Conferencias

| Lunes 7 Septiembre |

Diseño creativo con gramáticas recursivas

Algoritmo: receta

Fractal> fraccional> Mandelbrot

En contra de Edgar Morin frente a la complejidad> la diferencia entre un fractal y un holograma es que la única cosa con propiedades hologramáticas es un holograma, de resto todo es fractal.

La música es fractal, un objeto es un fractal

Objetos fractales> hay una similitud entre una de las partes y el todo (una bifurcación)> independientes de escala

Ejemplo: una nube

Autómata celular objeto matemático minimalista, tiene unas celdas que tienen un valor 0 o 1, blanco o negro, o vivo o muerto (John Conway > juego de la vida)

Dado un objeto, nunca se puede establecer su conducta pasada, antigua, es decir no podemos decidir de dónde y cómo viene de antes

No podemos predecir ni retrodecir, pero si se puede saber cuál es el patrón general

No es posible mantener una estructura desordenada, no se puede decir cuál va a ser la forma exacta

Surgimiento del orden a partir del desorden

Auto-organización> los objetos complejos se auto-organizan

Ningún cerebro va a poder inventar la forma en que se van a organizar ni estructurar las cosas, las redes

Mapa cognitivo> esquema para organizar

Sistemas complejos adaptativos> modelos basados en agentes

Tratabilidad> son problemas que pensábamos que podíamos resolver, pero realmente son problemas intratables

TSP= Traveler Salesman Problem

Grafos contra natura> tenemos que acostumbrarnos a tratar los problemas

Calles> nodos

Esquinas> vínculos

Colonizar grafos> planear los horarios para que no se crucen

Con 4 colores se puede colorear un mapa para que ninguno tenga el mismo color

Relaciones Positivo – negativo> fulano odia a zutano, zutano odia a mengano

Fulano quiere a zutano, zutano odia a fulano

Grafos de visibilidad> colores para identificar la intensidad, rojo mucho, azul menor, verde intermedio

Una imagen pregnante

La imagen es un problema teórico y cognitivo

El efecto McGurk>el engaño de las percepciones

Ilusiones ópticas y cultura

Las ilusiones ópticas también se perciben con el tacto

El efecto Troxler

En lo que no se mueve no hay informaciones

En la naturaleza no hay nada cóncavo, tendemos a ver todo convexo

Hay fenómenos de la visión que son por fenómenos adaptativos

Relación con nuevos territorios>

Espacios empíricos

Diseño urbano

| Martes 8 Septiembre |

Las ciencias complejas no tienen tanto una matemática subyacente como una iconología particular

Una epistemología que converge en una cantidad de imágenes

Psicología de la Gestalt

Principios del siglo XX

Gombrich

Gestalt> no es igual a la suma de sus partes, no se puede reducir, objeto complejo, surge como un patrón, no es la sumatoria del todo

Gestalt=configuración

- El todo es diferente a la suma de las partes

- Gestalten (plural de Gestalt) en la percepción musical

- Una sucesión de notas puede percibirse como una unidad melódica

- Una melodía traspuesta (o ejecutada por otro instrumento) se percibe como la misma melodía

Los procesos gestálticos están por todas partes, el pensamiento Gestalt es una parte muy importante del pensamiento en general

Propiedades emergentes>

Agua

Pregnancia> que se pega, que se adhiere. Una melodía pregnante que se memoriza

Efecto gestáltico> un efecto de totalidad

Kohler> teóricos esenciales de la teoría de la Gestalt

Max Wertheimer> efecto phi con un taquistoscopio. Percibimos cosas que no están en el estimulo. Hay es una sucesión de imágenes en donde no hay un circulo. El ojo del observador. Ilusión de un movimiento aparente

Leyes gestálticas> 14 leyes de Boring (1942)

Leyes= constataciones empíricas, son cosas que aparecen en la razón, no explicara por qué. Procesos gestálticos, que surgen de golpe, tienen sentido en la lógica analítica

Descomponer un objeto en sus partes la psicología de la Gestalt encuentra su sentido en esas leyes y no tiene que explicar el por qué

Principios gestálticos>

Simplicidad

Ley de la buena continuación

Inclusividad> la figura mayor domina a las menores

Principio de clausura> se ven figuras, aun cuando no están ahí

Principio de pregnancia>

- Tendencia de un proceso a realizarse de la forma más regular, estable, ordenada, y equilibrada posible en una situación dada

