文/鄒鋒、曾紹庭 by Zou Feng、Zeng Shaoting

（北京工業(yè)大學(xué)教授、北京工業(yè)大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院教師）

后工業(yè)時(shí)代，以信息數(shù)字范式為背景，藝術(shù)設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，將設(shè)計(jì)師與藝術(shù)家直觀的設(shè)計(jì)思維和藝術(shù)概念從形態(tài)和功能體現(xiàn)出來的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程，轉(zhuǎn)變?yōu)槭軘?shù)學(xué)、物理運(yùn)算支持的工程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新流程，這種數(shù)字技術(shù)與設(shè)計(jì)及藝術(shù)的結(jié)合，即參數(shù)化設(shè)計(jì)（Parametric Design），它是一種將設(shè)計(jì)思維和數(shù)理邏輯結(jié)合起來的計(jì)算設(shè)計(jì)（Computational Design）方法，也是一種自下而上、自組織的生成式設(shè)計(jì)（Generative Design）方法論。參數(shù)化設(shè)計(jì)的參與性、可控性、多樣性和逆向可調(diào)節(jié)性等特點(diǎn)，使參數(shù)化設(shè)計(jì)成為藝術(shù)創(chuàng)作的新的方法和手段。

公共雕塑不僅是城市的象征，更是城市文化魅力的體現(xiàn)，是當(dāng)代公共藝術(shù)的重要載體。隨著城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，城市更新和新建導(dǎo)致大量公共發(fā)展空間的出現(xiàn)。為了營造一種共同的文化，提升空間的文化氛圍，公共雕塑受到了熱切的需求。目前我國公共雕塑的設(shè)計(jì)理念和小型雕塑的普及，與西方等發(fā)達(dá)國家相比存在差距，傳統(tǒng)的雕塑制作方式已經(jīng)越來越不能滿足現(xiàn)代社會(huì)市場需求的效率化、個(gè)性化、多元化特點(diǎn)。

一、參數(shù)化設(shè)計(jì)的發(fā)展

1.數(shù)字化設(shè)計(jì)理念

“數(shù)字化”一詞源于美國麻省理工學(xué)院的尼古拉斯·內(nèi)格羅蓬特(Nicholas Negroponte)教授撰寫的《Being Digital》。經(jīng)過幾十年的研究，數(shù)字技術(shù)得到飛速發(fā)展，在社會(huì)各個(gè)層面都產(chǎn)生了影響，尤其是在設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有更大的發(fā)揮空間。參數(shù)化設(shè)計(jì)以數(shù)字化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，并作為其發(fā)展過程中的一種類型，在當(dāng)代藝術(shù)與設(shè)計(jì)中發(fā)揮著重要作用。參數(shù)化最初出現(xiàn)在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中，強(qiáng)調(diào)輸入和輸出之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。參數(shù)化設(shè)計(jì)更側(cè)重于參數(shù)關(guān)系的建立，而不是所輸出的設(shè)計(jì)形式。參數(shù)化設(shè)計(jì)作為一種創(chuàng)新高效的設(shè)計(jì)思維，對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法有著巨大的意義。

2.非線性設(shè)計(jì)

“非線性”是相對(duì)于“線性”的概念而出現(xiàn)的，非線性系統(tǒng)表示變量的變化既不均勻也不成比例，自變量之一的微小變化將轉(zhuǎn)化為因變量的突變。由每個(gè)變量和元素組成的整體性能不等于簡單疊加。各個(gè)子系統(tǒng)相互獨(dú)立又相互滲透，相互協(xié)調(diào)又相互制約，因此系統(tǒng)中存在不確定性、隨機(jī)性和偶然性。

“線性”更類似于一種簡單的、有先后順序的思維方式，線性是穩(wěn)定的、帶有確定性的一種有規(guī)律的存在，而“非線性”則代表某種不穩(wěn)定的、帶有不確定的無規(guī)律的事物。非線性的背后是事物的復(fù)雜性，這種復(fù)雜性更貼近真實(shí)世界的本來面目。

3.參數(shù)化設(shè)計(jì)研究動(dòng)態(tài)

