Οι εκτυπωτές 3D και οι υπηρεσίες ψηφιακής χαρτογράφησης καθιστούν εξαιρετικά ευκολότερη την παραγωγή απεριόριστων πανομοιότυπων αντιγράφων οτιδήποτε, για καλό ή χειρότερο, για ανθρωπιστικούς ή για καταστροφικούς σκοπούς. Ένας ψηφιακός χάρτης μπορεί να προσεγγιστεί από οποιονδήποτε με smartphone ή υπολογιστή και ένα αντίγραφο του David του Michelangelo μπορεί να γίνει στο σπίτι εξίσου εύκολα με ένα όπλο επίθεσης. Ενώ η σχετικά νέα τεχνολογία της τρισδιάστατης εκτύπωσης αποδεικνύεται δημοφιλής στους σχεδιαστές, τους κατασκευαστές και το ευρύ κοινό, δεν έχει φτάσει ακόμα στο πανταχού παρόν του οικιακού εκτυπωτή. Αλλά φαίνεται ότι είναι μόνο θέμα χρόνου μέχρι η κατασκευή επιφάνειας εργασίας να είναι τόσο κοινή όσο και η δημοσίευση επιτραπέζιων υπολογιστών. Η τεχνολογία γίνεται όλο και φθηνότερη και πιο αποδοτική κάθε χρόνο, και παρόλο που η τρισδιάστατη εκτύπωση έχει μόλις καθιερωθεί, οι μηχανικοί είναι ήδη σκληροί στην εργασία στην εκτύπωση 4D (η τέταρτη διάσταση είναι η ώρα!). Μια φιλόδοξη επιχείρηση προκάλεσε πρόσφατα μια αίσθηση στο Kickstarter με το πρωτότυπο της για ένα τρισδιάστατο στυλό εκτύπωσης.
Αυτές οι τελευταίες τεχνολογίες σχεδίασης και σχεδίασης είναι συναρπαστικές, αλλά πότε προήλθε η ιδέα της τρισδιάστατης εκτύπωσης; Ποιες είναι μερικές από τις πρώτες μηχανές σχεδίασης και κατασκευής; Για να βρούμε την απάντηση, επιστρέφουμε στις μέρες πριν από τις φωτοαντιγραφικές μηχανές ή ακόμα και με χαρτί με άνθρακα, πίσω στην Αναγέννηση, σε έναν άνθρωπο που εφευρέθηκε ψηφιακή αναπαραγωγή με την αρχική έννοια της λέξης.
Ο Leon Battista Alberti ήταν Ιταλός φιλόσοφος, επιστήμονας, αρχιτέκτονας και όλοι γύρω από το polymath που έζησε κατά τον 15ο αιώνα. Βασικά, ήταν ο πρωτότυπος άνθρωπος της Αναγέννησης. Ο Alberti είναι ίσως ένας από τους πιο σημαντικούς και σημαντικούς δημιουργικούς αριθμούς που θα βγει από την Αναγέννηση, αν και είναι ένας από τους λιγότερο γνωστούς. Πίστευε ότι η τέχνη και η επιστήμη ενώθηκαν με βασικές αρχές των μαθηματικών και μεταξύ των πολλών επιτεύξεών του, ο Alberti καθόρισε τις αρχές της γεωμετρικής κατασκευής που είναι σήμερα γνωστές ως κεντρικές προοπτικές και επινοημένες τεχνικές για την παραγωγή πανομοιότυπων αντιγράφων ζωγραφικών έργων, γλυπτών και ακόμη κτιρίων χωρίς τη βοήθεια μηχανικές συσκευές όπως ο εκτυπωτής. Αυτή η επιθυμία για μια μέθοδο δημιουργίας πανομοιότυπων αντιγράφων προήλθε από την απογοήτευση του Alberti με τις ανεπάρκειες και τα αναπόφευκτα λάθη που προκύπτουν από τις τεχνικές χειροκίνητης αναπαραγωγής. Στο εξαιρετικό του βιβλίο, το Αλφάβητο και ο Αλγόριθμος (που απολαμβάνω και έχουν αναφερθεί προηγουμένως στο Design Decoded), ο αρχιτεκτονικός θεωρητικός και ιστορικός Mario Carpo περιγράφει αυτές τις τεχνικές ως "ψηφιακές" αναπαραγωγές.
