Module 5 — Hình học trong GH & Parametric Workflow

Thời lượng: ~6 giờ · Độ khó: Cơ bản–Trung bình

Mục tiêu: Tái tạo mọi loại geometry bằng logic tham số — cùng cấu trúc Point → Curve → Surface → Solid nhưng trong Grasshopper. Hiểu Parametric Modelling Process để tiếp cận bất kỳ bài toán thiết kế nào.

---

5A — Point & Vector trong GH

Point

Point trong GH không phải "chấm nhìn thấy" — nó là dữ liệu tọa độ được xử lý và chuyển đến các component khác.

Construct Point   → tạo điểm từ X, Y, Z
Deconstruct Point → tách điểm thành X, Y, Z riêng lẻ
Distance          → khoảng cách giữa 2 điểm
Closest Point     → tìm điểm gần nhất trong tập hợp

Tạo lưới điểm:

Grid Rectangular → lưới chữ nhật (X cells × Y cells × spacing)
Grid Hexagonal   → lưới hexagon (tổ ong)
Range            → dãy số → kết hợp với Construct Point để tự tạo grid

Hình minh họa

[Ảnh: Grid Rectangular 5×5 hiển thị trong Rhino viewport]

Vector

Vector là hướng + độ dài trong không gian — không có vị trí, chỉ có chiều:

Unit X / Unit Y / Unit Z → vector đơn vị dọc trục
Unit Vector              → vector theo hướng bất kỳ (normalize về length=1)
Amplitude                → nhân vector với hệ số (thay đổi độ dài)

Các phép toán Vector cơ bản:

Phép toán	Component	Ứng dụng
Cộng	Vector Addition	Tổng hợp 2 hướng
Trừ	Vector Subtraction	Hướng từ A → B
Nhân	Amplitude	Scale độ dài
Cross Product	Cross Product	Vector vuông góc với 2 vector
Dot Product	Dot Product	Góc giữa 2 vector (scalar)

Plane — Hệ tọa độ cục bộ

Plane trong GH = mặt phẳng có gốc tọa độ + 2 trục (X axis, Y axis). Rất quan trọng vì mọi thứ trong GH đều xảy ra trong 1 Plane nào đó.

XY Plane      → mặt phẳng nằm ngang (Z=0)
XZ Plane      → mặt phẳng đứng (Y=0)
YZ Plane      → mặt phẳng bên (X=0)
Plane Origin  → thay đổi tọa độ gốc của plane bất kỳ
Construct Plane → tạo plane từ origin + X axis + Y axis

---

5B — Curve trong GH

Tạo Curve cơ bản

Line           → 2 điểm
Circle         → tâm + bán kính (trong 1 plane)
Arc            → tâm + bán kính + góc
Polyline       → list of points → nối thành polyline
Interpolate    → curve đi qua tất cả điểm (như InterpCrv)
Nurbs Curve    → control points + degree

Phân tích Curve

Đây là nhóm component cực kỳ quan trọng — dùng để "đặt" geometry lên curve:

Component	Output
Divide Curve	N điểm phân đều + tangent vectors
Evaluate Curve	Điểm tại parameter t (0→1)
Curve Closest Point	Điểm gần nhất trên curve
Shatter	Chia curve thành các đoạn tại parameter t
Curve Frame	Plane tại vị trí t trên curve

Ví dụ ứng dụng Divide Curve:

1 curve → Divide Curve (N=20) → 20 điểm đều → Circle tại mỗi điểm → ExtrudeCrv
= 20 ống tròn dọc theo curve, chỉ 3 component!

---

5C — Surface trong GH

Tạo Surface

Extrude        → Extrude curve/surface theo vector
Revolve        → Xoay profile quanh trục
Loft           → Surface qua nhiều curves
Sweep1/Sweep2  → Surface theo rail curves

Phân tích Surface — UV Space

Surface có hệ tọa độ UV riêng (0→1 theo cả 2 hướng). Đây là nền tảng để chia surface thành grid:

Divide Surface  → chia surface thành lưới U×V, trả về:
                  • Grid of points (tâm từng ô)
                  • Grid of planes (local frame tại mỗi ô)
Evaluate Surface → điểm + plane tại bất kỳ tọa độ UV nào
Isotrim         → cắt surface theo UV (như crop ảnh)

Workflow chia panel điển hình:

Surface → Divide Surface (U=10, V=8)
        → [Points] + [Frames]
        → Rectangle tại mỗi Frame
        → Extrude nhỏ
= 80 ô panel trên surface, điều chỉnh bằng 2 slider U và V

Hình minh họa

[Ảnh: Surface bị chia thành lưới UV với Divide Surface]
[Ảnh: Rectangle được đặt tại mỗi frame tạo thành panel grid]

---

5D — Solid trong GH

Box            → Hộp chữ nhật (by corners hoặc by dimensions)
Cylinder       → Trụ (plane + radius + height)
Sphere         → Cầu (center + radius)
Extrude        → curve kín + Cap = solid

Boolean trong GH

Solid Union       → hợp nhất
Solid Difference  → trừ
Solid Intersection → giao

Lưu ý: Boolean trong GH đòi hỏi geometry sạch như Rhino. Nếu thất bại, dùng Brep | Brep (intersection curves) rồi xử lý thủ công.

