3D-printers en digitale kaartservices maken het drastisch eenvoudiger om oneindige identieke kopieën van alles te maken, voor beter of slechter, voor humanitaire of voor destructieve doeleinden. Iedereen met een smartphone of computer kan toegang krijgen tot een digitale kaart en een replica van David van Michelangelo kan thuis net zo gemakkelijk worden gemaakt als een aanvalsgeweer. Hoewel de relatief nieuwe technologie van 3D-printen populair is bij ontwerpers, fabrikanten en het grote publiek, heeft het de alomtegenwoordigheid van de thuisprinter nog niet bereikt. Maar het lijkt slechts een kwestie van tijd totdat desktopfabricage net zo gewoon is als desktop publishing. De technologie wordt elk jaar goedkoper en efficiënter, en hoewel 3D-printen nog nauwelijks is vastgesteld, zijn ingenieurs al druk bezig met 4D-printen (de vierde dimensie is tijd!). Eén ambitieus bedrijf heeft onlangs een sensatie veroorzaakt op Kickstarter met zijn prototype voor een 3D-printpen.
Deze nieuwste teken- en modelleertechnologieën zijn fascinerend, maar wanneer is het idee van 3D-printen ontstaan? Wat zijn enkele van de vroegste "machines" voor tekenen en fabriceren? Om het antwoord te vinden, gaan we terug naar de dagen vóór kopieerapparaten of zelfs carbonpapier, terug naar de Renaissance, naar een man die digitale reproductie in de oorspronkelijke betekenis van het woord heeft uitgevonden.
Leon Battista Alberti was een Italiaanse filosoof, wetenschapper, architect en rondom polymath die in de 15e eeuw leefde. Kortom, hij was jouw prototypische Renaissance-man. Alberti is misschien een van de belangrijkste en invloedrijkste creatieve figuren uit de Renaissance, hoewel hij een van de minder bekende is. Hij geloofde dat kunst en wetenschap werden verenigd door basisprincipes van wiskunde, en onder zijn vele prestaties definieerde Alberti de principes van geometrische constructie die tegenwoordig bekend staan als centraal perspectief en bedacht technieken voor het produceren van identieke kopieën van schilderijen, sculpturen en zelfs gebouwen zonder de hulp van mechanische apparaten zoals de drukpers. Dit verlangen naar een methode voor het maken van identieke kopieën kwam voort uit Alberti's frustratie met de onvolkomenheden en onvermijdelijke fouten die het gevolg zijn van handmatige reproductietechnieken. In zijn uitstekende boek, The Alphabet and the Algorithm (waar ik momenteel van geniet en eerder op Design Decoded heb vermeld), beschrijft architectuurtheoreticus en historicus Mario Carpo deze technieken als 'digitale' reproducties.
“Alberti probeerde de tekortkomingen van analoge afbeeldingen tegen te gaan door ze te digitaliseren, in etymologische zin: afbeeldingen vervangen door een lijst met getallen en een reeks rekeninstructies of algoritmen, ontworpen om een visueel beeld om te zetten in een digitaal bestand en vervolgens een kopie van de originele foto indien nodig. "
Door afbeeldingen te reduceren tot zorgvuldig berekende coördinaten en de methode te documenteren waarop het origineel is gemaakt, zorgde Alberti ervoor dat iedereen kopieën kon maken die exact identiek waren aan zijn originele werk. De numerieke manuscripten, die gemakkelijk foutloos konden worden gekopieerd, vormden een soort Renaissance-bestandsoverdracht.