圖1 扎哈.哈迪德事務(wù)所參數(shù)化3D打印公共雕塑作品Thallus

圖2 “云層”參數(shù)化公共雕塑

參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展于90年代中后期。最初的研究始于一些建筑學(xué)院，例如哥倫比亞大學(xué)建筑學(xué)院、英國建筑協(xié)會(huì)建筑學(xué)院、麻省理工學(xué)院建筑學(xué)院等。該技術(shù)由一些年輕的新銳建筑師和設(shè)計(jì)師探索和掌握，應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目。SOM、NormanFosterFirm等世界著名建筑事務(wù)所開展專項(xiàng)研究，并獲得了大量有影響力的作品，其中最具代表性和影響力的建筑師是扎哈·哈迪德(ZahaHadid)。2010年扎哈·哈迪德事務(wù)所的合伙人帕特里克·舒馬赫提出了“參數(shù)化主義”的概念，將參數(shù)化設(shè)計(jì)的一系列理論與方法向世人普及，也正是在這一時(shí)候扎哈·哈迪德以及她的事務(wù)所被推向風(fēng)口浪尖，成為當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)界以及建筑界最為炙手可熱的話題。時(shí)至今日，扎哈事務(wù)所仍然活躍在參數(shù)化設(shè)計(jì)以及數(shù)字設(shè)計(jì)領(lǐng)域的前沿地帶，圖1所示為扎哈事務(wù)所創(chuàng)作的公共藝術(shù)3D打印作品。

二、參數(shù)化設(shè)計(jì)在公共雕塑藝術(shù)中的應(yīng)用

參數(shù)化設(shè)計(jì)是一種新的創(chuàng)作方式，也是藝術(shù)家的創(chuàng)造性思維工具。在參數(shù)化建模過程中，創(chuàng)作者會(huì)看到自己形狀的每一步，這對(duì)于某種形式的建立來說是高效而直觀的。參數(shù)化設(shè)計(jì)使建模過程變得更具交互性，為創(chuàng)建結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的雕塑提供了便捷的方法。比如2014年美國新奧爾良市，一個(gè)13人的藝術(shù)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)作了雕塑“云層(Cloud Formatins)”（圖2），這件作品可以說是的一個(gè)徹頭徹尾的參數(shù)化雕塑作品。從初稿到最終結(jié)果，都是由參數(shù)化軟件設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的。平面曲線作為初始參數(shù)引入?yún)?shù)化設(shè)計(jì)軟件，這些曲線可能是光變化的來源或風(fēng)的流動(dòng)方向，這些參數(shù)化曲線是生成的地圖“云”形狀與環(huán)境相互作用形成的。

與參數(shù)化設(shè)計(jì)緊密相關(guān)的數(shù)字化制造方式便是3D打印，它是基于數(shù)字建造技術(shù)的快速原型制作方法。其制造過程是將搭建好的三維模型逐層分割成截面，然后通過3D打印機(jī)逐層立體化。3D打印技術(shù)在國外雕塑設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用，傳統(tǒng)的雕塑設(shè)計(jì)包括很多方面的人工成本，其制作鏈條也非常復(fù)雜。但通過3D打印技術(shù)硬件和軟件的結(jié)合，藝術(shù)家可以通過使用計(jì)算機(jī)和高精度3D打印機(jī)來完成許多方面的工作。進(jìn)而，當(dāng)計(jì)算機(jī)生成參數(shù)化的數(shù)字虛擬模型時(shí)，設(shè)計(jì)師可以打印出不同體積的實(shí)體模型，以滿足不同雕塑創(chuàng)作項(xiàng)目的需要。藝術(shù)家Michael Rees和Richard Dupont創(chuàng)作的3D打印雕塑（圖3），聳立在紐約曼哈頓的哥倫布區(qū)，與傳統(tǒng)的公共雕塑不同，它們是由3D打印機(jī)制作的藝術(shù)品。

