■蔡嘉奕 Cai JiaYi

(澳門科技大學(xué)，中國澳門 999078）

在大導(dǎo)向的視野下，文章圍繞以基于一種迭代參數(shù)化設(shè)計算法的研究方法探索，以3D模型的結(jié)構(gòu)式訓(xùn)練去構(gòu)造建筑的基本形態(tài)，通過給定的結(jié)構(gòu)形式。去尋找更多的不規(guī)則圖形的演變方式，可視化整個解決方案空間，因此，本文章可延伸的方向都十分的靈活，并且選址了盧浮宮金字塔建筑重構(gòu)研究作為本次的設(shè)計運算專題，大金字塔作為盧浮宮博物館的主入口，由美籍華人建筑師貝聿銘設(shè)計，于1989年建成，已成為巴黎的城市地標(biāo)。通過國際建筑設(shè)計大師貝聿銘先生建造的未來元素的玻璃金字塔，并不僅僅局限于復(fù)雜的形態(tài)，而是運用的幾何形式去展現(xiàn)，包括建筑整體大輪廓造型，以及運用大量的玻璃元素去打造整體建筑，同時設(shè)計人員選擇和控制不同的建筑細節(jié)與大體上的設(shè)計也有更多的策略。

1 盧浮宮建筑前期調(diào)研

1.1 概述

盧浮宮金字塔(Pyramide du Louvre)區(qū)域位于巴黎主庭院拿破侖庭院，構(gòu)造由大量的玻璃與金屬切割形態(tài)構(gòu)成的金字塔形式的地標(biāo)，周圍三個小的主要入口為盧浮宮的人流動向區(qū)域，由美籍華人建筑師貝聿銘設(shè)計，于1989年建成，已成為巴黎的城市地標(biāo)。通過國際建筑設(shè)計大師貝聿銘先生建造的未來元素的玻璃金字塔，并不僅僅局限于復(fù)雜的形態(tài)，而是運用的幾何形式去展現(xiàn)，包括建筑整體大輪廓造型，以及運用大量的玻璃元素去打造整體建筑，金字塔的特點是穩(wěn)定、永恒，作為世界上最早的紀念性建筑的形式，其本身就極具古典氣質(zhì)(圖1)。從形態(tài)本身來看，涉及更多的是大小、粗細、方或是圓等形式上的意義[1]。材質(zhì)的應(yīng)用應(yīng)該算是錦上添花了，通透的玻璃幕 降低了對游客的視線阻礙，消解了形體。在增加入口的可識別性的同時又不喧賓奪主[2]。綜上所述，金字塔下的大廳，交通節(jié)點，出入盧浮宮的人流都會在這里匯集。流線通暢而清晰，空間變化豐富，整個金字塔很好地完成了盧浮宮新入口的任務(wù)，而且在空間藝術(shù)上也是一個很高的水平，更重要的是，空間作為建筑設(shè)計中一種獨特的形式，其在光環(huán)境上的設(shè)計也歷來是建 筑設(shè)計師們設(shè)計的重點[3]。

1.2 選取原因

關(guān)于盧浮宮金字塔的形象呈現(xiàn)正是在本土地域發(fā)展過程中的一種文化內(nèi)涵與建筑呈現(xiàn)形式的展現(xiàn)，同時也是大眾審美的趨勢與反饋結(jié)果，所構(gòu)成的具有主觀性的構(gòu)建和映射的過程[4]。當(dāng)我們站在盧浮宮廣場上或者進入入口的時候，我們會透過盧浮宮金字塔透明的玻璃往外看發(fā)現(xiàn)外部的水也是透明的，同時仔細觀看我們會發(fā)現(xiàn)水中的倒影呈現(xiàn)也是能夠與周邊的古典建筑相互呼應(yīng)，通過現(xiàn)代的眼光去觀賞并且重新審視古典建筑，古今對比及動靜對比能夠展開融合與新的對話碰撞形式。

