Air Mancur Marmer

 (willmorrison.net)
2 poin oleh GN⁺ 2025-11-10 | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp
  • Proyek yang menggabungkan 3D printing dan generasi prosedural untuk membuat karya seni dengan struktur kompleks
  • Terdiri dari algoritme pembangkitan jalur yang menghubungkan titik-titik yang ditempatkan secara acak dengan spline dan mengendalikan kemiringan serta radius putar
  • Untuk mengatasi kontrol kecepatan dan masalah gesekan, diterapkan radius putar minimum dan banking berlebih guna memastikan stabilitas lintasan
  • Penyangga dibuat berbasis sistem partikel, dengan mempertimbangkan bentuk estetis dan stabilitas struktural secara bersamaan
  • Proyek ini melampaui batas OpenSCAD, dengan rencana ke depan berupa penulisan ulang berbasis SDF dan perbaikan pemodelan kecepatan

Gambaran proyek

  • Marble Fountain adalah struktur seni kompleks yang dicetak dengan printer 3D menggunakan teknik generasi prosedural
    • Setelah bergabung dengan Formlabs dan dapat menggunakan printer berperforma tinggi, proyek ini mencoba membuat struktur algoritmik berskala besar
    • Struktur ini dirancang dengan tujuan menjadi “karya seni paling kompleks”
  • Dalam 3D printing, kompleksitas tidak memengaruhi biaya, dan batas desain ditentukan oleh waktu kerja CAD

Lintasan (Tracks)

  • Sistem awal dibangun dengan metode penempatan titik acak → penghubungan spline → pemberian kemiringan tetap
    • Versi pertama hanya berupa tabung yang dikurangkan dari struktur padat, tetapi untuk memperluas fungsi ditambahkan algoritme pemecah jalur (path solver)
  • Pemecah jalur dimulai dari serangkaian segmen garis acak yang menghubungkan bagian atas dan bawah
    • Kondisi awal sangat memengaruhi bentuk struktur, sehingga berbagai variasi algoritme diuji
    Iklan
  • Titik-titik jalur mengikuti aturan berikut
    • Tetap berada di dalam bounding box
    • Menjaga jarak yang seragam
    • Ditarik ke ketinggian tertentu untuk menjaga kemiringan tetap
    • Dibatasi oleh radius putar minimum dan maksimum
    • Saling menolak dengan lintasan lain maupun bagian jauh dari lintasannya sendiri
    • Perubahan kemiringan dihaluskan dan kenaikan kemiringan dicegah
  • Masalah kontrol kecepatan ternyata lebih rumit dari perkiraan
    • Kelereng tidak bergerak seperti massa titik, dan perubahan banking pada lintasan memengaruhi inersia rotasi serta gesekan
    • Pada bagian lurus, kecepatan meningkat berlebihan, sedangkan pada tikungan tajam ada risiko berhenti akibat perlambatan
    • Solusinya adalah menetapkan radius putar minimum dan menerapkan banking berlebih untuk mendorong pengurangan kecepatan
  • Struktur lift bekerja seperti ball screw
    • Kelereng menahan poros ulir dari segala arah sehingga bisa berputar tanpa bearing atas
    • Jika kelereng hanya ada di satu sisi, muncul mode kegagalan berupa getaran hebat yang membuat semua kelereng keluar dari lintasan
Iklan

Penyangga (Supports)

  • Pembuatan penyangga diimplementasikan sebagai proses iteratif top-down berbasis sistem partikel
    • Waktu yang dihabiskan untuk menyesuaikan bentuk estetis lebih banyak daripada menangani tabrakan struktural
    • Batas toleransi overhang printer dimanfaatkan secara agresif
  • Aturan perilaku tiap penyangga
    • Tertarik ke penyangga lain berdasarkan kemiripan jarak dan ukuran
    • Saling menolak dengan penyangga lain
    • Tetap berada di dalam bounding box
    • Menjaga radius tertentu dari pusat struktur
  • Penyangga memiliki inersia (inertia), yang menghasilkan struktur lengkung berbentuk lengkungan

Rencana ke depan (Looking forward)

  • Waktu ekspor model akhir memerlukan 5~20 menit
    • Masih ada ruang optimasi karena keterbatasan OpenSCAD
    • Ke depan dipertimbangkan penulisan ulang berbasis pustaka SDF
  • Sistem saat ini belum memiliki fungsi estimasi kecepatan dan bergantung pada heuristik sederhana
    • Pengukuran kecepatan berbasis kamera berpotensi menghemat waktu dalam membangun model percepatan
    • Menjaga kemiringan tetap merugikan untuk pencegahan tabrakan, tetapi penting untuk kontrol kecepatan
    • Ada rencana mengeksplorasi titik kritis (response curve) saat permukaan mulai tergelincir
    Iklan

Kilas balik (Looking back)

  • Ini adalah proyek pribadi terbesar yang dikerjakan selama sekitar 7 bulan, dari Februari hingga September 2024
    • Menjelang pameran (New Alliance Gallery, Somerville), pekerjaan dikebut pada tahap akhir
    • Selama pameran, 2~3 kelereng hilang per jam, dan motor terlalu panas sehingga hanya bisa dijalankan selama beberapa jam
    • Proyek dihentikan karena kelelahan berlebih lalu dipublikasikan setahun kemudian
  • Disebutkan pula rasa terima kasih atas saran dan umpan balik dari rekan Alex, serta banyak eksperimen dengan kelereng