- Formas de imponer pregnancia a una percepción… legalidad, originalidad (prototipicidad), integridad, simplicidad, diversidad

Derivaciones> se pueden generar tantas formas como términos existen

RBC> relaciones no accidentales, continuación incluso donde no la hay, con rectas o con curvas, paralelismo incluso cuando no es estricto, simetría incluso si no es simétrico

Existen 24 o 36 geones (veintena de unidades) básicos – invariantes según su posición

RBC> resuelve uno de los problemas más complejos de la ciencia cognitiva, no se aplica al reconocimiento de rostros, reconocer rostros involucra procesos más holísticos que el reconocimiento de objetos

Prosopagnosia> no se reconocen rostros, pero si objetos y palabras, es posible que el reconocimiento de rostros, objetos, palabras, lugares, animales y herramientas sea modular

El cerebro y el ojo tienden a ver rostros

La percepción de los rostros negros es más temorizante y amenazante, pero cuando ese rostro negro nos es familiar, ese temor o efecto amenazante desaparece

Emphatic Painter> programa que detecta la sonrisa de la persona y pinta con colores alegres, pero si la expresión es de terror los colores se oscurecen

Orden a partir del desorden

No linealidad entre causas y efectos

Fractalidad>

Nubes, islas, patinas, texturas, montañas

IFSà sistemas de funciones iteradas

| Miércoles 9 Septiembre |

Complejidad Gramatical

Sistemas-L

Objetivos:

- Comprender aspectos de la complejidad

- Definir complejidad gramatical

- Profundizar en modelos gramaticales de tipo sistemas-L
- jerarquía de la complejidad y sus autómatas

- Ejemplificar investigaciones en arquitectura, arte, antropología y ciencias sociales que usan sistemas-L

Visions of chaos> L-systems, load, triangulitos que cubran un plano, curvas de cesaro, hilbert, gosper

IFS – transformaciones algebraicas> pocas operaciones en el plano, de copiar, inclinar, rotar, achicar, agrandar, etc

La complejidad surge en condiciones muy restringidas. La ventaja que tiene es que mayor cantidad de cosas no la hace más compleja

Aristid Lindernmaier> sistemas-L 1968

Codificación de cadenas> para reconocer y codificar fotografía aérea

Ejemplo codificación de cadenas (chain coding):

- brújula de referencia (que se lee en sentido contrario a las agujas del reloj)
- mesh o malla regular

Toda imagen gráfica puede llegar a tener una notación, es decir la firma de alguien puede llegar a tener una curva

Sistemas-L> creaciones de plantas con sistemas-L, tratar de describir una planta como un movimiento de 2, 3 o 4 dimensiones, semillas, reglas de sustitución: cuando aparece la B se reemplaza por F

Reglas de re-escritura B> F-[B]-B

Lo de la izquierda de la flecha se reemplaza por lo de la derecha

F = forward, dibujar hacia adelante un número determinado de posiciones
- = girar unidad angular hacia la izquierda

+ = girar hacia la derecha

[ = guarda la posición

] = eliminar el ultimo estado guardado en la pila y restaurar la ultima posición
B = no quiere decir nada, es algo que se sustituye

RECURSIVIDAD!!! Es una definición con base a otra instancia de lo que se está definiendo

Para comprender la recursividad hay que saber que es la recursividad

En un sistema-L hay siempre 1 solo axioma y nunca más de 7 reglas

No existe nada en la naturaleza que tenga más de 7 niveles de incrustación

El objeto artístico más complicado tiene 3 o 4 niveles de incrustación

Una planta tiene 4 o 5 niveles de incrustación

Los sistemas-L en principio fueron un modelo topológico, porque no había monitores gráficos

Logo (programa para niños) – Papert - Piaget

Jerarquía de la complejidad de Chomsky > 4 niveles de complejidad, 4 clases de lenguaje para identificar su complejidad

Computadores> procesan lenguajes, resuelven problemas

Resolver un problema> equivale a determinar si una expresión pertenece a un lenguaje, determinar si un caso puede ser resuelto por una teoría

