乡村聚落是人类在一定地域范围内由多重社会关系而产生的社会共同体,它由长期共同的生产、生活积累发展而来,包含了村民的集体记忆与村庄特定的场所氛围,是维系村民生活的共同纽带。然而,随着乡村建设需求的大规模增加,涌入乡村的建筑师凭着对城市住区规划的成熟经验,在有限的设计周期内,用“兵营式”、同质化、低成本等“诠释”新一代大规模乡村住宅。这种开发模式,抑制了村民对本土本乡的归属感与话语权的表达,削弱了乡村聚落中自组织参与建设的活力,瓦解了传统乡村空间的固有脉络。近年来,在国家积极推动美丽乡村建设的背景下,打造宜居、绿色环保的人居环境成为美丽乡村建设的重要内容。在此背景下,针对面向用户需求的大规模乡村住宅设计成为研究的热点。其中,基于对乡村空间形态研究与计算机图形运算的参数化形状文法(Parametric shape grammar)的应用研究,可以将空间形态之间的组合关系转译为由初始状态模块(简单的几何要素)经视觉计算策略(反射、变形、整合、迭代等规则)转换为复杂形态的演绎过程,且该过程中计算策略的转换内容、实施顺序和迭代次数,均可以根据设计需求进行人为的干预与调整。由此,本文从理论、方法、工具三个层面探讨建立由思维到流程层面,基于形状文法的大规模乡村住宅生成设计方法。研究内容包括以下三个方面:(1)形状文法及参数化形状文法的解析。本文从计算机与建筑设计学科交叉的领域入手,分析了G Stiny最早提出的形状文法与参数化形状的基本定义与应用方法。将形状文法与参数化形状文法提炼为形状的图形模型与参数化模型,并梳理了二者对于基本图形元素(直线、形状、长度)的定义、图形元素间关系的定义以及常用的文法规则。在此基础上,以帕拉迪奥风格别墅的形状文法为例,对文法的应用流程进行分析。(2)关联城郊乡村形态特征的大规模乡村住宅设计规则的制定在厘清参数形状文法的基本概念后,即针对研究对象——城郊乡村住宅建筑——的形态特征进行解析。本文由于以建筑设计为主要研究内容,因此对于形态的研究主要集中在宅基地层级、住宅单体层级以及住宅细部材质层级。通过对华北地区典型乡村及我国有关乡村住宅法律法规的实地调研与文献调研,梳理出乡村住宅设计的关键特征与具体数据,并在其原有的空间组织方法上融合现代住宅的建筑设计经验,建立起一套完整的乡村住宅的形状文法规则。(3)大规模乡村住宅设计应用。基于已有的乡村住宅形状文法的设计规则,通过对文法的应用流程和应用对象进行定义,首先建立文法的图形模型,基于图形模型对规则进行数据提取与函数转译,进一步建立文法参数化模型。由于模型建立过程中借助Grasshopper软件,文法的多生成结果可以直观的呈现为三维模型供居住者与建筑师进行评判与修改。以济南市仁里村为设计的模拟环境,选取了5户家庭作为设计的模拟对象,生成了基于其特定需求的乡村住宅及其图纸与反馈数据。基于参数化形状文法的住宅生成设计的逻辑更明确、更具有条理性,并增加了住宅扩展延伸的可能性,便于用户依据规则进行自组织建设。探索为大规模乡村住宅参数化设计中建筑师与用户在计算机系统中交互的可能性,尝试在我国新农村建设的语境中还原“和而不同”的风貌,在乡村住宅建筑设计层面实现复杂丰富且细腻生动的空间肌理。