Ringkasan teknis

  • Teknologi yang digunakan: Procedural Generation, 3D Printing, Python, OpenSCAD
  • Karakteristik struktural: algoritme pemecah jalur + sistem penyangga berbasis partikel
  • Tujuan artistik: menggabungkan kompleksitas mekanis dan kurva estetis
  • Tidak ada informasi tambahan dalam naskah asli

Bacaan terkait

1 komentar

 
GN⁺ 2025-11-10
Komentar Hacker News

  • Pendekatan membuat struktur penyangga berbentuk pohon yang organik dengan memakai simulasi partikel benar-benar kreatif
    Sejauh yang saya pahami, sepertinya ia mendefinisikan hukum fisika lalu memetakan sumbu ‘waktu’ ke sumbu z untuk menjalankan simulasinya
    Saya penasaran apakah ini metode yang sudah dikenal, atau sesuatu yang ia rancang sendiri. Apa pun itu, kualitas estetik hasil akhirnya luar biasa dan membuat saya ingin mencobanya sendiri

  • Para perancang air mancur marmer sering mengalami masalah kelereng keluar jalur jika tidak menggunakan komputer
    Mereka harus mengamati kelereng yang terpental keluar trek atau tersangkut, menebak penyebabnya, lalu menyesuaikannya secara manual
    Karena itu, mengesankan bahwa pada karya ini kelereng tidak keluar jalur selama berjam-jam
    Treknya terdiri dari dua rel, jadi kelereng selalu bersentuhan di dua titik
    Kuncinya tampaknya adalah mempertahankan banking (kemiringan) yang sempurna agar gravitasi dan gaya sentrifugal tetap seimbang

    • Sebenarnya lebih rumit dari itu. Banking mengubah sumbu rotasi sehingga mengurangi inersia rotasi
      Treknya dimiringkan dengan sangat agresif agar kelereng tidak melaju terlalu cepat atau terpental keluar
      Karena itu semua kelereng turun dengan mulus pada kecepatan yang hampir sama
      Meski begitu, sekitar satu kelereng masih keluar jalur setiap 30 menit. Saya merekam video untuk menemukan bagian yang bermasalah, lalu memperbaikinya bukan dengan penyesuaian manual melainkan dengan mengubah kode generator lalu mencetak ulang
      Saya juga sedang mempertimbangkan menambahkan loop umpan balik kamera, tapi itu sepertinya akan menjadi proyek lain lagi

  • Karya ini benar-benar indah. Akan keren kalau treknya bisa dipakai untuk mengodekan/mendekode audio
    Misalnya dengan membuat frekuensi berbeda dari pergerakan kelereng

    • Saya juga pernah benar-benar mencobanya. Saya sangat suka ide mengubah track MIDI menjadi marble run dengan skrip Python, jadi saya mencobanya, tapi kelerengnya terlalu memantul untuk menghasilkan nada
      Mungkin bisa dilakukan dengan bahan yang lebih lentur atau bearing yang lebih besar, tapi untuk saat ini saya fokus menyelesaikan versi umumnya dulu
    • Ada video Tom Scott yang membahas jalan musikal di California
      Tautan YouTube

  • Menurut saya ini contoh yang menunjukkan kasus penggunaan ideal untuk printer 3D
    Akan butuh usaha luar biasa besar untuk membuat trek kelereng sehalus ini dan bentuk organik seperti ini dengan cara lain

    • Namun secara pribadi saya merasa keunggulan sejati printer 3D bukan pada karya seperti ini, melainkan pada pembuatan barang rumah tangga kecil yang dikustomisasi untuk meningkatkan kualitas hidup

  • Videonya dibuat dengan sangat baik. Voiceover sederhana dan sinkronisasi musik, lalu karya itu sendiri menjelaskan semuanya. Luar biasa

  • Saya sangat menyukai karya ini. Penuh dengan unsur 'aneh tapi memuaskan'
    Saya juga sedang memakai trek kelereng untuk menjelaskan probabilitas kepada anak-anak, jadi melihat ini di HN terasa seperti ada yang membaca pikiran saya

  • Gerakannya yang sederhana namun menghipnotis dan indah sangat mengesankan

    • Istilah ‘menghipnotis’ memang sangat tepat. Orang secara naluriah tertarik pada rangsangan visual yang berubah secara tidak teratur
      Api yang menyala, ombak, aliran sungai, layar TV—semuanya membuat kita menatap lama karena alasan yang sama
      Menariknya, trek kelereng ini sebenarnya sistem yang bisa diprediksi, tetapi tetap saja membuat orang terus menontonnya
    • Jika suaranya dinyalakan, rasa imersinya jauh lebih besar

  • Saya juga ingin melihat versi dengan LED pada bahan putih atau transparan. Rasanya akan seperti jalan pelangi

  • Saya juga sedang mengerjakan proyek serupa
    Saya membuat trek kelereng berbasis generasi prosedural dengan Python, Build123D, dan printer 3D

  • Saya penasaran kreativitas dalam skala seperti apa yang akan mungkin jika teknik ini diperluas
    Maksud saya dunia dengan bangunan yang dirakit per blok, seperti Minecraft versi nyata

    • Saya jadi penasaran apakah ada roller coaster yang dihasilkan secara prosedural
    • Faktanya, rumah cetak 3D sudah dicoba. Ada juga prototipe yang bisa membangun rumah dalam hitungan hari, dan efisiensi konstruksinya sangat tinggi
    • Dalam manga Blame!, setelah manusia lenyap, robot terus membangun secara prosedural dan menciptakan struktur raksasa (Megastructure) yang membentang dari Bumi hingga Jupiter
      Lalu di film Fracture juga ada perangkat kelereng yang keren
      Tautan YouTube