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摘要:随着科学技术水平的不断提高,参数化已逐渐向设计领域不断渗透和发展。文章将从空间进行切入,通过对算法设计的研究能够更好地掌握其运算的逻辑关系,打破传统设计思维的屏障,提升设计创新能力,以参数化设计为设计手法,通过在空间中的表层形态、空间规划、情景表达上的运用,来探讨参数化设计在空间及设计领域新的运用形式。
关键词:参数化;室内设计;空间秩序
一、参数化设计概况
参数化设计是在变量化设计思想产生以后出现的,要了解参数化设计的历史必须追溯变量化设计的由来。变量化设计一词是美国麻省理工学院Gossard教授提出的,他采用非线性约束方程组的联立求解,设定初值后用牛顿迭代法精化,这种方法的最大优点在于通用性强,约束方程的内容不限,除了几何约束以外还可以引入力学、运动学、动力学等关系,但其存在一个不可逾越的障碍:非线性方程组的行秩有可能不等于列秩,从而导致方程组无解(需要说明的是:在将来这个障碍可能随着数学方法的改进而消失)。这种方法过早地把几何约束映射为代数方程组,使问题求解的规模和速度难以得到有效控制。
参数”可以定义为影响设计结果的变化量,其量值的变化会导致计算结果发生变化。参数化设计平台则是制定出一个关联系统,从建模运算之前,设计师是不可能预见到最后的模型效果的。而且每一次新的设计方案都会给设计师带来意想不到的创作灵感,都会带来一种全新的造型风格。这是参数化室内空间设计师创作灵感不竭的源泉,也是参数化室内空间设计最大的魅力所在。相互联系并且富有变化在运用算法生形的过程中图形符号是相互系并且富有变化。所有符号元素都将和其它元素产生联系,不断地变化,形成连续的差异性。室内设计中两种算法生形设计思路在室内空间中存在着彼此之间相互联系相互影响的一种关系,在对其设计的过程中利用其中的影响因素作为设计参数同时构建相关算法程序对参数进行运算得出相应的设计结果,根据不同结果筛选出最优方案对参数不断地调整并完善方案。算法种类很多,如有可生成曲面所用的数学函数表达式,也有可生成一系列几何图形的算法等。文章主要介绍吸引子算法及Voronoi算法。
二、参数化设计风格表现
参数化设计风格的核心是算法,解决一个问题的过程即算法。算法本身包含着规则,但又可以通过参数对算法进行设定与界限,从而产生一套缜密的逻辑,最后生成大量却不同的结果。而这些逻辑构建本身,正是参数化设计中算法的核心。算法有很多种类,如一些可供设计者生成曲面所用的数学函数表达式,也有可生成一系列几何图形的算法,如计算几何算法,还有的算法得到的结果是一系列数据,如检索算法、加密算法等。将算法引用到空间中,是以计算机图形学位基础,利用计算机将输入的数据或几何图形,作为干扰的参数通过可以生成可视化图形的算法规则生成图形,可以作为空间设计风格的雏形。
参数化设计运用在设计领域主要存在两种表现形式 :第一是参数化设计思维。参数化设计思维是将更多的设计因素参与到方案的利弊权衡中来,它主要源于复杂性科学理论,其背后的支撑是庞大而复杂的自然科学数据库,包括计算机、数学、物理学、地理学和生物学等。它可以成为将多学科知识联系在一起的媒介,能够创造性地将知识转化为一种新的设计方法。参数化设计思维的本质就在于利用这些知识将设计方案不断优化向预期的、良好的方向推进。第二是计算机辅助设计,通过对设计对象的描述、系统分析、建模、优化、仿真和图形处理,使计算机辅助设计师完成产品设计全过程,最终呈现出令设计师和客户满意的设计结果和产品图形。计算机辅助设计在参数化设计中起着设计工具的作用。在设计学范畴下,参数化设计是设计思维模式在宏观层面的一种应用,在微观层面上是实现计算机辅助设计的另一种手段。
参数化设计中始终坚持一个通用原则,即不使用简单又不切实际的形态,而是用可变的形态。无论建筑表皮还是室内空间或家具都使用这一相同原则,形态是绝不重复和相同,并持续变化。相比于现代主义,全部套用同一公式如矩形、正方形、三角形和圆形等最基本的几何体,在此基础上进行规律重复,参数化正是要杜绝这些固定僵化的几何形态。
