3D-skrivere og digitale kartleggingstjenester gjør det drastisk enklere å produsere uendelige identiske kopier av alt, på bedre eller verre, for humanitære eller til destruktive formål. Et digitalt kart kan nås av alle med smarttelefon eller datamaskin, og en kopi av Michelangelos David kan lages hjemme like enkelt som en angrepsrifle. Selv om den relativt nye teknologien innen 3D-utskrift viser seg å være populær blant designere, fabrikanter og allmennheten, har den ennå ikke nådd hjemmeprinterens allestedsnærhet. Men det ser bare ut til å være et spørsmål om tid til desktop-fabrikasjon er like vanlig som publisering av skrivebord. Teknologien blir billigere og mer effektiv for hvert år, og selv om 3D-utskrift knapt er blitt etablert, er ingeniører allerede i gang med 4D-utskrift (den fjerde dimensjonen er tid!). Et ambisiøst selskap har nylig forårsaket en sensasjon på Kickstarter med sin prototype for en 3D-penn.
Disse nyeste tegne- og modelleringsteknologiene er fascinerende, men når kom ideen om 3D-utskrift? Hva er noen av de tidligste tegne- og fabrikkmaskinene? For å finne svaret går vi tilbake til dagene før kopimaskiner eller til og med karbonpapir, tilbake til renessansen, til en mann som oppfant digital gjengivelse i ordets opprinnelige forstand.
Leon Battista Alberti var en italiensk filosof, vitenskapsmann, arkitekt og rundt polymath som levde på 1400-tallet. I utgangspunktet var han din prototype renessansemann. Alberti er kanskje en av de viktigste og mest innflytelsesrike kreative figurene som kommer ut av renessansen, selv om han er en av de mindre kjente. Han mente at kunst og vitenskap var forent av grunnleggende prinsipper for matematikk, og blant hans mange bragder definerte Alberti prinsippene for geometrisk konstruksjon kjent i dag som sentralt perspektiv og oppfant teknikker for å produsere identiske kopier av malerier, skulpturer og til og med bygninger uten hjelp av mekaniske enheter som trykkpressen. Dette ønsket om en metode for å lage identiske kopier kom ut av Albertis frustrasjon over manglene og uunngåelige feilene som skyldes manuell reproduksjonsteknikk. I sin utmerkede bok, The Alphabet and the Algorithm (som jeg for tiden gleder meg over og har tidligere omtalt på Design Decoded), beskriver arkitekturteoretiker og historiker Mario Carpo disse teknikkene som "digitale" reproduksjoner.
“Alberti prøvde å motvirke svikt i analoge bilder ved å digitalisere dem, i etymologisk forstand: erstatte bilder med en liste med tall og et sett beregningsinstruksjoner, eller algoritmer, designet for å konvertere et visuelt bilde til en digital fil og deretter gjenskape en kopi av det originale bildet ved behov. ”
Ved å redusere bilder til nøye kalkulerte koordinater og dokumentere metoden som originalen ble opprettet, sørget Alberti for at hvem som helst kunne produsere kopier som var nøyaktig identiske med hans originale verk. De numeriske manuskriptene, som var enkle å kopiere uten feil, representerte en type filoverføring fra renessansen.
Albrecht Dürers tegning "Tegner Drawing a Recumbent Woman" (1525), som skildrer en perspektivmaskin lik den som er beskrevet av Alberti i sin avhandling De Pictura (Wikimedia Commons) Albertis mest kjente oppfinnelse om reproduksjon er perspektivmaskinen, som fremdeles brukes av kunstnere i dag. Oppsettet han designet for å transkribere bilder fra virkeligheten, ser ut som et moderne Battleship-spillbrett. En gridet treskjerm skiller kunstneren, hvis øye holdes på et fast punkt midt på skjermen, fra motivet hans. Fra kunstnerens perspektiv blir objektet som skal representeres kartlagt på det innrammede rutenettet; På denne måten kan kunstneren gjenskape bildet nøyaktig på et papir som er blitt delt inn i et matchende rutenett. Avstanden mellom disse rutenettlinjene bestemmer "oppløsningen" av bildet, for å låne et begrep fra digital teknologi, og i begrenset grad reproduksjonsnøyaktigheten. Hvis vi ønsket å ekstrapolere litt mer for å gjøre ytterligere sammenligninger med moderne digital teknologi, kunne vi til og med kalle disse rutenettdelene piksler. Albertis perspektivmaskin representerte et viktig skritt i hans søken etter å eliminere variabilitet fra reproduksjon, men fordi den fremdeles var avhengig av kunstnerens hånd, fjernet den ikke menneskelig feil helt. Alberti fortsatte å utvikle matematikkbaserte teknikker for reproduksjon.