Đọc Brep

Brep (Boundary Representation) = bất kỳ solid/surface nào trong GH:

Deconstruct Brep → Faces + Edges + Vertices
Brep Edges       → tách tất cả cạnh
Volume           → tính thể tích
Area             → tính diện tích bề mặt

---

5E — Parametric Modelling Process

Đây là phần quan trọng nhất của module — không phải kỹ thuật, mà là tư duy.

Quy trình 3 bước

1. PHÂN TÍCH   → Nhìn kết quả mong muốn, vẽ sơ đồ logic
2. XÂY DỰNG   → Viết definition theo sơ đồ, từng bước nhỏ
3. KIỂM TRA   → Test với nhiều giá trị, xác nhận hoạt động đúng

Tư duy ngược (Reverse Engineering)

Khi nhìn một hình dạng phức tạp, hỏi:

1. Đây là loại geometry gì? (surface? mesh? solid?)
2. Nó được dựng từ gì? (loft? sweep? attractor?)
3. Thứ tự các bước là gì? (vẽ sơ đồ từ input → output)

Ví dụ: Phân tích mái vòm có ô lục giác:

Kết quả: Mái vòm với ô lục giác
  ← Panel hexagon đặt trên surface
    ← Tâm hexagon từ Grid Hexagonal
      ← Grid Hexagonal trên surface
        ← Surface hình vòm (Revolve hoặc Loft)
          ← Profile curve của vòm (arc)

Luồng làm việc chuẩn

INPUT               PROCESSING              OUTPUT
────────────        ──────────────────      ────────────
Slider (số)    →    Geometry logic     →    Preview
Curve từ Rhino →    Data manipulation  →    Bake to Rhino
Surface        →    Mathematical ops   →    Export data

Quản lý Definition rõ ràng

Thực hành	Cách làm
Đặt tên component	Right-click → rename (vd: "Width Slider")
Nhóm theo chức năng	Ctrl+G → đặt tên group (vd: "01 — Input")
Thêm chú thích	Thêm Text Note giải thích logic khó
Màu wire	Dùng Relay nodes để tổ chức wire gọn gàng

Khi nào ở GH, khi nào Bake?

Ở trong GH khi:

• Còn đang thử nghiệm nhiều phương án
• Cần thay đổi parameter nhanh
• Output phụ thuộc vào slider/input

Bake sang Rhino khi:

• Đã quyết định final form
• Cần chỉnh sửa chi tiết không parametric
• Cần output cho Layout/Rendering
• Submit bản vẽ

---

Bài tập Module 5 — Mái Vòm Parametric

Đề bài: Xây dựng definition tạo mái vòm tham số chia ô panel, điều chỉnh bằng slider.

Sơ đồ logic:

Slider "Span"  ─┐
Slider "Height"─┤→ Arc Profile → Revolve → Dome Surface
                │
                ↓
Slider "U"  ────┐→ Divide Surface → Frames → Rectangle Panel
Slider "V"  ────┘
                ↓
                    Extrude Panels → Dome with Panels

Các bước:

1. Tạo arc profile bằng Arc SED (start, end, direction)
2. Revolve 360° tạo dome surface
3. Divide Surface với slider U và V
4. Tạo Rectangle tại mỗi frame
5. Extrude nhỏ mỗi panel
6. Thêm slider "Panel Gap" để tạo khoảng cách giữa các panel
7. Bake → kiểm tra trong Rhino

Hình minh họa

[Ảnh: Sơ đồ definition hoàn chỉnh]
[Ảnh: Dome với U=8/V=6 (trái) vs U=20/V=15 (phải)]

Liên kết kiến thức

Nền tảng cần nắm

• Module 4 — Tư duy Tham số & Làm quen Grasshopper

Chủ đề liên quan

• Module 6 — Lists & Data Trees Cơ bản
• Module 4 — Tư duy Tham số & Làm quen Grasshopper
• Module 2 — Hình Học trong Grasshopper
• Module 2 — Parametric Surfaces và Vectors Nâng Cao
• Module 3 — Parametric Surfaces Nâng cao & Vector Geometry