Playing with design intents: integrating physical and urban constraints in CAD

Our work deals with the exploration of a universe of forms that satisfy some design intents. That is, we substitute a “generate and test” approach for a declarative approach in which an object is created from its properties. In this paper we present an original method that takes into account design intents relative to sunlight, visibility and urban regulation. First of all we study how current CAD tools have considered these properties until now. Our conclusion is that the classical design/simulation/analysis process does not suit design practices, especially in the early stages. We think that an improved CAD system should offer the architect the option of manipulating abstract information such as design intents. ine an intent as a conceptual expression of constraints having an influence on the project. For instance, a visual intent will be stated with no reference to vision geometry: “from this place, I want to see the front of the new building”. We show how to represent each of these constraints with a 3D volume associated to some characteristics. If some solutions exist, we are sure that they are included in these volumes. For physical phenomena we compute the volume geometry using the principles of inverse simulation. In the case of urban regulation we apply deduction rules. intents are solved by means of geometrical entities that represent openings or obstructions in the project. Computing constraint volumes is a way of guiding the architect in his exploration of solutions. Constraint volumes are new spaces that can restore the link between form and phenomenon in a CAD tool. Our approach offers the designer the possibility of manipulating design intents. des intentions: intégration de contraintes physiques et urbaines en CAO objectif est d’offrir à l’architecte les moyens d’explorer un espace de formes défini à partir d’intentions de conception. Parallèlement à l’approche du type générer/tester, nous proposons une approche déclarative dans laquelle l’objet est créé à partir de ses propriétés. Nous présentons dans cet article une méthode originale de prise en compte, dans un système de CAO, des intentions de conception relatives à l’ensoleillement, la visibilité et la réglementation urbaine. Dans un premier temps nous relatons de quelle manière ces propriétés sont prises en compte dans le processus de conception assistée par ordinateur. Les outils actuels imposent de construire une maquette numérique du projet avant de pouvoir en étudier les différentes caractéristiques. Le constat que nous pouvons dresser à la suite de cette étude est que le cycle modélisation d’une scène, simulation, analyse des résultats est mal adapté aux phases amonts de la conception, lorsque le projet est encore mal défini. Il parait souhaitable, dans un système de CAO, d’autoriser l’architecte à manipuler des informations d’un haut niveau d’abstraction: les intentions. éfinissons une intention comme l’expression, sous sa forme conceptuelle, d’une contrainte imposée ou non, influençant le projet. Par exemple, une intention visuelle sera exprimée sans avoir recours à la géométrie de la vision qui lui est sous-jacente: “de cette place je veux voir la façade du bâtiment projeté”. Nous montrons pour chacune des contraintes considérées qu’il est possible de représenter ses conditions de satisfaction sous la forme d’un volume en trois dimensions doté de certaines caractéristiques. Ces volumes géométriques représentent des sous ensembles de l’espace portant les solutions, si elles existent. La géométrie d’un volume est obtenue en utilisant les principes de la simulation inverse en ce qui concerne les phénomènes physiques, et par l’application de règles de déduction pour les contraintes réglementaires. Le calcul de ces volumes nous permet de guider l’architecte dans son exploration des solutions, masques ou évidements, qui résolvent les intentions énoncées quelque soit leur type. uveaux espaces de recherche que constituent les volumes de contraintes rétablissent, dans une certaine mesure, le lien entre forme et phénomène en situation d’utilisation de l’outil informatique. Notre approche offre au concepteur la possibilité de mener un véritable jeu d’intention, en lui permettant d’étudier différentes hypothèses de conception.