人类历史上,发生过三次参数化浪潮。第一次是度量衡的确定。第二次是用图纸来进行设计。第三次是参数化软件工具的使用。
秦始皇时期“统一度量衡”就是确定参数的活动,是基本物理单位的参数化。古希腊也有类似的活动,从公元前6世纪到公元后2世纪,世界上同时出现了强盛的文明,第一次参数化的浪潮,就发生在这个时期。从兵马俑,到古希腊古罗马的建筑,尺度的控制都是非常精确的,可以窥见当时参数化浪潮的影响力。西方的十世纪以后,中国的宋朝,发明了用图纸来标示建筑尺度的方法。宋代《营造法式》里面就有大量图纸,是用毛笔画的,叫做“界画”。清朝宫廷的建筑师“样式雷”留下了大量的建筑模型,叫做“烫样”。从世界范围来看,画图,标尺寸,做模型,这就是第二次参数化浪潮。
计算机软件辅助下的参数化,是第三次参数化浪潮。当然,在计算机辅助参数化设计之前,我们不得不提到一个天才建筑师,安东尼·高迪。高迪对数学的深刻认识是他建筑学的基础,他晚期的建筑几乎包含了所有的数学直纹曲面——螺旋面,抛物面,双曲面,它们通过直纹线,布尔值,比率和悬链线的参数化方法联系在一起。
ParametricDesign直接翻译成参数化设计是有所偏颇的,就像你把Landscape翻译成景观一样的不精确,因为中文中是没有准确的意思翻译的。
首先,Parametricdesign不是一个设计,而是一种技术手段,作为技术手段它是有无限的前景的,类似于当年的工业革命,电力,钢铁结构以及计算机技术的应用一样,但是计算机并没有帮你写文章,它只是你文章表达的技术手段。Parametricdesign作为一种技术手段,他满足了建筑设计技术工具的要求“在发挥我们无限意志的同时,节省我们有限的生命时间。”
其次,Parametricdesign需要非常好的数学头脑,如果你的思维停留在正常人类的以常识和直觉进行构思的模式中,想进入参数化的思维是一件非常困难的事情。作为一名建筑师偶尔要去研究下计算机专业的东西,研究下他们是怎么理解世界的,要使得Parametricdesign的发展有突破,必须将所有建筑方面的思维数字化,但这很难,人类的东西不是每一种都能数字化的,比如文学和音乐。
不要想着参数化创造一种新的建筑,它是技术的表达方式的进步,设计中最重要的仍然还是建筑师积累下来的经验,对于人的感受,场地的构成,流线的安排,参数化可以让你把这些做的更好,但是并没有它们的本质,因为使用者本身还是人,依然需要遵循最基本的人类心理和生理需求,参数化给我们带来最大的改变是将建筑从旧的表现方式转换成新的方式。
过去,设计的过程都是不太明晰的,因为设计本身就是一个理性感性交融的过程,但是参数化设计给我们了一个新的途径——把设计的过程通过某种方程式的方式来表达出来,当我们控制方程中的某个,和某几个可变的参数,直接生成这个方程的结果。用什么来表达这个公式呢?——人们第一次想到的是脚本,因为作为IT技术的基础,脚本帮我们演化出了丰富的软件,可以说,脚本是数字技术的语言参数化作为数字技术的一种,学习这种语言就势在必行。所以,一开始的参数化是在接受了建筑学的基本课程之后,还要修习计算机脚本技术,很多前卫的建筑师写出了脚本后,在方案需要的位置用因子来代替。但是参数化的脚本一般不会很简单,有时候甚至需要专业的IT人员来编写。由于参数化的熟练运用需要修习脚本技术,所以参数化设计无形之中形成了一个很高的门槛。
现在的参数化软件有很多,并且大多数都在朝着简单易用的方向发展,毕竟让每个建筑师学习计算机编程技术并不现实。
目前建筑常用的参数化辅助软件:
RevitDynamo:
DY是Dynamo的简称,DynamoforRevit是其最常用的软件,这是一款基于Revit的可视参数化插件,BIM概念重在“I”,也就是Information,而Dynamo作为可视化编程的利器,通过RevitAPI,将其与Revit对接,实现了导入、导出,以及各种API开放的相应功能。Dynamo入门不会太困难,但是要精通很复杂,还得会Python语言,真正的大神,除了会用各种电池来实现自个的想法之外,对于某些特别复杂的,不能完全由电池实现的功能,还是得需要写一些python语句来实现的。虽然熟练运用有一些困难,但是并不影响它成为最适合revit的参数化辅助工具。