"Ο Αλμπέρτι προσπάθησε να αντισταθμίσει τις αποτυχίες αναλογικών εικόνων ψηφιοποιώντας τους, με την ετυμολογική έννοια: αντικατάσταση εικόνων με μια λίστα αριθμών και ένα σύνολο οδηγιών υπολογισμού ή αλγορίθμων που σχεδιάστηκαν για να μετατρέψουν μια οπτική εικόνα σε ψηφιακό αρχείο και στη συνέχεια να αναδημιουργήσουν αντίγραφο της αρχικής εικόνας όταν χρειάζεται. "
Με τη μείωση των εικόνων σε προσεκτικά υπολογισμένες συντεταγμένες και την τεκμηρίωση της μεθόδου με την οποία δημιουργήθηκε το πρωτότυπο, ο Alberti εξασφάλισε ότι ο καθένας θα μπορούσε να παράγει αντίγραφα τα οποία ήταν ακριβώς ίδια με τα αρχικά του έργα. Τα αριθμητικά χειρόγραφα, τα οποία ήταν εύκολο να αντιγραφούν χωρίς λάθος, αντιπροσώπευαν έναν τύπο μεταφοράς αρχείων της Αναγέννησης.
Το σχέδιο του Albrecht Dürer «Συγγραφέας Σχεδιάζοντας μια Επαναστατική Γυναίκα» (1525), που απεικονίζει μια προοπτική μηχανή παρόμοια με εκείνη που περιγράφεται από τον Alberti στην πραγματεία De Pictura (Wikimedia Commons) Η πιο διάσημη εφεύρεση του Alberti, που ασχολείται με την αναπαραγωγή, είναι η προοπτική μηχανή, η οποία χρησιμοποιείται ακόμα σήμερα από καλλιτέχνες. Η ρύθμιση που σχεδίασε για τη μεταγραφή εικόνων από την πραγματικότητα μοιάζει με ένα μοντέρνο board game του Battleship. Μια ξύλινη οθόνη με πλέγμα χωρίζει τον καλλιτέχνη, του οποίου το μάτι κρατιέται σε ένα σταθερό σημείο στο κέντρο της οθόνης, από το θέμα του. Από την οπτική γωνία των καλλιτεχνών, το αντικείμενο που αναπαρίσταται χαρτογραφείται στο πλαισιωμένο πλέγμα. με αυτόν τον τρόπο, ο καλλιτέχνης μπορεί να αναδημιουργήσει με ακρίβεια την εικόνα σε ένα χαρτί που έχει χωριστεί σε ένα αντίστοιχο πλέγμα. Η απόσταση μεταξύ αυτών των γραμμών δικτύου προσδιορίζει την "ανάλυση" της εικόνας, για να δανειστεί ένας όρος από τη γλώσσα της ψηφιακής τεχνολογίας, και σε μια περιορισμένη έκταση, την ακρίβεια της αναπαραγωγής. Αν θέλαμε να παραθέσουμε λίγο περισσότερο για να κάνουμε περαιτέρω τις συγκρίσεις με τη σύγχρονη ψηφιακή τεχνολογία, θα μπορούσαμε να καλέσουμε και αυτά τα εικονοστοιχεία των διαιρέσεων πλέγματος. Η μηχανή προοπτικής του Alberti αντιπροσώπευε ένα σημαντικό βήμα στην προσπάθειά του να εξαλείψει τη μεταβλητότητα από την αναπαραγωγή, αλλά, επειδή εξακολουθούσε να βασίζεται στο χέρι του καλλιτέχνη, δεν εξάλειψε πλήρως το ανθρώπινο λάθος. Ο Alberti συνέχισε να αναπτύσσει τεχνικές αναπαραγωγής με βάση τα μαθηματικά.
