喬雨

（南京藝術(shù)學(xué)院 江蘇省南京市 210013）

0 引言

近十年來隨著數(shù)字技術(shù)的不斷升級(jí)與更新，以插件工具為形式的編程語(yǔ)言逐漸出現(xiàn)在大眾面前，數(shù)字工具包為參數(shù)化技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力。參數(shù)化設(shè)計(jì)以參數(shù)化圖元和修改引擎兩個(gè)部分為主要依托，以修改引擎中的參變量（Slider），進(jìn)而使得參數(shù)化圖元發(fā)生相應(yīng)的改變；反之，如果修改圖元構(gòu)件，在參數(shù)界面中相應(yīng)的數(shù)據(jù)也會(huì)發(fā)生變化，這就表現(xiàn)為一種內(nèi)在邏輯與關(guān)聯(lián)性。在參數(shù)化設(shè)計(jì)形式下必然涉及邏輯的設(shè)定和規(guī)則的創(chuàng)立，帕特里克-舒馬赫將這種模式用“場(chǎng)域”這樣一個(gè)概念去解讀，即規(guī)則制約著個(gè)體，而個(gè)體行為影響著整體的形態(tài)特征。

參數(shù)化最早運(yùn)用于建筑領(lǐng)域，如北京銀河SOHO、臺(tái)中歌劇院、南京青年國(guó)際文化中心等非線性建筑，因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步以及3D打印、數(shù)控加工等相應(yīng)制作手段的出現(xiàn)，為參數(shù)化設(shè)計(jì)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力，同時(shí)也改變了設(shè)計(jì)的理論與方法，重新定義了對(duì)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)性認(rèn)知，推動(dòng)了對(duì)于非線性設(shè)計(jì)的探討、研究與實(shí)踐。可以說，參數(shù)化設(shè)計(jì)正在與時(shí)俱進(jìn)，而讓設(shè)計(jì)脫離傳統(tǒng)構(gòu)造，使得設(shè)計(jì)更具創(chuàng)新性和復(fù)雜性并帶動(dòng)各領(lǐng)域的發(fā)展乃至社會(huì)進(jìn)步。

1 墻體藝術(shù)裝置的參數(shù)化建模方法

參數(shù)化建模是以算法腳本為參變量，通過輸入?yún)?shù)或者改變算法程序而自動(dòng)生成模型的建模方法?？紤]到曲面結(jié)構(gòu)符合一定的規(guī)律性，在Grasshopper平臺(tái)中寫入算法腳本，通過拾取物體并改變相應(yīng)算法參數(shù)即可生成非線性的曲面結(jié)構(gòu)，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)墻體藝術(shù)裝置的參數(shù)化建模。

2 參數(shù)化建模步驟

2.1 建立等距斷面線

首先，在rhino空間中建立一條垂直于XYPlane的封閉曲線（Polyline Curve），然后進(jìn)入Grasshopper界面載入Curve運(yùn)算器，并對(duì)其右鍵點(diǎn)擊，在彈出的對(duì)話框中選擇“set one curve”命令，之后在Rhino界面中選擇該曲線，將其拾取進(jìn)Grasshopper中。將封閉曲線導(dǎo)入好以后，用“Boundary Surface”運(yùn)算器將其封面并用“Contour”運(yùn)算器給該曲面建立等距斷面線，斷面曲線方向?yàn)閄軸，距離可載入“Slider”運(yùn)算器進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)即可作為調(diào)整物體形態(tài)的參變量。

2.2 設(shè)定干擾值

干擾值即為參數(shù)化設(shè)計(jì)形式下的規(guī)則，該規(guī)則制約影響著個(gè)體，并對(duì)最終的物體形態(tài)特征產(chǎn)生影響，其存在形式可以為數(shù)值也可以為物體，物體具體劃分為點(diǎn)干擾、面干擾以及線干擾，在此采用“線干擾”。