Problemas inversos> tenernos que inferir si un caso puede ser resuelto por un conjunto de enunciados. Se admiten montones de explicaciones, soluciones múltiples

No todo se puede resolver con cosas complejas

Lugares centrales

Christaller

Clase de curva FASS: curvas que llenan un plano

Curva de Hilbert o curva de Gosber

Sierpinski

Kolam> obras hechas por amas de casa, basadas en reglas

Textiles Kente de África. Diseños de combinaciones de rombos

Herramientas de diseño y análisis de la ciudad compleja: libro de Carlos Reynoso

Kolam rómbicos y nomenclatura hexadecimal de 0 a F= 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, a, b, c, d, e, f= 16 dígitos

Sistema binario = utiliza 2 dígitos 0 y 1 ej: 100. Siempre se toma el digito de la derecha

Los Kolams a veces tienen una simetría que no percibimos, tendríamos que voltearlos

En la diapositiva 63 en la 1 hay 9 rombos

Para hacer un Kolam hay que empezar en un punto y cuando se cruzan 2 líneas doblo, cuando hay más de 2 líneas, no puedo girar, sigo

Cruces etíopes> diseños gramaticales cuyas primitivas son formas bidimensionales, pequeñas primitivas morfológicas

| Jueves 10 Septiembre |

Arquitectura algorítmica>

- Simulación

- Optimización

- Permutación

- Generación

- Transformación

No lineal> Edgar Morin, no hay proporción entre causa y efecto

A pequeñas causas, le corresponden grandes efectos

En las herramientas complejas hay formas deterministas y formas probabilistas de trabajar

Roma probable> constraints, limitaciones, se puede hacer todo excepto lo que la gramática limita

Algoritmo genético> para resolver un problema casi intratable

Tiempo polinómico

NP-complejo> problema que no se puede resolver en un tiempo proporcional a la magnitud del problema. Hay problemas que crecen de maneras exponenciales ej: problema del vendedor viajero

Algoritmo genético> generar una población de soluciones, se trata de recetas, de formas de hacer cosas, convergen hacia una solución que uno quiere.
Tienen mucho que ver con un área de las matemáticas que es la optimización, hacer las cosas de la mejor manera posible

Sistemas-L> aplicados a la arquitectura. Del proceso de simulación se selecciona un diseño, después se optimiza a través de sistemas-L, flujo de procesos, luego se permutan, se seleccionan las variables y se genera un gráfico de tortuga

Criterio de fitness> generar un objeto que tenga tales y cuales características, una línea en determinada posición

GenJam> algoritmo genético para acompañamientos en música por ejemplo Jam sessions

Al Biles programó esos algoritmos

Red neuronal (conexionista) con un algoritmo genético se generan unos buenos acompañamientos

Metaheurísticas mientras más complicado sea el problema mejor el performance

Crossover considerar que todo eso es como un cromosoma en donde se juntan y la mitad tiene cierta información y la otra otra información

Un algoritmo que no sirva para pintar cuadros o para hacer música no es un algoritmo complejo

Los algoritmos complejos son independientes de dominio

Kandid> programa algorítmico genético de pinta que combina rasgos y genera resultados que muestra las características del papá y la mamá

Todo lo que sea figurable es audible de alguna manera

Simulación de ciudades> CityEngine (programa) sistemas-L que generan un trazado de calles. Una aproximación de la ciudad, de las calles, las cuadras, construcción de edificios tipificados se generan con módulos programados como edificios

En CityEngine se puede hacer modelado procedimental de ciudades, se aplican distintos criterios de configuración

Modelo de Pompeya (Müller & al – Shape grammars: reconstrucción a partir de datos de GIS) no son instrucciones, sino formas, fachadas, pisos

Shape Grammars> programa Shaper 2D generar un diseño islámico en estrella ver Taprats

| Viernes 11 Septiembre |

Modelado Procedimental de CityEngine

Ciudades radiales, cartesianas, canónicas. Ciudades con un proceso orgánico de auto-organización

Idea de CityEngine>

- Crear ciudades complejas susceptibles de ser convertidas en reflejos de ciudades reales

Ciudades consisten en:

- Mapas de calles

- Edificios

- Texturas de fachadas

Herramientas de transformación

Gramáticas Complejas> ahorrar tiempo, con cosas simples para generar cosas complejas, no quedarse construyendo la ventana durante horas