参数化平台下算法生形应用前景相较于传统设计,基于参数化软件平台下的算法应用构建出来的空间方案更加的新颖、更加的多样化。其构建出来的造型并不是只追求造型的标新立异,更多的是以参数为根据,把影响的相关要素植入算法之中。它的不确定性致使造型的丰富多样性,同时计算机衍生出的造型结果是双向的引导,一则让计算机的思维与设计师的灵感相碰撞,二则设计师根据结果继续添加相应的影响参数,这样就形成了一种相互影响的关系。伴随着数字化时代的快速发展,设计方式也会与之转变。参数化设计发展的大潮已经向我们涌来,站在时代的浪尖上抓住设计方式的变革是每位设计师必须要完成的。
三、参数化设计在其空间规划中的运用分析
在 19 世纪美国著名的建筑师路易斯·沙利文曾经提出“形式追随功能”的观点,主要是表达设计的首要任务是功能,而设计形式应跟随功能的变化而发生相应的变化。在商业展示空间中,空间的功能划分是商业展示空间的首要任务,依据参数化设计思维,参数化设计结果的生成是建立在能够满足各功能区之间的要求下进行的。众所周知空间的类别是多种多样的,在不同的展示空间中会有不同的功能划分,不同类别的空间也是存在着一定的相似性。比如,品牌专卖店之间都会设有收银区、商品展示区、顾客休息区等区域,便形成了一种共性,这就有利于进行整合控制。然而在同一个空间类型下不同功能区域之间也有着紧密的联系,通过人们在不同功能空间中的行为动线研究,可以清楚地了解到各功能区域之间的密切程度。以某品牌服装店为例,客戶休息区与导购区、试衣区与商品展示区之间的总是会存在着更为密切的联系。而这些关系便会形成一定的设计规则和设计参数,通过设计者将这种规则参数进行算法编程带入参数化设计关联系统之中,通过调节相应参数便会得出预想的功能划分结果。 四、参数化设计动态特点
传统艺术形式设计法则一般包括统一与变化、对称与平衡、对比与调和、节奏与韵律等,是一种简单又讲究秩序的设计法则。相对于传统设计法则这种“静态”的方法,参数化设计就是建立“动态”关系的艺术,通过参数化设计生成出的结果,具有关联性及多样性。根据舒马赫的观点,参数化设计是一种生成设计,其中所有的元素都是相互关联的,且相互适应。通过修改其中的一个元素则能够改变所有元素,生成全新结果,每个元素或复合体的每个属性都受到参数变化和拓扑变形的影响。这是一种以定义参数规则与关联过程作为设计基础的设计方法,与传统设计者习惯于根据特定设计条件,通过经验反复修改最后决定设计的形式所不同[6]。参数化设计则是通过动态地控制影响设计的参数关联因子,来实时生产、评估、调整设计方案中几何形式的设计方法,而非仅仅依循如美学构成等经验因素来决定设计形式。
五、结语
参数化设计渐渐成为一种新的设计理念,不仅带来了风格上的变化同时也将成为未来发展的一个重要方向。参数化设计的影响面已经不仅仅局限在建筑设计的领域中,作为建筑的内在空间需要与建筑形式同步发展,因此数字化时代驱使下的参数化室内空间设计变革正在悄然发生。设计师不再是负重前行的绘图员,掌握数字化技术并利用各种分析软件来提高设计的效率和质量才是未来设计师需要关注的方向。
参数化平台下的算法生形则是一种新的设计思路,转变传统自上而下的设计思维,并
且对于参数化室内空间的设计研究能够让设计师不仅仅局限于主观臆想上,更多的是理性的思考,充分发挥电脑的运算功能为设计师提供源源不斷的设计想法,同时对于设计的修改
也提供了极大的方便,但是在室内设计中还有部分算法是如
何运算又是以何种手段进行分
析的还需要进一步研究,只有这样才能为后来的室内空间设计提供强有力的帮助。
参数化设计衍生一种新的设计风格,通过将可数字化的信息都可以被转化为设计的参数条件,大量使用曲线及复杂的形态,通过算法选择、运行算法、设置参数、结合干扰系统生成大量蕴含一定规则但形态却不相同的最终结果。通过这种方法在室内空间中不仅能形成赋有审美的空间,以精密计算创造有机形态,更能够生成更持久、更高效率也更低成本的功能制造。从设计概念到生产流程都受到新方法的启发,对室内空间造型风格是一种能引领室内革新的“参数主义”。