先在Rhino界面中創(chuàng)建幾條曲線，并以同樣的方式拾取進(jìn)Grasshopper中，并用“Curve/Curve”運(yùn)算器計(jì)算等距斷面線與干擾線之間的交點(diǎn)，在此需要確保等距斷面線輸出的數(shù)據(jù)是“樹形數(shù)據(jù)”，而干擾線所輸出的數(shù)據(jù)是“線形數(shù)據(jù)”，此目的是讓等距斷面線的每條曲線都和干擾線發(fā)生運(yùn)算。運(yùn)算結(jié)果所得到的“T值”需要?dú)w為第一級(jí)別，所以需要對(duì)“Curve/Curve”運(yùn)算器的輸出端“ParamsA”右鍵點(diǎn)擊，在命令欄中選擇“Simplify”數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化命令將數(shù)據(jù)歸為原始路徑，并用“Shift Paths”運(yùn)算器將“T值”劃分為同一級(jí)別，即為同級(jí)路徑下的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將該數(shù)據(jù)接入“Shatter”運(yùn)算器的T端，Curve端接入等距斷面線，運(yùn)算結(jié)果為等距斷面線按照T值斷開，即依據(jù)干擾線所生成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分成每一個(gè)小部分，然后將斷開的曲線用“Divide Curve”運(yùn)算器細(xì)分點(diǎn)，在此細(xì)分為五個(gè)點(diǎn)，并將每條斷開曲線上的每五個(gè)小點(diǎn)與干擾線通過“Pull Point”運(yùn)算器進(jìn)行運(yùn)算，該運(yùn)算器的輸出端Distance即為每五個(gè)點(diǎn)至干擾線所產(chǎn)生的“最近距離”，然后將輸出的數(shù)值通過“映射公式”映射至“0～1”的區(qū)間，映射后的數(shù)據(jù)即為“第一組干擾數(shù)值”。將第一組干擾數(shù)值通過“Graph Mapper”運(yùn)算器依據(jù)“Sine函數(shù)”進(jìn)行調(diào)整，所生成的數(shù)據(jù)為“第二組干擾數(shù)值”。

最后，通過“Move”運(yùn)算器依據(jù)干擾值將等分點(diǎn)沿著Y軸移動(dòng)，并通過調(diào)整“第一組干擾數(shù)值”和“第二組干擾數(shù)值”以及之前設(shè)置的參變量進(jìn)行調(diào)整，以此改變點(diǎn)陣的整體形態(tài)，并將調(diào)試好的空間點(diǎn)連線且成面完成模型的制作，具體程序腳本及最終效果如圖1、圖2、圖3所示。

圖1 程序腳本一

圖2 程序腳本二

圖3 效果

3 參數(shù)化在墻體裝置設(shè)計(jì)中的發(fā)展和局限

由于參數(shù)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用，非線性曲面墻體制作難度大、造價(jià)高等問題有所改觀，人們能夠看到更多新奇的墻體造型，并且完全符合工程力學(xué)、人體工學(xué)等科學(xué)規(guī)律，從此可更大程度的激發(fā)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作靈感，將紙面設(shè)計(jì)真正地運(yùn)用于實(shí)際當(dāng)中。因此，將參數(shù)化應(yīng)用于墻體藝術(shù)裝置設(shè)計(jì)將成為墻體裝置創(chuàng)新發(fā)展的趨勢(shì)。但是過度依賴參數(shù)化的設(shè)計(jì)方式并非絕對(duì)可行，或許參數(shù)化所形成的空間造型、非線性結(jié)構(gòu)不能完全滿足墻體裝置設(shè)計(jì)的需求，而且當(dāng)今參數(shù)化的應(yīng)用還存在很多問題，倘若出現(xiàn)更為便捷的設(shè)計(jì)軟件這對(duì)參數(shù)化設(shè)計(jì)來說無(wú)疑是更大的挑戰(zhàn)。這即是參數(shù)化現(xiàn)如今所存在的缺陷，需要在發(fā)展的過程中不斷完善與進(jìn)步。

4 結(jié)語(yǔ)

本文首先介紹了參數(shù)化設(shè)計(jì)的特征及其發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)一步提出了利用干擾值有效進(jìn)行墻體裝置設(shè)計(jì)的建模方法，并詳細(xì)說明了參數(shù)化建模步驟，最后結(jié)合參數(shù)化建模實(shí)例和時(shí)代趨勢(shì)說明了參數(shù)化在當(dāng)今設(shè)計(jì)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)及其缺陷。參數(shù)化設(shè)計(jì)是一種全新的設(shè)計(jì)范式與風(fēng)格，其目標(biāo)是為了建設(shè)后福特網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的城市秩序，這就需要多種學(xué)科跨界融合、協(xié)同創(chuàng)新，在設(shè)計(jì)共同體中產(chǎn)生更為積極主動(dòng)的影響。帕特里克-舒馬赫于2008年提出的“參數(shù)化主義”一詞絕不是英雄式宣言，至于未來是否屬于“參數(shù)化主義”，確實(shí)需要進(jìn)一步觀察與論證。