Μια αναψυχή του χάρτη της Αλμπέρτι της Ρώμης, χρησιμοποιώντας τις συντεταγμένες που περιγράφονται στο Descriptio Urbis Romae ("Αρχιτεκτονικές Προθέσεις από τον Βιτρουβίο στην Αναγέννηση", Πανεπιστήμιο McGill) Ένα από τα πιο συναρπαστικά έργα αληθινής "ψηφιοποίησης" είναι το βιβλίο του Alberti που περιέχει έναν χάρτη της Ρώμης, το Descriptio Urbis Romae, που δημιουργήθηκε γύρω στο 1440. Το βιβλίο, ωστόσο, δεν περιέχει ένα πραγματικό έντυπο αντίγραφο ενός χάρτη. Αφού μετρούσε και τραβούσε τους δρόμους, τους ναούς και το τοπίο της Ρώμης, ο Alberti ήθελε να διανείμει τον χάρτη του, αλλά δεν πίστευε ότι τα χειροποίητα αντίγραφα θα μπορούσαν να αναπαράγουν με ακρίβεια το πρωτότυπο του. Ενώ η τεχνολογία για μηχανική αναπαραγωγή ήταν στα αρχικά στάδια της, η χρήση της δεν ήταν ευρέως διαδεδομένη και το δυναμικό της παρέμεινε αδύνατο. Η λύση του Alberti; Μετέγραψε τον προσεκτικά επεξεργασμένο του χάρτη σε μια σειρά από πολικές συντεταγμένες που μετρήθηκαν από την κορυφή του λόφου του Καπιτωλίου. Αυτές οι συντεταγμένες συλλέγονται στο περιγραφικό κείμενο αντί για χάρτης με χέρι. Η ιδέα του ήταν ότι οι αναγνώστες θα μπορούσαν να μεταγράψουν μια ίδια εκδοχή του χάρτη τους, χρησιμοποιώντας τις σημειώσεις του Alberti και μια συσκευή που μοιάζει με astrolabe, που αποτελείται από ένα περιστρεφόμενο χάρακα συνδεδεμένο στο κέντρο ενός δίσκου χωρισμένου σε μοίρες. Οι συντεταγμένες και οι οδηγίες του Alberti είναι, όπως σημείωσε το Carpo, ένας πρωτόγονος τύπος αλγορίθμου - η ίδια διαδικασία που οδηγεί την αρχιτεκτονική που σχεδιάστηκε σήμερα από τον υπολογιστή και το λογισμικό που ελέγχει τις μηχανές ψηφιακής κατασκευής.
Σχέδιο του finitorium του Alberti, όπως περιγράφεται στην πραγματεία De Statua (Δημόσιος Τομέας) Αλλά ίσως η πιο εντυπωσιακή εφευρέσεις του Alberti είναι η τεχνική του για την αναπαραγωγή γλυπτικής. Στην πραγματεία του για τη γλυπτική των εικόνων, το De statua, Alberti περιγράφει μια μέθοδο αναπαραγωγής πανομοιότυπων αντιγράφων γλυπτών χρησιμοποιώντας παραδοσιακά εργαλεία και βασικούς υπολογισμούς. Πρώτον, ο καλλιτέχνης / φωτοαντιγραφέας παίρνει ακριβή μέτρα για το ύψος, το πλάτος και τις διάφορες διαμέτρους του γλυπτού χρησιμοποιώντας τα κατάλληλα εργαλεία-τετράγωνα, γωνίες κλπ. Τα κύρια συστατικά του γλυπτού μετρούνται και τεκμηριώνονται αριθμητικά - «σαρωμένα», σε σχέση μεταξύ τους και σε όλο το μήκος του αγάλματος. Για να πάρει πιο ακριβείς μετρήσεις των λεπτομερειών του αγάλματος, εγκαθίσταται πάνω από το άγαλμα μια συσκευή της εφεύρεσης Alberti γνωστή ως ο οριστής ή finitorium . Παρόμοια με τη συσκευή που χρησιμοποιήθηκε για να δημιουργηθεί ο χάρτης της Ρώμης, το finitorium είναι ένας επίπεδος δίσκος με βαθμούς ενωμένοι με έναν κινητό βραχίονα, ο οποίος είναι επίσης εγγεγραμμένος με μετρήσεις. από το τέλος κρέμεται μια σταθμισμένη γραμμή. Περιστρέφοντας τον βραχίονα και ανυψώνοντας ή χαμηλώνοντας τη γραμμή του στύλου, είναι τεχνικά δυνατό, αν και σίγουρα έντονα αργή, να χαρτογραφεί κάθε σημείο στο άγαλμα σε τρισδιάστατο χώρο σε σχέση με τον κεντρικό άξονά του. Αυτά τα δεδομένα θα μπορούσαν στη συνέχεια να σταλούν σε έναν τεχνίτη ο οποίος θα το χρησιμοποιήσει για να δημιουργήσει ένα πανομοιότυπο αντίγραφο του αρχικού αγάλματος.