CityEngine> Desarrollar calles para construir configuraciones urbanas desde un altísimo nivel de especificación

DWG DXF Converter> convertir 4 archivos a la vez

Shape gramar

Stiny – Gips> Régimen rítmico de las distribuciones de las ventanas, materiales

Ejemplos de CityEngine Manhattan 2259

Secuencia

Pipeline del sistema

Grafos> permiten relacionar objetos a través de relaciones de objetos: nodos que denotan individuos

Modulo 1 > creación del mapa de calles

- entradas: imágenes de mapas, reglas

Modulo 3 > generación de edificios

Modulo 4 > geometría y fachada

4 reglas, lotes como axioma

Trabajan también los sistemas-L parea generar plantas para calles

Calles> agrupar parámetros de diferentes patrones de calles. Influencias jerárquicas: objetivos globales y constreñimientos locales

Objetivos globales> definen el patrón general. Puede ser un diseño urbano planificado con diferentes objeticos en la misma ciudad controlado para mapa de imágenes (input del usuario)

Constreñimientos locales> una prohibición. Son parámetros sensibles al ambiente para calles específicas. Auto-sensible a bucles cerrados

División en lotes. La superficie del lote depende de:

- Mapa de uso de la tierra

- Densidad de población

Especifico:

- Altura de edificios

- Acceso a la calle

Edificios procedimentales>

- Modelados con sistemas-L comunes

- Los módulos de sistemas-L consisten en operaciones geométricas como extrusión o transformación

Texturas de fachadas:

- División en estructuras tales como grillas simples

- Las estructuras pueden ser jerárquicas texturas en capas

- dos funciones en casas para texturas de fachadas

- las funciones entre los layers modelan la relacione entre los elementos de la fachada (video: modelado procedimental de fachadas)

Niveles de detalles>

LoD 1 - low detail

- esta simplificado pero no tanto, articular determinadas correcciones

LoD 2 - standard

- Polígonos razonables

- Calidad alta de caminatas

- No se incluyen muebles, se pueden explorar las construcciones por dentro, las paredes del interior

LoD 3 – high detail

- Calidad extremadamente alta, intervienen muchos polígonos

- Incluyen piedras de proyección en las paredes y los techos

- Renders de alta calidad como una prueba de modelo para efectos académicos

Transformaciones>

Un ejemplo de las Petronas Towers

CityEngine>

En el menú de Grow streets

Obstacle maps: donde no se van a construir nada

Adapt to elevation: Se chequea si se tiene que elevar

Critical slope: las calles con un ángulo superior al número se adaptan más o menos al mapa de elevación

Maximal slope: La inclinación máxima de una calle

Elevation: de los lotes

IFS sistemas funciones iterativas

Matrices de copia

Sistemas – L

Apophysis> programa

| Lunes 14 Septiembre |

Opción # 1

Ejercicio de creación de ciudad compleja

- Correr file/new

- Escoger opción de city wizard

- Seguir los pasos del procedimiento, al inicio con los valores por defecto para evitar mayores incongruencias

- Generar otro workspace con valores distintos

- Una vez generada la ciudad, moverse por ella mediante controles de cursos y tecla alt

- Consultar intensivamente los archivos de ayuda para explorar opciones de dril down

- En breve se agregaran instrucciones adicionales

Opción #2

Creación de red de calles urbanas

- Ejecutar wizard correspondiente

- Investigar posibilidad de importar desde OpenStreetMap sobre Bogotá ver:
- http://osm.org/go

- Ver documento de CityEngine y OpenStreetMap sobre importación y exportación de datos

- Ver posibilidad de contribuir al mapeado faltante

- hay datos sobre las reglas del juego de OpenStreetMap (creative commons, gratis) en artículo de wikipedia http://es.wikipedia.org/wiki/OpenStreetMap

- A menudo alcanza

Con CityEngine uno puede meter datos en formatos

- SHP

- DXF

- OBJ

- OSM

- Imágenes

Las salidas de CityEngine son:

- Collada

- FBX

- OBJ

- RIB

- MI

- Massive

Opción # 6

Es para edificaciones, no para ciudades. Para alguien que sepa muy bien el modelado

