先锋设计专辑NO.1— 参数化设计总论(上)/ 王耀华

先锋专辑展开之初,希望能引用远见卓识,洞若观火的文章开篇。 感谢王耀华同意转载他博客上的两篇文章————《参数化设计PD 总论_上》和《参数化设计PD 总论_下》。

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先锋专辑展开之初,希望能引用远见卓识,洞若观火的文章开篇。
感谢王耀华同意转载他博客上的两篇文章————《参数化设计Parametric Design 总论_上》和《参数化设计Parametric Design 总论_下》。

此篇是《参数化设计Parametric Design 总论_上》
以下图文©Yaohua Wang的bolg:
Foral的Blog 
全球化经济是当代真实的准则,将所有的东西都变成了商品,所有的地方都变成了市场。过度的媒体文化缩小了天真的或是独特的发明的可能性,吸收了所有的不同和例外。所有的优势都已经被占有过,所有的事情也都被做过,想过,或是规划过。
建筑也是如此。大多数的建筑机会被层层的建筑规范,区域规划,工业准则,标准化参数,市场需求,政治需要所包围。建筑师所拥有的自由是一种已经被限定过的自由。
少量的对抗这种主导的命令性状态的“革命性”力量,被历史拟人化的称为先锋。可是需要知道的是最近这种“革命”进行的不太成功,先锋们(avant-garde)最近已经改称自己为先进们(advanced)。这种变化首先反映了他们的一些腼腆的态度——面对未来派的过度丰富,达达的笨拙,以及现代主义幼稚盲目的乐观时所感到的窘迫。但是,这种变化更重要的是表明了建筑师放弃了政治层面的野心和对于社会制度的评判——而恰恰是这些在过去支撑着“先锋”的称号。先进的建筑(advanced architecture)诞生于建筑师终于认识到自己跳不出这种已经被限定过的自由,而所有“创造美好世界”的幻想都只是庸人自扰。于是伴随着名称的变化也伴随着所标榜的“主义”的变化,从“批判”变成了“后批判”(从解构到后解构,从后现代到后后现代)。这种变化实际上代表了一种倒退——因为“后”并不代表“超越”,而仅仅代表“之后”。
于是当今建筑的这种缺少任务,缺少渴望,或是缺少“创造美好世界的梦想”的状态,所带来的一个结果就是,请不要太认真。诚实的讲,建筑学已经变成了一种“游戏”。这就是新的制度。无论你愿意还是不愿意,这种制度都热切的高喊着“let’s play”。
事实上,将建筑学想象成一系列“游戏”的集合更加的确切。建筑学可以被想象成与建筑学之外的领域相似:根据不同的关注点,可以分成不同的“游戏”,如,机械游戏,数字游戏,绿色游戏,几何(geometry)游戏,空间游戏,参数化游戏,历史游戏等等。
随着不同的建筑学“Player”对待各自游戏态度的不同,这游戏的精髓也不同,从完全的戏虐到谨慎的小心,复杂。这些“Player”遵循各自游戏的精髓,积极的墨守着陈规或是尝试不断的借鉴建筑学之外的领域的手段。而某种程度上这些“Player”也是各自规则的制定者。“先进们”中两个最大的力量,“Dutch派”和“Parametric派”,给出了两种迥异的对于“游戏”的理解。
“Dutch派”算是一种简称——代表库哈斯和他的模仿者及追随者们。他们的作品建立在差异的人类特性和弱点之上,喜欢寻找已知社会和系统的漏洞,然后进行反向的设计,并且喜欢用大量的统计学数据和量化的研究来兜售他们机智的结果。
另外一种建筑学的力量似乎可以被称为“Parametric派”,或是”Parametric Design”(参数化设计)。听起来似乎很直接了当的称谓,追问起来却是个很难回答的定义。
参数化设计植根于软件的发展,发自建筑学对于周边领域或是学科的借鉴。没有CATIA,当代的飞机是造不起来的,所以机器制造工业出于必须,创造了CATIA,TopSolid之类的参数化工程软件;同样,动画工业出于必须,才创造了Maya或是3D Max(当然还有更早期的如基于SGI工作站的Softimage等,但许多现在已经消失,所以本文不加讨论)。而对于建筑学这个拥有比其他工业更长历史的领域,并没有对于这类高科技技术的必然需求:用手画,用笔算,已经满足了几千年人类的需要。所以,早期的参数化建筑学的发展是一种自我促逼的过程,是“先进们”为了满足自我梦想而做出的促逼,而并非社会需求的促逼。所以,早期参数化建筑学软件的每次推进都是“先进们”在向其他领域借东西来用的过程。所以,追问参数化设计的定义,似乎可以首先从软件开始。
动画基于软件(Animation-based software)算是很早被参数化“先进们”借用的软件,如Maya,3d Max,Rhino(当然Rhino不同于前两者,是纯粹的建模工具,并没有动画功能,在这里简单归为同类)。这些软件源自动画工业,本身并不能算是真正的参数化软件。虽然其有限的历史记录功能可以带来有限的关系构建建模,但对于这些软件的主要参数化应用还是在于脚本语言的编写——生成性参数化设计。不过虽然同样是生成性设计,不同的“先进们”根据自身的需求,使用的方法也不同。
The Emergent Design Group(EDG),1997年成立于MIT,主要成员有Peter Testa,Devyn Weiser和Unamay O’reilly.他们关注的焦点在于建筑的新材料和新的构造方法。他们使用生成式的程序语言来编写结合于他们研究方向的设计工具, 如GENR8(2001), Weaver(2001), Agency(2000), MoSS(1999)等等。其中基于对碳纤维材料(Carboon Fiber)在建筑中应用的关注,通过研究碳纤维材料的特性及其在建筑中施工应用的可能性,他们应用Maya中的Mel语言编写了Weaver这个工具,并将其应运于广受关注的Carboon Tower项目中。
 