1.3 演變思路

從內(nèi)部放射的光線打破了盧浮宮建筑三角網(wǎng)格，并使用照明器，反射器和綠色規(guī)劃的公共平臺，在盧浮宮金字塔內(nèi)部大量使用的光線反射器與三角菱形形態(tài)的設(shè)計能夠最大限度的享受自然光，并且這些光線反射器也可以收集白天的光線，可供晚上使用，并且充當(dāng)太陽能版面的功能，最大限度的綠色化并且對于太陽能的利用率提升到最高。該計劃的每個部分旨在改善居民的生活，并融合法國國花鳶尾花的元素為整體帶來更強的視覺節(jié)奏感。

1.4 演變設(shè)計元素選取

相傳法蘭克國王路易·克洛維一世（Clovis）接受洗禮時，上帝送給他的禮物就是鳶尾花，法國人視其為純潔的象征，鳶尾花花形象白鴿飛翔的姿勢，象征著“圣靈”。以城市色彩控制為代表的各類優(yōu)化城市視覺形象的柔性精細化設(shè)計手段逐漸成為城市轉(zhuǎn)型升級的顯學(xué)[5]。法國人種植香根鳶尾除供觀賞外，也是獲取香精的重要原料。所以本文章設(shè)計點提取了法國鳶尾花的幾何抽象造型。包括建筑整體大輪廓造型，以及運用大量的玻璃元素去打造整體建筑，金字塔的特點是穩(wěn)定、永恒，作為世界上最早的紀念性建筑的形式，其本身就極具古典氣質(zhì)(圖2)。

2 盧浮宮建筑靈感來源概述

在前期方案定義的同時，“產(chǎn)、村、景”三者是其發(fā)展的重要組成部分,三者之間的關(guān)系緊密相連,相輔相成[6]。我們找了很多自然的紋理與元素來支撐我們的設(shè)計，我們通過前期對自然紋理元素的提取與簡單地介紹從而來為我們后期進行參數(shù)化智能算法，一座城市的文化氛圍以及環(huán)境很重要，城市空間的公共設(shè)施扮演著非常重要的角色(圖3、圖4)[7]。

2.1 參數(shù)化風(fēng)格化形式探索

研究了盧浮宮建筑的風(fēng)貌、基礎(chǔ)設(shè)施、居住條件、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面存在的問題,并分析了導(dǎo)致這些問題產(chǎn)生的主要原因[8]，通過借鑒生成學(xué)習(xí)參數(shù)化程序?qū)⒔蓚€模型通過線條影響周邊圖形與通過面影響曲面圖形來學(xué)習(xí)兩個給定圖像之間的聯(lián)系，然后評估程序?qū)⒏鶕?jù)輸入的邊界圖像生成建筑里面展示圖（圖5）。城市建筑色彩基本色譜的建立可為城市建筑規(guī)劃、設(shè)計和管理提供有效的數(shù)據(jù)保障[9]。該自動設(shè)計工具可以幫助減輕早期設(shè)計階段建筑師的負擔(dān)，從而快速預(yù)覽建筑計劃的設(shè)計解決方案（圖6）[10]。

2.2 參數(shù)化風(fēng)格化形式探索

前期整體概念的分析與演變：（基礎(chǔ)建筑表皮的形成）通過基于平面模式加上幾何模塊化的結(jié)構(gòu)參數(shù)化生成設(shè)計和參數(shù)化分析模塊方法，可幫助設(shè)計構(gòu)造人員通過在給定的邊界條件下操縱力圖來生成3D多面體形式（圖7）。通過用不同的規(guī)則細分3D力圖，可以生成各種形式，從而導(dǎo)致更多的成員具有較短的長度和更豐富的形式整體復(fù)雜性。但是生成結(jié)果都需要多次調(diào)整（圖8）。

■圖1 盧浮宮金字塔

■圖2 法國國花鳶尾花

■圖3 自然紋理元素

■圖4 建筑紋理元素

3 盧浮宮建筑設(shè)計表達

在有了基礎(chǔ)的表皮之后，嘗試了兩種方式進行樹形表皮的賦予。首先，第一種方式為style transfer（風(fēng)格遷移），先利用固定角度的表皮模型圖片在Ostagram網(wǎng)站進行的嘗試。得到如下效果：此方法的目標(biāo)是幫助設(shè)計師簡化繪圖過程，替代設(shè)計師自行繪制盧浮宮建筑設(shè)計表達和城市圖像。