Plan B

Realizar ejercicio de práctica sobre Sintaxis Espacial (no requiere programación)

- Nivel ciudad

- Nivel campus

- Nivel edificio complejo

- Ver materiales sobre sintaxis espacial en pág. de Carlos

Se puede vincular las estructuras de los espacios, con las características de las ciudades

Chaos proà programa

Rojo-valor alto

Verde

Azul-valor bajo

UCL Depthmap

Topología - estructuras

Geometría - métricas

Milgram> cadena de cartas

En una ciudad, en una calle, en una red hay ciertos grados de separación, es decir hay muchos caminos o atajos para llegar al mismo lugar

Seis grados de separación>

Oracle Kevin Bacon

IMDB

Medidas normalizadas

Una calle que tenga un alto espacio axial quiere decir que las intersecciones y las calles son fáciles de encontrar

Mapas axiales> para estudiar los patrones de movimiento, para calcular el flujo de tráfico

Una forma útil para clasificar

Para poder definir el mapa axial de un lugar, se debe trazar el mapa convexo de una ciudad

Articulación convexa> me da a definir cuál es la articulación convexa. Cantidad de espacio abierto disponible para la interacción social. Se relaciona mucho con fenómenos de control social

Articulación axial> cuán profundo es el espacio público

La fragmentación y distribución del espacio público se mide mediante 2 formulas:

- Anularidad convexa

- Anularidad axial

Un sitio fragmentado está disperso en muchas áreas

Análisis de visibilidad> para el análisis de aeropuertos, medidas locales y globales

Locales: casa, sala separadamente

Globales: ciudad

| Martes 15 Septiembre |

1. mapa de Bogotá

2. cargar en ajax light

3. cargar en ajax light

4. generar líneas axiales

5. análisis en ajax

6. exportan líneas DXF

7. cargar DXF en mindwalk

ENTREGA 15 OCTUBRE

Texto de una página

Parte visual> aplicación de más de una herramienta de las que hemos visto

Cada grupo debe escoger, plantear un problema de investigación que tenga como lugar Bogotá, una zona de Bogotá o la totalidad de Bogotá. El problema de investigación se divide en dos: podemos escoger cualquiera

1. hacer un análisis con varias de las herramientas vistas. Análisis de sintaxis espacial, análisis de modelos, de aspectos cognitivos, de cómo están las cosas

2. generar un modelo, algo nuevo

Temas de cognición, sintaxis espacial, Gestalt qué tipo de cognición, qué tipo de herramientas se han conformado? ¿Cuál es la naturaleza de estas gramáticas?

Pensar cómo se transforma la concepción de la arquitectura y el diseño a partir de esos estudios de sintaxis espacial

Esas nuevas herramientas en la arquitectura y el diseño para qué sirven

Ej de problemas:

- modelación de una ciudad de forma generativa

- utopías en CityEngine, cómo habitar otros espacios, subterráneos, aéreos….

- Aproximaciones a problemas aún no tratados o pensados, problemas NP que no tengan todavía una solución

- Hacer análisis comparativos entre distintos modelos de ciudades

Claves> Lenguajes, patrones, reglas y proyecciones a futuro

Cuál es el problema de investigación del grupo, utilizar 2 herramientas para establecer un análisis, una solución y una conclusión

Fecha entrega: 15 de Octubre

Ideas de temas que son abordables:

- Encontrar desde dónde se derivan a partir del espacio en la ciudad problemas de violencia, peliotropía: es una afectación sicológica de la violencia que tienen los habitantes en ciertos barrios donde es fea, índices altos de violencia, comunas, periferias transgredidas. Es un problema genético, una enfermedad que vamos adquiriendo al ambiente mal sano, al paisaje transgredido por el urbanismo. Diseños de interés social no están adaptando bien los espacios para óptimas condiciones de vida, se manifiesta sicológicamente en el comportamiento de las personas, se pasa de una generación a otra

- Ampliación de la diversidad cultural, las industrias culturales representan una alta producción cultural, aporte para cambios en el futuro de la ciudad, qué hacer con el tiempo libre de los ciudadanos pensando en el futuro, qué tipo de arquitecturas pueden emerger, qué se puede proponer para las nuevas generaciones, espacios cognitivos

