参数化设计 - 妳需要知道的一切
如果妳一直关注建筑领域，妳肯定会注意到一个已经成为社区流行词的短语：参数化设计。
在本文中，我们将一头扎进关键概念、方法和已建成项目——妳需要了解的关于参数化设计的所有信息都集中在这里！
根据维基百科，参数化设计是“一个基于算法思维的过程，它能够表达参数和规则，共同定义、编码和阐明设计意图和设计响应之间的关系。”
觉得有些晦涩难懂？为了更好地阐述使用“参数”进行设计的想法，看几张图片可以清楚地说明这一点：
照片来源：Sharan Sharma / CC BY-SA 4.0
让我们来看看这个由 Sharan Architecture+Design 设计的立面。是否可以对这种设计进行 3D 建模？当然可以。
但因为不知道确切的尺寸，会不会使我们要花费大量的精力来建模？
参数化设计作为一种工具，使用一些用户设置的参数（例如长度、宽度、曲率）来帮助生成复杂几何形状的迭代。在任何时候，这些单独的参数都可以更改，整个设计会“迭代”或自我更新以适应新的变化，从而减少手动更改整个设计的需要。就如上图所示的木质外墙的精美设计而言，对曲线的简单操作可以让您创造出多种不同弯曲的木质设计。
照片来源：designcoding
将此类工具用于数字工作流程所节省出的时间和成本是无价的——这样使得在大多数不情况下，建筑师和设计师可以将花费在频繁而重复的 CAD 绘图上的时间用于探索和测试创造性的设计方式。
不仅如此，交付的产品可以说是一种全新且令人兴奋的产品——强大、弯曲、看似不可能的建筑突然就可以建造了。
照片来源：Jonathan Friedman
虽然数字技术在过去的二十年中随着高级可视化脚本和参数化设计软件（如 Grasshopper）的引入而发生了巨大的变化，但“模拟”参数化设计方法的一些建筑实例可以一直追溯到著名建筑师安东尼·高迪（Antoni Gaudi）。
在 19 世纪。让我们看看建筑参数化设计的最初先驱。
一种模拟参数设计方法
照片来源：Canaan / CC BY-SA 4.0
在计算机辅助设计还没有出现的时代，高迪通过使用物理模型开创了一种参数化设计方法。正如妳在上图中所见，他创建了一个由加重的弦制成的模型，作为他设想的建筑物的倒置版本。通过这个模型，他出色地实现了两个主要目标：
首先，能够轻松操纵建筑物的每个点，同时让设计的其余部分相应地进行调整（通过重力）。
其次，他能够自动生成悬链线拱的最佳位置，这将转化为现实生活中结构高效的建筑组件。高迪当然将盒子视为建筑师，减少了手动计算承载力的重复性工作，否则这些工作对于实现这样的设计是必要的。
照片来源：C Messier / CC BY-SA 4.0
计算机辅助参数化设计在这几年得到广泛运用，随着 Grasshopper、Autodesk 3ds Max、Autodesk Maya、Autodesk Dynamo 等设计软件的出现，建筑中的参数化设计场景以前所未有的形状、形式和方法井喷。就像高迪一样，这些参数化设计软件使建筑师每次都能自动创建更新版本的设计，而不必手动调整每个单独的组件。
参数化设计可用于所有类型：生成三维形体、二维平面、建筑分析、自动化制造和制造过程、简化供应链、自动化材料的生成计划、实现更快的设计过程和重复循环……名单还在继续，参数化设计领域今天仍在推进。
这些变化不仅有利于建筑师，而且会渗透到整个建筑行业——对工程师、建筑商和项目经理都有影响。
照片来源：Dezeen
正如我们已经提到的，建筑师使用计算机辅助技术。
所以如果妳不深入其中，那么妳就不会喜欢它。此外，建筑用品有点贵，所以妳可以期待一些额外的费用。
从好的方面来说，很多大学都提供奖学金。如果妳正在阅读本文，并对此感兴趣，并且相信我，这完全值得。
不久前，我读了斯蒂芬·R·柯维（Stephen R. Covey）的《高效能人士的七个习惯》一书。
在其中一章中，他说：“我们必须审视我们所看到的世界以及我们所看到的世界的镜头”，因为“镜头塑造了我们看待和解释世界的方式”。
所以说，积极的人活得更久，而且积极可以帮助妳从建筑学院毕业。
照片来源：Finch3D / via Baubible
深入了解最受欢迎的工具之一，Grasshopper
那么，究竟是什么构成了可视化脚本或参数化设计过程？
如果妳不熟悉 Grasshopper 的用户界面，第一次打开它也许会让妳觉得：“这一团乱线是什么东西？”
由于大量现成的“即插即用”参数化设计组件可以具有输入、动作和输出，Grasshopper 可能会让初次使用的用户望而生畏。
这些组件可以串在一起，如果组织不好，可能会出现一排乱七八糟的代码。
