L’algoritmo per un rosone

Nella precedente sezione hai appreso le basi di Codeblocks realizzando una casa. Adesso inizierai a sviluppare un progetto contestualizzato nella storia dell’architettura: coding per realizzare un rosone. In questa lezione non userai Codeblocks, ma individuerai i passaggi chiave per generare la logica con cui realizzare la sequenza di istruzioni con Codeblocks.

Il rosone dell’Abbazia di Chiaravalle di Fiastra

Partirai da una versione molto semplice di rosone: il rosone romanico. Nello specifico, il progetto riguarderà il rosone che decora la facciata della chiesa dell’Abbazia di Chiaravalle di Fiastra, in provincia di Macerata. Per agevolare il lavoro, in una prima fase non terrai conto di alcune decorazioni. Realizzerai una versione semplificata come indicato nell’animazione sottostante:

Il rosone è una finestra circolare, con elementi decorativi disposti a raggiera. Solitamente è composto da un nucleo centrale, da cui partono colonnine raccordate con archi a tutto sesto o acuti. Questo elemento decorativo è tipico degli edifici religiosi medievali, in stile gotico o romanico.

Individuare gli elementi geometrici

Tinkercad è caratterizzato da un numero limitato di solidi (primitive) utilizzabili per comporre un oggetto più complesso. Una delle abilità più importanti è quello di individuare i solidi di base che compongono l’oggetto che si vuole rappresentare. Questa capacità di astrazione è ancora più importante nel coding 3D con Codeblocks.

Dovrai lavorare come l’artista Ursus Wehrli! Nei suoi progetti fotografici prima ritrae un soggetto d’uso comune (una macedonia, un rametto di abete, una minestra, etc) e poi esegue una fotografia con ogni singolo elemento che compone il soggetto. Anche tu dovrai essere abile nel riordino mentale!

Osserva attentamente la versione semplificata del rosone dell’Abbazia di Fiastra. In quanti solidi puoi scomporre la finestra?

Puoi individuare quattro solidi:

• La parte circolare del rosone, chiamata nucleo centrale, è riconducibile ad un cilindro, con la base che punta verso di te.
• Allo stesso modo, le 12 colonnine del rosone sono 12 cilindri, che però sono disposti longitudinalmente.
• La base del rosone è anch’esso un cilindro.
• Rimangono gli archetti che collegano i capitelli delle colonnine. Possono essere considerati come circonferenze (e quindi, nelle tre dimensioni, cilindri) che creano un vuoto nella base. Quindi, 12 cilindri “negativi”.

Misurare gli elementi geometrici

Dopo aver individuato i solidi, puoi occuparti delle misure. Se in un primo momento preferisci esercitarti liberamente, senza prendere le misure, salta pure questa sezione.

Come puoi ottenere le misure?
Dipende dalla finalità del progetto. Se vuoi rappresentare il rosone con le misure esatte in scala 1:1, hai bisogno di ottenere le misure. Puoi ottenerle tramite un rilievo in loco, oppure ricavandole da una pubblicazione tematica. In questo corso realizzerai un rosone in scala ridotta, adatto ad essere stampato in 3D. Puoi scegliere tra queste opzioni:

• Stampare su carta un’immagine del rosone e prendere le misure con righello.
• Scaricare sul computer un’immagine del rosone e prendere le misure tramite un software (ad esempio Photoshop, Inkscape o Gimp).
• Disegnare il rosone con compassi, righelli e curvilinei, dopo aver scelto le misure (da ottenere con uno dei due metodi precedenti).

Queste sono le misure del rosone se l’obiettivo è produrre con la stampante 3D un rosone dal diametro di 12 cm.

• Diametro della base: 120 mm
• Diametro del nucleo: 30 mm
• Diametro della colonnina: 4 mm
• Lunghezza della colonnina: 22 mm
• Diametro dell’archetto a tutto sesto: 16 mm

Utilizzando un’immagine bidimensionale come base della misurazione, non hai il valore dello spessore. In questo caso va fatta una scelta ipotetica, tenendo conto degli elementi presenti e di quanto si desidera che sia spessa la nostra stampa 3D. Poiché il diametro della colonnina è di 4mm, si può scegliere uno spessore (altezza) di 6 mm per la base e il nucleo.

Individuare la procedura per la costruzione dell’oggetto

Per sviluppare l’algoritmo hai bisogno, oltre che degli elementi di base che compongono il rosone, delle istruzioni che indicano come questi elementi verranno posizionati.

Per la base e il nucleo è facile pensare ad un istruzione:

1. Nucleo: posizionare il cilindro 30×6 al centro del piano di lavoro, con la base circolare parallela al piano di appoggio.
2. Base: posizionare il cilindro 120×6 al centro del piano di lavoro, con la base circolare parallela al piano di appoggio.

Gli archetti e le colonnine, invece, sono disposti secondo una simmetria radiale.

In una simmetria radiale, l’angolo che separa una colonnina d’altra ha sempre lo stesso valore.

L'angolo equivale a: 360 / 12 (colonnine): 30°

Come puoi verificare anche empiricamente:

Ecco una serie di istruzioni per disporre le colonnine:

• Posiziona longitudinalmente il cilindro della colonnina, puntalo verso l’esterno, spostalo di 15 mm (il raggio del nucleo) e ruotalo di 30°.
• Fai una copia della precedente colonnina e ruotala di +30° rispetto al centro.
• Ripeti il secondo passaggio fino a quando l’angolo non raggiunge l’ampiezza di 360°.

Con la prossima lezione abbandonerai la teoria ed inizierai a realizzare il disegno 3D vero e proprio!