Albrecht Dürer's tekening "Tekenaar tekenen van een liggende vrouw" (1525), met een perspectiefmachine vergelijkbaar met die beschreven door Alberti in zijn verhandeling De Pictura (Wikimedia Commons) Alberti's beroemdste uitvinding over reproductie is de perspectiefmachine, die nog steeds door kunstenaars wordt gebruikt. De opstelling die hij ontwierp voor het transcriberen van beelden uit de realiteit lijkt op een modern slagschipbord. Een gerasterd houten scherm scheidt de kunstenaar, wiens oog op een vast punt in het midden van het scherm wordt gehouden, van zijn onderwerp. Vanuit het perspectief van de kunstenaar wordt het weer te geven object in kaart gebracht op het ingelijste raster; op deze manier kan de kunstenaar de afbeelding nauwkeurig reproduceren op een papier dat is verdeeld in een bijpassend raster. De afstand tussen deze rasterlijnen bepaalt de "resolutie" van het beeld, om een term te lenen uit de taal van digitale technologie, en in beperkte mate, de nauwkeurigheid van de reproductie. Als we een beetje meer wilden extrapoleren om de vergelijkingen met hedendaagse digitale technologie verder te maken, zouden we deze rasterverdelingspixels zelfs kunnen noemen. Alberti's perspectiefmachine was een belangrijke stap in zijn streven om variabiliteit uit reproductie te elimineren, maar omdat het nog steeds op de hand van de kunstenaar vertrouwde, heeft het de menselijke fouten niet volledig verwijderd. Alberti bleef wiskundige reproductietechnieken ontwikkelen.
Een recreatie van Alberti's kaart van Rome, met behulp van de coördinaten uiteengezet in Descriptio Urbis Romae ("Architectonische voornemens van Vitruvius tot de Renaissance, " McGill University) Een van de meest overtuigende werken van echte 'digitalisering' is het boek van Alberti met een kaart van Rome, de Descriptio Urbis Romae, gemaakt rond 1440s. Het boek bevat echter geen daadwerkelijk gedrukt exemplaar van een kaart. Na nauwgezet de straten, tempels en het landschap van Rome te hebben gemeten en getekend, wilde Alberti zijn kaart verspreiden, maar hij geloofde niet dat met de hand gemaakte kopieën zijn origineel nauwkeurig konden reproduceren. Hoewel de technologie voor mechanische reproductie zich nog in de kinderschoenen bevond, was het gebruik ervan niet wijdverbreid en bleef het potentieel ervan niet gerealiseerd. Alberti's oplossing? Hij transcribeerde zijn zorgvuldig vervaardigde kaart in een reeks polaire coördinaten gemeten vanaf de top van de Capitoline-heuvel. Deze coördinaten worden verzameld in de Descriptio in plaats van een handgetekende kaart. Zijn idee was dat lezers zelf een identieke versie van zijn kaart konden transcriberen, met behulp van de notities van Alberti en een astrolabisch apparaat dat bestond uit een roterende liniaal bevestigd aan het midden van een schijf verdeeld in graden. De coördinaten en instructies van Alberti zijn, zoals Carpo opmerkte, een primitief type algoritme - hetzelfde proces dat de computer-ontworpen architectuur van vandaag aanstuurt en de software die digitale fabricagemachines bestuurt.
Een tekening van Alberti's finitorium, zoals beschreven in zijn verhandeling De Statua (Public Domain) Maar misschien is de meest indrukwekkende van Alberti's uitvindingen zijn techniek voor het reproduceren van sculpturen. In zijn verhandeling over figurale sculptuur, De statua, beschreef Alberti een methode voor het reproduceren van identieke kopieën van sculpturen met behulp van traditionele hulpmiddelen en basisberekeningen. Ten eerste neemt de kunstenaar / kopieermachine nauwkeurige metingen van de hoogte, breedte en de verschillende diameters van het beeld met behulp van het juiste gereedschap - t-vierkanten, hoeken, enz. De belangrijkste componenten van het beeld worden gemeten en gedocumenteerd - in wezen 'gescand' - ten opzichte van elkaar en over de gehele lengte van het beeld. Om preciezere metingen van de details van het standbeeld te krijgen, is een apparaat van Alberti's uitvinding bekend als de definitor of finitorium bovenop het standbeeld geïnstalleerd. Vergelijkbaar met het apparaat dat wordt gebruikt om de kaart van Rome te maken, is het finitorium een platte schijf ingeschreven met graden verbonden met een beweegbare arm, ook ingeschreven met metingen; vanaf het einde hangt een gewogen lijn. Door de arm te draaien en de schietloodlijn omhoog of omlaag te brengen, is het technisch mogelijk, hoewel zeker woedend traag, om elk punt op het standbeeld in driedimensionale ruimte ten opzichte van zijn centrale as in kaart te brengen. Die gegevens kunnen vervolgens worden verzonden naar een vakman die deze zou gebruiken om een identieke kopie van het originele standbeeld te maken.