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『Weaver(2001),为了模拟碳纤应运于建筑维施工时的编织过程而编写。使用者者可以给出一个曲面或是表皮,然后命令Weaver工具自动对于表皮进行不同的缠绕包裹。基于Maya。』
 
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『Agency(2000),使表皮自动寻找不同的功能需求来进行围合,同时操作者可以介入进行控制。基于Alias Studio和Maya.』
 
 
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『Carboon Tower Prototype(2002-2005),是一个实验性高层项目,以碳纤维为建筑材料。于ARUP的NewYork分部一起合作。设计全部应用之前他们编写的Weaver完成。』
 
同时生成性参数化设计的一个主要特点就是它的快速。我们可以通过改变脚本语言中的参数来得到大量的结果(或者叫草稿)。
 
 
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『THEVERYMANY是由建筑师Marc Frones成立,他之前工作与Zaha Hadid事务所。与EDG不同的是,他对于脚本语言的运用更多的在于形态的生成,快速的产生大量的结果。他使用的是Rhino Script。』
 
不过因为是纯粹的脚本编写,通常生成性参数化设计很难直接产生出大规模的产品级结果;但是对于小规模的Installation或是变量有限的设计是可以实现最终产品的。例如一些“折叠-展开”或是“交叉”的项目,通过脚本的编写可以实现。
 
 
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『一个“交叉”的例子:AA DRL10 Pavilion。通过脚本来生成部件的交叉,并且做编号等管理,使生产成为可行。』
一些主要的参数化系统,大都属于生成性参数化设计。比较经典的有Voronoi系统,L-系统(Selfgrowth系统),极小曲面系统等。这些都是基于一些经典的数学定义,通过脚本的编写,再应用在不同的具体场所中(这表现了生成性参数化设计的另一个特点,就是脚本本身比脚本基于的软件要重要。换句话说,同样的脚本逻辑,只要根据不同的软件改变不同的文法,3dMax和Maya基本上可以做出同样的东西)。在这里举Voronoi系统为例。
 
 
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『Voronoi是根据俄国数学家Georgy Fedossvich Voronoi命名的,他在1908年研究并定义了这个几何系统,但其实早在1854年,英国科学家JohnSnow就在他对于死亡人口与街道排水系统的距离研究中就应用了这个系统。由于Voronoi图形具有最近性,邻接性等性质和相对完善的理论体系,在建筑之外的应用也非常广泛,如图形学,机械工程,地理信息系统等。一个3d的Voroni表皮的生成过程,首先定义空间中的点,再根据Voronoi的几何规律对空间进行划分的到细分的面,然后从面上得到表皮的结构,再分割展开表皮来进行制作。建筑师Andrew Kudless。』
 

 

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『同样的Voronoi系统变换尺度,放在不同的环境里,就产生了不同的设计。上图是Melbourne University本科学生的毕业设计,设计者Domenic Cerantonio,Wilson Tang,Michael Wu。』
 
这类经典的参数化系统的数学定理与算法通常已经被确定,所以使用者往往不需要自己从头编写脚本:从网上就可以直接搜到一大堆不同人编写的做相同事情的脚本。而这也造成这类经典系统的问题之一——因为算法相同,不同使用者得到的结果往往是相似的,缺乏新形式的创新;问题之二是,经典的参数化系统的形态逻辑太纯净,难以适应多样的场所要求。
还有一类对于动画基于软件的使用是属于使用少量的脚本编写,而更专注于软件本身动画功能(如Maya的BlendShape)或是建模功能所提供的形态生成。建筑师Hernan Diaz Alonso,1969年生于阿根廷,哥伦比亚大学毕业,曾工作于艾森曼事务所,现在他自己的事务所名字叫做Xefirotarch。对于Hernan来说,虽然使用Maya,不过有多么的参数化却并不重要,重要的是能否得到令人激动的形态——至少是令他激动的形态。如果从参数化的角度来看,他的作品夹杂了太多的非参数化手工操作,可是却从某种角度发挥了动画基于软件的本身功能的极限。

 

 
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