文章展現(xiàn)出來的結(jié)果并沒有達到預(yù)想的樹形生長的效果，所以才有了下面的嘗試：把基礎(chǔ)表皮模型在Rhino里Unrollsrf UV（展開曲面），得到黑白的圖形，再到Ostagram網(wǎng)站里進行數(shù)據(jù)重組，自然環(huán)境、民族文化、歷史條件造就了豐富多彩的盧浮宮建筑形式，歷史博物館作為精神文化傳播的窗口，要多推出在思想、科學(xué)、知識等多學(xué)科領(lǐng)域獨具特色的展陳設(shè)計[11]。

在與整個場地的內(nèi)在關(guān)聯(lián)的呈現(xiàn)上，確定了只有正確的認識歷史建筑的綜合價值，才可以化解歷史建筑保護與城市發(fā)展兩者間矛盾的觀點[12]。希望能達到一種介乎于“純自然生長”與“人工輔助編輯”的一種“超自然”狀態(tài)，是有自然介入的，同時也是一種新生的事物[13-14]。以幫助設(shè)計師自動生成建筑圖紙的預(yù)測細節(jié)[15]。通過對數(shù)百個圖像對進行機器學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)程序?qū)⒔⒁粋€模型來找出兩個給定圖像之間的聯(lián)系，然后評估程序?qū)⒏鶕?jù)我們提供的新輸入圖像生成輸出圖像[16-17]。在有了基礎(chǔ)的表皮之后，嘗試了兩種方式進行樹形表皮的賦予。首先，第一種方式為Unrollsrf UV（風(fēng)格遷移），先利用固定角度的表皮模型圖片在Ostagram網(wǎng)站進行Style Transfer的嘗試，其實出來的結(jié)果并沒有達到預(yù)想的樹形生長的效果，所以再有了下面的嘗試：把基礎(chǔ)表皮模型在Rhino里Unrollsrf UV（展開曲面），得到黑白的圖形，然后再到Ostagram網(wǎng)站里進行數(shù)據(jù)重組，白天實景模擬圖（圖9）,夜晚實景模擬圖（圖10）。

■圖5 線條影響參數(shù)化設(shè)計

■圖6 曲面影響參數(shù)化設(shè)計

■圖7 模擬插入國花衍生圖

■圖8 模擬插入國花衍生圖

■圖9 白天實景模擬圖

■圖10 夜晚實景模擬圖

4 結(jié)語

參數(shù)化設(shè)計的普及，為各類設(shè)計帶來了無限的可能性，尤其體現(xiàn)在規(guī)劃、建筑、景觀、室內(nèi)等設(shè)計范疇的延伸；參數(shù)化設(shè)計相對于傳統(tǒng)的設(shè)計有不少優(yōu)勢，類似通過調(diào)整Grasshopper（GH）參數(shù)化數(shù)值的分析比對，可以生成我們需要的各類不同參數(shù)形式，組合，嫁接，生成，并且我們可以選擇最合適我們的方案去使用。但這樣的展陳照明存在顯著的問題：一是未能充分滿足文物保護的要求，開敞式展覽難以保證展品始終處在一個穩(wěn)定的溫濕度場，且難以防止有害射線的傷害。Grasshopper（GH）參數(shù)化軟件還可以與一些BIM軟件比如REVIT進行協(xié)同設(shè)計，甚至通過GH的插件，實現(xiàn)Rhino的BIM化，另外還可以配合一些算法和插件，比如遺傳傳法、Geco、Ladybug、Honeybee、Kangaroo等做一些優(yōu)化設(shè)計，這些都屬于高級應(yīng)用。增加文化符號的保護，竭盡全力打造可持續(xù)性設(shè)計，同時也顯現(xiàn)出了文化符號與公共空間的聯(lián)合性會更加密切。