Dit brengt ons terug naar 3D-printen. Er zijn veel verschillende soorten 3D-printers die modellen maken van verschillende soorten plastic, maar ze werken allemaal in wezen hetzelfde. De printer verwerkt digitale blauwdrukken - coördinaten in virtuele ruimte - van een object gemaakt door modelleringssoftware en "snijdt" het model digitaal in stukken die klein genoeg zijn om door de machine te worden gemaakt. Deze componenten zijn op elkaar gestapeld en bijna naadloos aan elkaar gebonden, waardoor een identieke fysieke reproductie van het originele digitale model ontstaat. 3D-scannen en printen is duidelijk veel, veel sneller dan de methode van Alberti, maar het werkt op vrijwel dezelfde manier - behalve natuurlijk voor de geautomatiseerde documentatie van de vorm van een object en de robotconstructie met behulp van synthetische materialen. Alberti pochte zelfs dat zijn methoden konden worden gebruikt om verschillende delen van een sculptuur op verschillende tijdstippen of op verschillende locaties te reproduceren en dat zijn methode zo exact was, dat deze afzonderlijke componenten naadloos konden worden geassembleerd om een exacte replica van het origineel te maken - een proces dat klinkt veel als moderne productie.
Michelangelo's David wordt gescand door The Digital Michelangelo Project (The Digital Michelangelo Project) Met zowel de oude als de nieuwe technologie kan elk beeld - eigenlijk alles - in theorie overal op elke grootte worden nagebouwd. Neem bijvoorbeeld David van Michelangelo. In 2000 creëerden de laboratoria van Stanford een bijna perfecte digitale 3D-replica van de David die gebruikers kunnen draaien en manipuleren om het beeld veel gedetailleerder te bekijken dan mogelijk zou zijn als ze het origineel in Florence zouden bezoeken. Van zes ton tot tweeëndertig gigabytes, de gedigitaliseerde replica van het meesterwerk van Michelangelo kan nu worden gereconstrueerd in de studio van iedereen met een snelle internetverbinding, voldoende harde schijfruimte en wat automatische fabricageapparatuur. De flexibiliteit van het digitale model creëert volledig nieuwe manieren voor mensen om het beeld te ervaren. Bijvoorbeeld, een enorme gouden reproductie bekend als David (geïnspireerd door Michelangelo) werd in 2005 gemaakt door conceptueel kunstenaar Serkan Ozkaya en is momenteel geïnstalleerd in het 21c Museum in Louisville, Kentucky.
3D-printers en andere vormen van digitale fabricage zullen in de toekomst mogelijk onze manier van leven veranderen. Maar de ideeën achter deze paradigma-veranderende machines bestaan al lang en de droom van het delen en maken van identieke kopieën dateert al uit de 15e eeuw. Wetenschappers, kunstenaars en filosofen zoals Alberti misten de technologische verfijning om hun ideeën praktisch te maken, en in sommige gevallen misten ze de verbeeldingskracht om zelfs de mogelijkheden te realiseren van wat ze voorstelden. Maar dat is niet langer een probleem. Wij hebben de technologie. De ontwerpers van morgen zullen de dromen van de Renaissance realiseren.
