문서:지오데식 돔

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1. 개요2. 정f,,0,,면체로 만든 n단계 지오데식 돔에 대한 정보3. 구면을 지오데식 돔으로 근사했을 때의 장점과 단점4. 기타5. 실제 건축물6. 관련 문서



1. 개요

Geodesic Dome

볼록 다면체의 면을 분할하여 꼭지점들을 구면에 투영시키는 방식으로 구면에 가까운 형태로 만든 다면체. 모서리를 나눌 때 여러 번 나눌수록 구면에 가까워지기 때문에 돔(dome)이라고 한다.

만드는 방법은 다음과 같다. (위 그림을 참고하면 쉽게 이해된다.)
  • 삼각형을 제외한 모든 면들을 면의 중심을 기준으로 이등변삼각형으로 분할한다.
  • 삼각형들의 모서리를 n등분한 뒤 n2개의 작은 삼각형들로 분할한다.
  • 꼭짓점들을 구면에 투영시킨다.
  • 점들을 이어 다면체를 만든다.

정이십면체가 정다면체들 중 구에 가장 가깝고, 모든 면이 삼각형이어서 분할하기 쉽기 때문에 주로 정이십면체를 베이스로 사용하지만, 필요에 따라 다른 다면체를 써도 무방하다.

미국의 건축가이자, 디자이너, 발명가인 '버크민스터 풀러[1]'가 만들었다.

2. 정f0면체로 만든 n단계 지오데식 돔에 대한 정보

원본 다면체를 이루는 다각형이 m각형일 때,
m=3인 경우
m>3인 경우
단위/특성
개수
비고
개수
비고
꼭지점(vertex, 0차원)
n2f0+2
mn2f0/2+2
모서리(edge), 1차원)
3n2f0/2
3mn2f0/2
면(face, 2차원)
n2f0/2
mn2f0
쌍대

3. 구면을 지오데식 돔으로 근사했을 때의 장점과 단점

  • 장점
    • 3D로 구체를 표현할 때, 면의 크기 변화에 따른 왜곡이 적게 일어난다. 따라서 텍스쳐가 훨씬 덜 뭉개진다.[10]
    • 정이십면체나 정십이면체를 사용했을 경우, 위도/경도 방식에 비해 대칭성[11]이 크기 때문에 보기에 아름답고, 굴려도 회전한 티가 잘 나지 않는다.[12]
  • 단점
    • 정팔면체 이외의 지오데식 구면 위의 좌표는 다른 좌표계[15]로 환산하기에 매우 복잡하다.
    • 위도/경도 격자 방식에 비해 전개도가 다소 복잡해진다.[16]

4. 기타

6n 단계 정이십면체 돔은 2n 단계 깎은 정이십면체 돔과 완전히 같으며, 3n 단계 십이이십면체 돔과 완전히 같다.
이는 정삼각형을 3*3등분 = 9등분하면 세 꼭지점에 있는 작은 정삼각형 3개와 가운데의 정육각형을 이루는 정삼각형 6개로 나뉘며, 이를 구면에 투영시키면 결과적으로는 깎은 정이십면체의 모든 육각형과 오각형을 각각 6개, 5개의 정삼각형으로 쪼갠 뒤 구면에 투영시킨, 1단계 돔과 완전히 같아지기 때문이다. 십이이십면체도 비슷하게 생각할 수 있다.

5. 실제 건축물

지오데식 돔 형태의 건물은 세계 곳곳에 많이 존재한다.


6. 관련 문서

[1] 풀러렌의 어원이 된 사람이다.[2] 그에 비해 위도/경도 격자 방식은 위도에 따른 텍스쳐 왜곡이 매우 심하게 일어나기 때문에, 해상도 변화에 민감한 사람들에게 다소 거슬리게 느껴질 수 있다.[3] icosahedral symmetry가 있다.[4] 위도/경도 격자 방식의 경우, 1개 축에 대해서만 대칭이므로 지오데식 돔에 비해 대칭성이 매우 낮으며, 대칭축이 아닌 축으로 회전시켰을 때 티가 잘 난다.[5] 구면, 원통, 또는 직교 좌표계[6] 위도/경도 격자의 경우, 한 경도 구간을 주욱 이어놓은 것을 접어서 여러 개 붙이면 끝나지만, 지오데식 돔의 경우 전개도가 다소 복잡하다.[7] 그에 비해 위도/경도 격자 방식은 위도에 따른 텍스쳐 왜곡이 매우 심하게 일어나기 때문에, 해상도 변화에 민감한 사람들에게 다소 거슬리게 느껴질 수 있다.[8] icosahedral symmetry가 있다.[9] 위도/경도 격자 방식의 경우, 1개 축에 대해서만 대칭이므로 지오데식 돔에 비해 대칭성이 매우 낮으며, 대칭축이 아닌 축으로 회전시켰을 때 티가 잘 난다.[10] 그에 비해 위도/경도 격자 방식은 위도에 따른 텍스쳐 왜곡이 매우 심하게 일어나기 때문에, 해상도 변화에 민감한 사람들에게 다소 거슬리게 느껴질 수 있다.[11] icosahedral symmetry가 있다.[12] 위도/경도 격자 방식의 경우, 1개 축에 대해서만 대칭이므로 지오데식 돔에 비해 대칭성이 매우 낮으며, 대칭축이 아닌 축으로 회전시켰을 때 티가 잘 난다.[13] 구면, 원통, 또는 직교 좌표계[14] 위도/경도 격자의 경우, 한 경도 구간을 주욱 이어놓은 것을 접어서 여러 개 붙이면 끝나지만, 지오데식 돔의 경우 전개도가 다소 복잡하다.[15] 구면, 원통, 또는 직교 좌표계[16] 위도/경도 격자의 경우, 한 경도 구간을 주욱 이어놓은 것을 접어서 여러 개 붙이면 끝나지만, 지오데식 돔의 경우 전개도가 다소 복잡하다.