课题号:ZDCYK2009参数化设计在室内设计实训中的应用研究。
作者简介:冉姌(1987-),女,硕士,讲师。研究方向,室内设计。单位:保定理工学院。
张北童(1992-)男,硕士,教师。研究方向,风景园林。单位:保定理工学院。
关键词:参数化;室内设计;空间秩序
一、参数化设计概况
参数化设计是在变量化设计思想产生以后出现的,要了解参数化设计的历史必须追溯变量化设计的由来。变量化设计一词是美国麻省理工学院Gossard教授提出的,他采用非线性约束方程组的联立求解,设定初值后用牛顿迭代法精化,这种方法的最大优点在于通用性强,约束方程的内容不限,除了几何约束以外还可以引入力学、运动学、动力学等关系,但其存在一个不可逾越的障碍:非线性方程组的行秩有可能不等于列秩,从而导致方程组无解(需要说明的是:在将来这个障碍可能随着数学方法的改进而消失)。这种方法过早地把几何约束映射为代数方程组,使问题求解的规模和速度难以得到有效控制。
参数”可以定义为影响设计结果的变化量,其量值的变化会导致计算结果发生变化。参数化设计平台则是制定出一个关联系统,从建模运算之前,设计师是不可能预见到最后的模型效果的。而且每一次新的设计方案都会给设计师带来意想不到的创作灵感,都会带来一种全新的造型风格。这是参数化室内空间设计师创作灵感不竭的源泉,也是参数化室内空间设计最大的魅力所在。相互联系并且富有变化在运用算法生形的过程中图形符号是相互系并且富有变化。所有符号元素都将和其它元素产生联系,不断地变化,形成连续的差异性。室内设计中两种算法生形设计思路在室内空间中存在着彼此之间相互联系相互影响的一种关系,在对其设计的过程中利用其中的影响因素作为设计参数同时构建相关算法程序对参数进行运算得出相应的设计结果,根据不同结果筛选出最优方案对参数不断地调整并完善方案。算法种类很多,如有可生成曲面所用的数学函数表达式,也有可生成一系列几何图形的算法等。文章主要介绍吸引子算法及Voronoi算法。
二、参数化设计风格表现
参数化设计风格的核心是算法,解决一个问题的过程即算法。算法本身包含着规则,但又可以通过参数对算法进行设定与界限,从而产生一套缜密的逻辑,最后生成大量却不同的结果。而这些逻辑构建本身,正是参数化设计中算法的核心。算法有很多种类,如一些可供设计者生成曲面所用的数学函数表达式,也有可生成一系列几何图形的算法,如计算几何算法,还有的算法得到的结果是一系列数据,如检索算法、加密算法等。将算法引用到空间中,是以计算机图形学位基础,利用计算机将输入的数据或几何图形,作为干扰的参数通过可以生成可视化图形的算法规则生成图形,可以作为空间设计风格的雏形。
参数化设计运用在设计领域主要存在两种表现形式 :第一是参数化设计思维。参数化设计思维是将更多的设计因素参与到方案的利弊权衡中来,它主要源于复杂性科学理论,其背后的支撑是庞大而复杂的自然科学数据库,包括计算机、数学、物理学、地理学和生物学等。它可以成为将多学科知识联系在一起的媒介,能够创造性地将知识转化为一种新的设计方法。参数化设计思维的本质就在于利用这些知识将设计方案不断优化向预期的、良好的方向推进。第二是计算机辅助设计,通过对设计对象的描述、系统分析、建模、优化、仿真和图形处理,使计算机辅助设计师完成产品设计全过程,最终呈现出令设计师和客户满意的设计结果和产品图形。计算机辅助设计在参数化设计中起着设计工具的作用。在设计学范畴下,参数化设计是设计思维模式在宏观层面的一种应用,在微观层面上是实现计算机辅助设计的另一种手段。
参数化设计中始终坚持一个通用原则,即不使用简单又不切实际的形态,而是用可变的形态。无论建筑表皮还是室内空间或家具都使用这一相同原则,形态是绝不重复和相同,并持续变化。相比于现代主义,全部套用同一公式如矩形、正方形、三角形和圆形等最基本的几何体,在此基础上进行规律重复,参数化正是要杜绝这些固定僵化的几何形态。