三、參數(shù)化設(shè)計(jì)與公共雕塑藝術(shù)的關(guān)系研究

1.藝術(shù)創(chuàng)作與參數(shù)化設(shè)計(jì)的關(guān)系

清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院的邱松教授基于“設(shè)計(jì)形態(tài)學(xué)”理論體系，將以參數(shù)化設(shè)計(jì)為核心的數(shù)字形態(tài)界定為“第二自然”的人工設(shè)計(jì)形態(tài)。以雕塑為代表的藝術(shù)創(chuàng)作正是人工形態(tài)的典型代表，藝術(shù)作品中不僅包含藝術(shù)家的主觀美學(xué)決策，還包括藝術(shù)作品欣賞者對(duì)于藝術(shù)作品的接受美學(xué)，藝術(shù)的創(chuàng)作和欣賞以及全生命周期，均離不開主觀的人工干預(yù)。

圖3 紐約曼哈頓3D打印公共雕塑

參數(shù)化設(shè)計(jì)的整個(gè)過程是一個(gè)人工形態(tài)生成的過程，它與公共雕塑等藝術(shù)創(chuàng)作活動(dòng)形成了最直接的關(guān)系。參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法論有兩大重要組成部分，即可分為“參數(shù)關(guān)系”和“設(shè)計(jì)參數(shù)”?；趨?shù)關(guān)系，通過定義可調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)參數(shù)，利用算法（Algorithm）構(gòu)建設(shè)計(jì)空間，進(jìn)行設(shè)計(jì)形態(tài)的生成，即設(shè)計(jì)空間的探索，創(chuàng)造出豐富的設(shè)計(jì)幾何體和大量富有創(chuàng)意的形態(tài)方案。

2.公共雕塑與參數(shù)化設(shè)計(jì)的關(guān)系

傳統(tǒng)造型是一種藝術(shù)行為，以審美為目的，以創(chuàng)作者的主觀經(jīng)驗(yàn)和藝術(shù)手法為基礎(chǔ)，完成傳統(tǒng)的藝術(shù)造型，是創(chuàng)作者藝術(shù)思維和個(gè)人魅力的展現(xiàn)。在傳統(tǒng)的造型過程中，創(chuàng)作者通過觀察和對(duì)比，使用視覺思維來反復(fù)修改雕塑形態(tài)。參數(shù)化建模最重要的特點(diǎn)是密切關(guān)注建模背后的數(shù)理邏輯結(jié)構(gòu)，每一種形式背后都有準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)表達(dá)。因此，由邏輯節(jié)點(diǎn)組成的邏輯鏈可以說是創(chuàng)造者的創(chuàng)作意圖和創(chuàng)意思維。每一次參數(shù)的修改和調(diào)整，都會(huì)帶來建模結(jié)果和雕塑形態(tài)的巨大變化，然而這種變化中也存在不變的部分，即參數(shù)邏輯關(guān)系的不變，無論參數(shù)如何改變，參數(shù)模型如何變化，只要其內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)不變，其形狀的總體趨勢(shì)和藝術(shù)精神內(nèi)核是不變的。

四、結(jié)論

公共雕塑藝術(shù)與參數(shù)化設(shè)計(jì)的結(jié)合，必然會(huì)產(chǎn)生一種與數(shù)字語境相匹配的藝術(shù)邏輯。參數(shù)化設(shè)計(jì)將為當(dāng)代公共藝術(shù)帶來更多的自由和機(jī)會(huì)；同時(shí)，隨著人們生活方式和生活方式的巨大變化，它很可能會(huì)提出新的藝術(shù)觀念、衡量標(biāo)準(zhǔn)和語言標(biāo)準(zhǔn)。利用參數(shù)化設(shè)計(jì)，在當(dāng)代公共藝術(shù)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成中，可以產(chǎn)生新的美的語言，表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)和表面設(shè)計(jì)中的形式和表現(xiàn)方面。我們可以在許多新的藝術(shù)形式中看到數(shù)字技術(shù)及參數(shù)化設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，例如本文所列舉的一系列公共雕塑的實(shí)際案例。

與此同時(shí)，3D打印等新型的數(shù)字智能制造技術(shù)，跨越了傳統(tǒng)藝術(shù)模式以藝術(shù)家為中心的傳統(tǒng)智慧，使得藝術(shù)創(chuàng)作的過程變得更加合理，更具有邏輯操作性，在滿足藝術(shù)家和藝術(shù)參與者的需求的同時(shí)，也對(duì)社會(huì)、對(duì)客觀自然界萬物進(jìn)行進(jìn)一步的探索，為我們豐富了公共藝術(shù)提供了可能。