- Basuras

| Miércoles 16 Septiembre |

Michael Batty – Fractal Cities

Mindwalk – mapas cognitivos

Herramientas de diseño y análisis de la ciudad compleja

Depth map—PDF à programa tutorial en PDF depthmap7

Viewshed analysis GIS

Grafos de visibilidad

Christaller – central places

Mapas axiales y mapas convexos

Estructura dinámica de piso

AJAX

Inteligencia

Diseño urbano/graph-space synt

Tools > visibility> set grid

Mapa cognitivo

- principal frame o esquema de orientación espacial

- también se le puede considerar un modelo cultural

Está ligado a capacidades innatas pero con enriquecimientos que pueden venir de la cultura

En biología los animales aprenden rutas. Siguen recorridos

Kevin Lynch

Ajax> OpenStreetMap>programa

| Jueves 17 de Septiembre |

Elaboración de problemas

- Modelado gramatical con CityEngine, OpenStreetMap

- Modelo de referencia: New York 2159

- Análisis de sintaxis espacial

- Lo ideal: vincular las dos clases

Mito del hombre mes (MMM)

No monotonía> concepto fundamental de la complejidad

Efectos de fricción, la gente no sale como con aceites, sino que se presentan atascos (generalmente en situaciones de pánico)

Grafo> las esquinas como nodos, las calles como aristas

Los matemáticos dicen: las calles como nodos, las esquinas como aristas

Teoría de grafos

- Leonhard Euler. 1739

- Los 7 puentes de Konigsberg

- Primer teorema de la teoría de grafos: no se pueden recorrer los 7 puentes
- reemplazo áreas de tierra por nodos y puentes por vínculos (links)
- se encuentra solución universal

- el primer grafo fue un multígrafo (admite más de una línea entre 2 puntos)

- Un grafo contienen un circuito de Euler, si se pueden trazar los arcos sin levantar la pluma y sin dibujar más de una vez cada arco, finalizando en el vértice en que se inicio

- Contiene un camino de Euler si finalizando en cualquier vértice

- Un grafo con todos los vértices pares contiene un circuito de Euler

- Un grafo con dos vértices impares y algunos pares contiene un camino de Euler

- Un grafo con más de dos vértices

Euler> propiedades de grafos

- La solución no depende del ingenio que se tenga para encontrar la solución

- Origen de la teoría de redes (estáticas) en matemáticas, sociología, antropología, ingeniería, economía, biología, etc

- Bott, Barnes, Meyer, Boissevain, Mitchell, Wasser

Grafos contra la intuición>

Tendemos a percibir las esquinas como nodos y las calles como uniones: modelo fundamentalmente inútil

Planteamiento de recorridos, asignación de recursos, organización de agendas: implica la misma problemática del dilema de los cuatro colores

Si hay que distribuir elementos en el tiempo u organizar recorridos en el tiempo y en lugares, el problema se reduce a determinar si el grafo con el que voy a representar el problema es no colorable

Recorridos se distribuyan en 6 días de la semana y el requisito es que no pasen 2 recorridos por el mismo lugar el mismo día
6-colorable
no haya dos vértices contiguos del mismo color

Redes de lazos débiles

The Oracle of Bacon> página internet para identificar los grados de separación entre dos personas

Escenarios independientes de escala

- Relaciones sexuales, agendas telefónicas

- Citas bibliográficas entre miembros de la comunidad académica, colaboraciones en reportes de investigación

- Alianzas tecnológicas

Las distribuciones no normales>

- La estadística intuitiva presupone unas distribuciones normales

Agregación limitada por difusión, ponerlo a prueba con cualquier programa de fractales

Las ciudades tienen dimensiones fractales características, quiere decir que la dimensión fractal está ligada a la auto-organización

La dimensión fractal va a ser más alta si la auto-organización de una ciudad es más alta

| Programas |

Caos pro

Wyndcaos

Emphatic Painter

Visions of chaos

Logo

Fractal games

Taprats

Visual chaos

Fractree

Lyndyhop

Lsystems4

LynSys 3D

LS SketchBook

Win Topo

CityEngine

Kandid

Shape Grammars> programa Shaper 2D generar un diseño islámico en estrella ver Taprats

GroGra

Depthmap 4

GroImp

Apophysis

Chaos pro

Mindwalk

Ajax

OpenStreetMap

FracLab