参数化平台下算法生形应用前景相较于传统设计,基于参数化软件平台下的算法应用构建出来的空间方案更加的新颖、更加的多样化。其构建出来的造型并不是只追求造型的标新立异,更多的是以参数为根据,把影响的相关要素植入算法之中。它的不确定性致使造型的丰富多样性,同时计算机衍生出的造型结果是双向的引导,一则让计算机的思维与设计师的灵感相碰撞,二则设计师根据结果继续添加相应的影响参数,这样就形成了一种相互影响的关系。伴随着数字化时代的快速发展,设计方式也会与之转变。参数化设计发展的大潮已经向我们涌来,站在时代的浪尖上抓住设计方式的变革是每位设计师必须要完成的。
三、参数化设计在其空间规划中的运用分析
在 19 世纪美国著名的建筑师路易斯·沙利文曾经提出“形式追随功能”的观点,主要是表达设计的首要任务是功能,而设计形式应跟随功能的变化而发生相应的变化。在商业展示空间中,空间的功能划分是商业展示空间的首要任务,依据参数化设计思维,参数化设计结果的生成是建立在能够满足各功能区之间的要求下进行的。众所周知空间的类别是多种多样的,在不同的展示空间中会有不同的功能划分,不同类别的空间也是存在着一定的相似性。比如,品牌专卖店之间都会设有收银区、商品展示区、顾客休息区等区域,便形成了一种共性,这就有利于进行整合控制。然而在同一个空间类型下不同功能区域之间也有着紧密的联系,通过人们在不同功能空间中的行为动线研究,可以清楚地了解到各功能区域之间的密切程度。以某品牌服装店为例,客戶休息区与导购区、试衣区与商品展示区之间的总是会存在着更为密切的联系。而这些关系便会形成一定的设计规则和设计参数,通过设计者将这种规则参数进行算法编程带入参数化设计关联系统之中,通过调节相应参数便会得出预想的功能划分结果。 四、参数化设计动态特点
传统艺术形式设计法则一般包括统一与变化、对称与平衡、对比与调和、节奏与韵律等,是一种简单又讲究秩序的设计法则。相对于传统设计法则这种“静态”的方法,参数化设计就是建立“动态”关系的艺术,通过参数化设计生成出的结果,具有关联性及多样性。根据舒马赫的观点,参数化设计是一种生成设计,其中所有的元素都是相互关联的,且相互适应。通过修改其中的一个元素则能够改变所有元素,生成全新结果,每个元素或复合体的每个属性都受到参数变化和拓扑变形的影响。这是一种以定义参数规则与关联过程作为设计基础的设计方法,与传统设计者习惯于根据特定设计条件,通过经验反复修改最后决定设计的形式所不同[6]。参数化设计则是通过动态地控制影响设计的参数关联因子,来实时生产、评估、调整设计方案中几何形式的设计方法,而非仅仅依循如美学构成等经验因素来决定设计形式。
五、结语
参数化设计渐渐成为一种新的设计理念,不仅带来了风格上的变化同时也将成为未来发展的一个重要方向。参数化设计的影响面已经不仅仅局限在建筑设计的领域中,作为建筑的内在空间需要与建筑形式同步发展,因此数字化时代驱使下的参数化室内空间设计变革正在悄然发生。设计师不再是负重前行的绘图员,掌握数字化技术并利用各种分析软件来提高设计的效率和质量才是未来设计师需要关注的方向。
参数化平台下的算法生形则是一种新的设计思路,转变传统自上而下的设计思维,并
且对于参数化室内空间的设计研究能够让设计师不仅仅局限于主观臆想上,更多的是理性的思考,充分发挥电脑的运算功能为设计师提供源源不斷的设计想法,同时对于设计的修改
也提供了极大的方便,但是在室内设计中还有部分算法是如
何运算又是以何种手段进行分
析的还需要进一步研究,只有这样才能为后来的室内空间设计提供强有力的帮助。
参数化设计衍生一种新的设计风格,通过将可数字化的信息都可以被转化为设计的参数条件,大量使用曲线及复杂的形态,通过算法选择、运行算法、设置参数、结合干扰系统生成大量蕴含一定规则但形态却不相同的最终结果。通过这种方法在室内空间中不仅能形成赋有审美的空间,以精密计算创造有机形态,更能够生成更持久、更高效率也更低成本的功能制造。从设计概念到生产流程都受到新方法的启发,对室内空间造型风格是一种能引领室内革新的“参数主义”。
课题号:ZDCYK2009参数化设计在室内设计实训中的应用研究。
作者简介:冉姌(1987-),女,硕士,讲师。研究方向,室内设计。单位:保定理工学院。
张北童(1992-)男,硕士,教师。研究方向,风景园林。单位:保定理工学院。