suhtes, ehkki kindlasti raevukalt aeglaselt. Need andmed võidakse seejärel saata käsitöölisele, kes kasutab neid algsest kujust identse koopia loomiseks.
See viib meid tagasi 3D-printimise juurde. On palju erinevaid 3D-printereid, mis loovad mudeleid erinevat tüüpi plastist, kuid need kõik töötavad põhimõtteliselt samamoodi. Printer töötleb modelleerimistarkvara abil loodud objekti digitaalsed joonised - virtuaalses ruumis asuvad koordinaadid - ja lõikab mudeli digitaalselt tükkideks, mis on masina poolt loodud piisavalt väikesteks tükkideks. Need komponendid asetsevad üksteise peal ja on omavahel peaaegu sujuvalt ühendatud, luues originaalse digitaalmudeli identse füüsilise taasesituse. 3D-skannimine ja printimine on ilmselgelt palju, palju kiirem kui Alberti meetod, kuid see toimib enam-vähem samal viisil - välja arvatud muidugi objekti kuju automatiseeritud dokumenteerimine ja sünteetilisi materjale kasutav robotkonstruktsioon. Alberti kiitis isegi seda, et tema meetodeid saab kasutada skulptuuri erinevate osade taastamiseks erinevatel aegadel või erinevates kohtades ja et tema meetod oli nii täpne, et neid üksikuid komponente saaks sujuvalt kokku panna, et luua originaali täpne koopia - protsess, mis kõlab palju nagu moodne tootmine.
Michelangelo Davidit skaneerib The Digital Michelangelo Project (digitaalne Michelangelo projekt) Nii vanade kui ka uute tehnoloogiate abil saab mis tahes skulptuure - mis iganes, tegelikult - ükskõik millises suuruses teoreetiliselt uuesti luua. Võtame näiteks Michelangelo Davidi . 2000. aastal lõid Stanfordi laborid Davidi peaaegu täiusliku digitaalse 3D-koopia, mida kasutajad saavad skulptuuri lähemalt uurimiseks pöörata ja manipuleerida, kui see oleks võimalik, kui nad külastaksid originaali Firenzes. Kuus tonnist kolmkümmend kaks gigabaidini saab Michelangelo meistriteose digiteeritud koopia nüüd taastada kõigi stuudios, kellel on kiire Interneti-ühendus, piisavalt kõvakettaruumi ja mõned automaatsed valmistamisseadmed. Digitaalse mudeli pakutav paindlikkus loob inimestele täiesti uusi viise, kuidas kujusid kogeda. Näiteks lõi 2005. aastal kontseptuaalne kunstnik Serkan Ozkaya tohutu kuldse reproduktsiooni, mida ametlikult nimetatakse Davidiks (inspireeritud Michelangelo) ja mis on praegu paigaldatud Kentucky osariigi Louisville'i 21c muuseumi.
3D-printerid ja muud digitaalse valmistamise vormid muudavad tulevikus tõenäoliselt meie eluviisi. Kuid ideed nende paradigma muutmise masinate taga on olnud juba pikka aega ning unistus jagada ja luua identseid koopiaid sai alguse 15. sajandist. Teadlastel, kunstnikel ja filosoofidel, nagu Alberti, puudus nende ideede praktiliseks muutmiseks vajalik tehnoloogiline keerukus ja mõnel juhul puudus neil kujutlusvõime isegi nende pakutud võimaluste realiseerimiseks. Kuid see pole enam probleem. Meil on tehnoloogia olemas. Homsed disainerid viivad ellu renessansi unistused.