Αυτό μας φέρνει πίσω στην τρισδιάστατη εκτύπωση. Υπάρχουν πολλά διαφορετικά είδη εκτυπωτών 3D που δημιουργούν μοντέλα από διάφορους τύπους πλαστικών, αλλά όλα λειτουργούν ουσιαστικά τα ίδια. Ο εκτυπωτής επεξεργάζεται ψηφιακές απεικονίσεις-συντεταγμένες τοποθετημένες σε εικονικό χώρο - ενός αντικειμένου που δημιουργείται από το λογισμικό μοντελοποίησης και ψηφιακά "φέει" το μοντέλο σε κομμάτια αρκετά μικρά ώστε να δημιουργηθεί από το μηχάνημα. Αυτά τα στοιχεία είναι στοιβαγμένα το ένα πάνω στο άλλο και συνδέονται σχεδόν αδιάκοπα, δημιουργώντας ταυτόσημη φυσική αναπαραγωγή του αρχικού ψηφιακού μοντέλου. Η τρισδιάστατη σάρωση και εκτύπωση είναι προφανώς πολύ πιο γρήγορη από τη μέθοδο του Alberti, αλλά λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο - εκτός από την αυτοματοποιημένη τεκμηρίωση του σχήματος του αντικειμένου και τη ρομποτική κατασκευή με συνθετικά υλικά. Ο Αλμπέρτι καυχήθηκε ακόμη ότι οι μέθοδοι του θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την αναδημιουργία διαφορετικών τμημάτων ενός γλυπτού σε διαφορετικές χρονικές στιγμές ή σε διαφορετικές τοποθεσίες και ότι η μέθοδος του ήταν τόσο ακριβής, αυτά τα μεμονωμένα συστατικά θα μπορούσαν να συναρμολογηθούν άψογα για να δημιουργήσουν ένα ακριβές αντίγραφο του αρχικού, μοιάζει πολύ με τη σύγχρονη κατασκευή.
Ο Δαβίδ του Μικελάντζελο που σαρώθηκε από το έργο The Digital Michelangelo Project (Το έργο Digital Michelangelo) Με τις παλιές και τις νέες τεχνολογίες, οποιοδήποτε άγαλμα - οτιδήποτε, πραγματικά - μπορεί να αναδημιουργηθεί θεωρητικά σε οποιοδήποτε μέγεθος οπουδήποτε. Πάρτε, για παράδειγμα, τον Δαβίδ του Μιχαήλ Άγγελο. Το 2000, τα εργαστήρια του Στάνφορντ δημιούργησαν ένα σχεδόν τέλειο ψηφιακό τρισδιάστατο αντίγραφο του Δαβίδ, το οποίο οι χρήστες μπορούν να περιστρέψουν και να χειραγωγούν για να εξετάσουν το γλυπτό με πολύ μεγαλύτερη λεπτομέρεια από ό, τι θα ήταν εφικτό εάν επισκέπτονταν το πρωτότυπο στη Φλωρεντία. Από έξι τόνους έως τριάντα δύο gigabytes, το ψηφιοποιημένο αντίγραφο του αριστουργηματικού έργου του Μιχαήλ Αγγέλου μπορεί τώρα να ανασυσταθεί στο στούντιο οποιουδήποτε με σύνδεση στο Internet υψηλής ταχύτητας, αρκετό χώρο στο σκληρό δίσκο και κάποιο αυτόματο εξοπλισμό κατασκευής. Η ευελιξία που προσφέρει το ψηφιακό μοντέλο δημιουργεί εντελώς νέους τρόπους για τους ανθρώπους να βιώσουν το άγαλμα. Για παράδειγμα, μια τεράστια χρυσή αναπαραγωγή γνωστή επίσημα όπως ο David (εμπνευσμένη από τον Michelangelo) δημιουργήθηκε το 2005 από τον εννοιολογικό καλλιτέχνη Serkan Ozkaya και είναι επί του παρόντος εγκατεστημένη στο Μουσείο 21c στο Λούισβιλ του Κεντάκυ.
Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές και άλλες μορφές ψηφιακής κατασκευής ενδέχεται να αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο ζούμε στο μέλλον. Αλλά οι ιδέες πίσω από αυτές τις μηχανές αλλαγής παραδειγμάτων υπήρξαν εδώ και πολύ καιρό, και το όνειρο να μοιραστούν και να δημιουργήσουν πανομοιότυπα αντίγραφα χρονολογούνται μέχρι τον 15ο αιώνα. Οι επιστήμονες, οι καλλιτέχνες και οι φιλόσοφοι όπως ο Alberti δεν είχαν την τεχνολογική πολυπλοκότητα για να κάνουν τις ιδέες τους πρακτικές και, σε ορισμένες περιπτώσεις, δεν είχαν τη φαντασία να αντιληφθούν καν τις δυνατότητες αυτού που πρότειναν. Αλλά αυτό δεν είναι πλέον πρόβλημα. Έχουμε την τεχνολογία. Οι σχεδιαστές του αύριο θα συνειδητοποιήσουν τα όνειρα της Αναγέννησης.