En gjenskapelse av Albertis kart over Roma ved hjelp av koordinatene som er beskrevet i Descriptio Urbis Romae ("Arkitektoniske intensjoner fra Vitruvius til renessansen, " McGill University) Et av de mest overbevisende verkene med ekte "digitalisering" er Albertis bok som inneholder et kart over Roma, Descriptio Urbis Romae, opprettet rundt 1440-tallet. Boken inneholder imidlertid ikke en faktisk trykt kopi av et kart. Etter nøye måling og tegning av Romas gater, templer og landskap, ønsket Alberti å distribuere kartet sitt, men han trodde ikke at håndlagde kopier kunne gjengi originalen hans nøyaktig. Mens teknologien for mekanisk reproduksjon var i begynnelse, var bruken ikke utbredt og potensialet forble urealisert. Albertis løsning? Han transkriberte sitt nøye utformede kart til en serie polare koordinater målt fra toppen av Capitoline Hill. Disse koordinatene er samlet i Descriptio i stedet for et håndtegnet kart. Hans ide var at leserne selv kunne transkribere en identisk versjon av kartet sitt ved å bruke Albertis notater og en astrolabe-lignende enhet som besto av en roterende linjal festet til midten av en plate delt inn i grader. Albertis koordinater og instruksjoner er, som Carpo bemerket, en primitiv type algoritme - den samme prosessen som driver dagens datamaskinkonstruerte arkitektur og programvaren som styrer digitale fabrikasjonsmaskiner.
En tegning av Albertis finitorium, som beskrevet i hans avhandling De Statua (Public Domain) Men kanskje den mest imponerende av Albertis oppfinnelser er teknikken hans for å reprodusere skulptur. I sin avhandling om figurskulptur, De statua, beskrev Alberti en metode for å gjengi identiske kopier av skulpturer ved bruk av tradisjonelle verktøy og grunnleggende beregninger. For det første tar kunstneren / kopimaskinen nøyaktig mål på skulpturenes høyde, bredde og dens forskjellige diametre ved å bruke de riktige verktøyene - t-firkanter, vinkler, etc. Hovedkomponentene i skulpturen måles og dokumenteres numerisk - "skannet", hovedsakelig— i forhold til hverandre og hele statuens lengde. For å få mer presise målinger av statuens detaljer, er en enhet ifølge Alberti's oppfinnelse kjent som definitor eller finitorium installert på statuen. I likhet med enheten som ble brukt til å lage kartet over Roma, er finitoriumet en flat skive påskrevet med grader knyttet til en bevegelig arm, også påskrevet med målinger; fra enden henger en vektet linje. Ved å rotere armen og heve eller senke loddlinjen, er det teknisk mulig, selv om det sikkert er irriterende tregt, å kartlegge hvert punkt på statuen i tredimensjonalt rom i forhold til den sentrale aksen. Disse dataene kan deretter sendes til en håndverker som ville bruke dem til å lage en identisk kopi av den opprinnelige statuen.
Dette bringer oss tilbake til 3D-utskrift. Det er mange forskjellige typer 3D-skrivere som lager modeller fra forskjellige typer plast, men alle fungerer i det samme. Skriveren behandler digitale blåkopier - koordinater som er plassert i virtuelt rom - av et objekt som er opprettet ved å modellere programvare og digitalt “skive” modellen i deler som er små nok til å opprettes av maskinen. Disse komponentene er lagdelt oppå hverandre og bindes nesten sømløst sammen, og skaper en identisk fysisk gjengivelse av den originale digitale modellen. 3D-skanning og utskrift er tydeligvis mye, mye raskere enn Albertis metode, men den fungerer på omtrent samme måte - bortsett fra selvfølgelig for den automatiserte dokumentasjonen av et objekts form og robotkonstruksjonen ved bruk av syntetiske materialer. Alberti skrøt til og med med at metodene hans kunne brukes til å gjenskape forskjellige deler av en skulptur til forskjellige tider eller på forskjellige steder, og at metoden hans var så nøyaktig, at disse individuelle komponentene kunne sømløst settes sammen for å lage en eksakt kopi av originalen - en prosess som høres mye ut som moderne produksjon.
Michelangelo's David blir skannet av The Digital Michelangelo Project (The Digital Michelangelo Project) Med både den gamle og den nye teknologien kan enhver statue - hvilken som helst ting, virkelig - gjenskape i alle størrelser hvor som helst. Ta for eksempel Michelangelos David . I 2000 skapte Stanford laboratorier en nesten perfekt digital 3D-kopi av David som brukere kan rotere og manipulere for å undersøke skulpturen i mye nærmere detalj enn det som ville vært mulig hvis de skulle besøke originalen i Firenze. Fra seks tonn til trettito gigabyte kan den digitaliserte kopien av Michelangelos mesterverk nå rekonstitueres i studioet til alle som har høyhastighets internettforbindelse, nok harddiskplass og litt automatisk fabrikasjonsutstyr. Fleksibiliteten som den digitale modellen gir, skaper helt nye måter for folk å oppleve statuen. For eksempel ble en enorm gyllen gjengivelse kjent formelt som David (inspirert av Michelangelo) opprettet i 2005 av konseptkunstneren Serkan Ozkaya og er for tiden installert i 21c Museum i Louisville, Kentucky.
3D-skrivere og andre former for digital fabrikasjon vil muligens endre måten vi lever på i fremtiden. Men ideene bak disse paradigmeskiftende maskinene har eksistert i lang tid, og drømmen om å dele og lage identiske kopier stammer helt tilbake til 1300-tallet. Forskere, kunstnere og filosofer som Alberti manglet den teknologiske raffinementen for å gjøre ideene sine praktiske, og i noen tilfeller manglet de fantasien til å til og med innse mulighetene for det de foreslo. Men det er ikke lenger et problem. Vi har teknologien. Morgendagens designere vil realisere drømmene fra renessansen.