在基本层面上，使用简单的数字参数可以生成 2D 或 3D 的算法模式或艺术。在另一个层面，算法可以处理不同类型的输入，例如来自视听、文本、触觉传感器的输入。
在建筑中使用参数化设计可以包括用于结构工程的建模、有限元分析（这是模拟不同结构部件的制造和组装行为的过程）、执行阳光和阴影分析等等！
使用开源和可互操作的数字工具（如 Grasshopper）的最佳部分是可以访问由世界各地的人们创建的不同插件，以满足不同的需求和目的——从城市交通分析到仿生学，利用一个精彩社区的资源使 Grasshopper 成为所有设计师的强大参数化设计工具。
构建示例 - 与 Grasshopper 一起设想！
照片来源：McNeel Wiki
Morpheus 酒店于 2018 年完工，是扎哈·哈迪德建筑事务所旗下的众多项目之一，该建筑公司以其在计算设计技术领域的利基市场以及“参数化设计”和“参数化建筑”一词的普及而闻名。作为澳门的一个大型项目，其设计由超过 1,212,637 个独特的组件组成，总包层面积为 193,680 平方米。
照片来源：Ivan Dupont
该项目是亚洲第一座不使用内柱的建筑，其结构几乎完全依赖于其无定形弯曲的外骨骼，从而使平面图更加开放和通畅。
可视化脚本“参数化工具”的使用使建筑形体的操作、分析和合理化变得容易，而无需耗时的模型创建和通常与“有限元分析”相关的数据处理操作，最终使项目能够在仅 12 个月的时限内完成。
作为具有许多复杂钢结构连接的大型摩天大楼结构，使用基于参数化的软件可以轻松记录所需组件，使广东的制造商能够轻松准确地了解项目的要求。
照片来源：Stefan Fussan / CC BY-SA 4.0
另一个使用 Grasshopper 完成的建筑项目是 2015 年竣工的 632 米高的摩天大楼上海中心。这座独特的摩天大楼在上升时有 120 度的扭转，据计算可将建筑物的风荷载降低 24%。
这反过来又减少了传统设计所需的建筑材料数量，节省了超过 5800 万美元的建筑成本。通过采用传统上不使用计算机辅助参数化设计不可能实现的形式，上海中心大厦以其独特的形状和高效的形式成为了一个标志。
另一个通过 Grasshopper 参数化功能合理化的大型项目是 2010 年在爱尔兰都柏林开业的英杰华体育场。
正如妳现在已经注意到的那样，参数化设计项目之间的共同点是热情地拥抱流体形式——自由流动、弯曲、无定形——随着参数化工具的采用，这种结构类型变得无限。这使得参数化工具在大型结构、艺术、文化和商业项目中非常受欢迎，因为它们在建筑能力方面无与伦比，足以让大众惊叹和着迷。
照片来源：Tim Hursley
参数化的注意事项
与大多数趋势一样，参数化设计也有反对者，即使在建筑和设计界也是如此。以前的设计模式（如绘图和绘图）的快速数字化导致人们将计算或参数化设计方法视为机器人执行的“垃圾进，垃圾出”无灵魂和无思想的过程。
虽然这些数字工具使设计师能够运用强大的能力将任何形式的数据转换为三维形式，但今天的设计师仍然有责任熟练地处理我们认为最有意义的数据以转化为设计。
参数化主义的出现无疑为建筑和建筑行业铺平了一条新的颠覆性道路——但数字化转型旨在通过提供更多创新的建筑设计来改善社区。
扎哈·哈迪德建筑事务所现任首席建筑师帕特里克·舒马赫早在 2008 年就将参数化主义作为一种新的“风格”撰写了著名的宣言。事实上，数字工具的兴起也普及了参数化设计——以及它与建筑和人类功能相关的意义每天都在演变。
照片来源：Tim Hursley
参数化设计总结：
可视化脚本工具通常需要很少的实际编程知识，并且用户友好。
通过自动化手动重复流程（例如形体生成、分析、调度）来节省时间和成本； 启用“有限元分析”和经过计算测试的优化研究。
可能性的重新迭代更快； 因此可以腾出急需的时间来完成更具创造性的任务。
前所未有地创造出结构高效且“合理”的新设计类型，基于逻辑的方法可以实现前所未有的多种几何形状，这推动了设计外观的界限。
整个建筑行业的数字化转型，简化设计师、建筑师、工程师、开发商、客户、项目经理的工作流程——并实现所有这些参与者和利益相关者之间的交叉协作。
妳是否同意建筑圈内对参数化设计的批评，是否能理解它是如何导致越来越脱敏的设计兴起？
又或许妳是参数化的拥护者？
【製作團隊】
企劃：How to Rhino
腳本：How to Rhino
翻译：了有和
排版：了有和
校對：游客、Beatrice
監製：了有和、Beatrice
版权声明：未经授权，不得转发。
原文链接：https://howtorhino.com/blog/parametric-design/