Mayamel:
Maya不是传统意义上的建筑建模软件,但是看到阿凡达的那些吓死人的场景,意识到天马行空的想象力需要天马行空的软件,Maya就是这种软件,拥有世界上最强大的动画建模引擎。
基于体为基础的建模软件几乎就是我们生活中的万物,而且能够进行流体和磁力学的参数化运算,Maya几乎是没有极限的建模软件,而且模型很小,方便携带,唯一的缺点就是非常难上手。Maya的参数化辅助设计需要利用自带的mel进行编程,mel语言是maya自己的一套编程语言,mel是maya的基础,是比较偏底层的东西,我们可以看到除了maya的插件以外,所有的操作都可以在scripteditor窗口中有相应的mel语言与之对应。但是对于建筑师而言,MAYA虽然是一款万能的软件,但是想要学习它所投入的时间成本会很大。
3DMAXMCG
3DSMAX新加入了一个牛逼哄哄的新功能也就是“MCG”,全称是MaxCreationGraph,可以让用户使用全可视化节点工作流程来创建修改器,几何体工作插件,使用MCG,可以创建一个新的插件,只需要把参数节点,计算节点,输出节点连接好,就可以输出一个XML或者和其他文件打包成ZIP文件,直接进行使用或者分享。3DSMAX是一款优秀的建模软件,但是他的优势是Polygon网格建模,更擅长渲染,所以在建筑方案阶段并不适合,会降低工作效率,而且MCG的功能在才开发出来,功能各方面还不够成熟,但是可以看出它的软件界面采用的电池图是有意在向GH学习的。
Rhinograsshopper:
大家常说的犀牛,最开始不是用于建筑设计的,主要是工业产品设计,因为工业产品有很多流线的造型,所以犀牛主要干的事就是nurbs曲线建模。犀牛之所以牛逼,更重要的一点是参数化插件,Grasshopper就是现在用的最多的一个插件,GH用的这么多,是因为它可以说是所有参数化设计相关软件中最简单的。GH的界面简单,直观,同时用像小电池式的工具来编写脚本程序,相比于犀牛脚本,maya脚本,它几乎完全不需要写任何程序语言。
Grasshopper主要是面向设计人员的,特点是直观(包括模块调用简单直观、数据关系直观和DEBUG直观)和模块化,降低了设计人员使用的编程工具的难度。
模块化以“Galapagos“为例,调用这个运算器,就可以应用进化算法或者退火算法解决需要利用收敛性来计算出的最值问题,而不需要真正编写这段程序,也不需要真正理解这种算法,只需要知道能解决哪些问题就好了(当然,主流编程语言也都有自己庞大的module库供直接调用)。
GH最大的优势在于直观。用一种非常直观的方式将模块库呈现出来,易于调用,也便于建筑及相关行业的设计师的理解,有些图形界面的感觉,降低了学习成本。而在GH中,数据之间的关系也通过连线的方式,能够”顺藤摸瓜“找到数据继承和变化的过程,而不像用语句编程时需要通过界面的高亮显示来找出变量出现的多个位置。GH应当也算是一种编程语言,也有相应的查错过程,只不过不为我们清晰认识。有两种方式可以获得查错后的反馈信息,一种是运算自身的报错,还有一种是发现结果与预期偏差后,通过找到相关的运算器来进行错误的定位。基本上是时时刻刻都在自动查错,而且你每增加的一个”小电池“大多数都会在RHINO窗口中有一个直观的预览,很符合工程设计人员的习惯。
在这一系列参数化软件的比较中,我们就知道为什么RhinoGrasshopper的组合是目前建筑界最流行的参数化软件了。所以,有了最适合的软件,就快快加入参数化的浪潮中吧。
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