先锋设计专辑NO.2— 参数化设计总论(下) / 王耀华

洞若观火,抛砖引玉

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先锋设计专辑展开之初,希望能引用远见卓识,洞若观火的文章抛砖引玉。非常感谢王耀华同意转载他的文章,分别是《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_下》(看总论_上请点击Here
以下图文©
王耀华的Blog
 
关系构建式参数化软件则包含了 一个更广的范围,比如建筑师向工程领域借用的TopSolid,CATIA(现在经过Gahry Technology公司的改进成为DigitalProject);互动性装置设计使用的软件如Max/Msp;以及最近正流行的Rhino的参数化插件Grasshopper都属于关系构建式的参数化软件。他们的背景各有不同,也代表了一些不同的态度。
 
CATIA(DigitalProject) 是建筑师向工程师借用的软件。80年代Frank Gehry要准备在日本做一条“鱼”,但找不到适合的软件可以实现鱼的复杂形态,于是引进了达索公司的CATIA软件。之后,Gehry成立了Gehry Technology,向CATIA中加入了适合建筑行业使用的功能,创造了DigitalProject。今天,DigitalProject几乎成了建筑行业的标准,迪士尼音乐厅,毕尔巴鄂古根海姆,北京鸟巢国家体育馆等等都出自DigitalProject之手。其实可以看出从CATIA到DigitalProject的过程,完全是先进们自我促逼的过程,是为了实现他们所向往的大型或是复杂的形态而找到的技术支持。
 
从软件的角度来讲,DigitalProject属于直接对3d模型中几何体之间的关系进行的构建,从某种程度上是将“动画基于软件”中的“历史功能”发挥到了极致,促使场景中所有的几何体由历史所连接。这样,当更改一个几何体时,与这个几何体所连接的其他几何体都会随之改变。
 
首先基于这样的建模方式,当做出决定要更改设计中的一个环节的时候,可以大大节约去从头更新所有模型的时间,成全了实现复杂形态的机会。
 
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『CATIA的操作界面,右边为场景中几何体的“关系树”,所有场景中的几何体都需要被高度逻辑的组织在这“树”里.北京鸟巢国家体育馆的设计也离不开DigitalProject,大到主体结构,小到楼梯,结构之间的连接节点,都在DigitalProject中完成。关系构建式建模,使这种复杂系统的集成和修改变成现实。』
另外,除了对复杂形态的成全,关系构建式的参数化模型也带来了另外的一个收获,那就是BIM——Building Information Modelling。BIM的原型在某种程度上还是向机械工业的借鉴来的。比如波音777飞机的设计过程要求各种复杂的系统高度协调和有效率的合作,CATIA的关系构建式的参数化模型就是其背后的推动。建筑界的BIM一词是由Autodesk公司所创,指的是建筑物在设计和建造过程中,创建和使用的"可计算参数化信息"。而这些参数化信息能够被程式系统自动管理,使得经过这些参数化信息所计算出来的各种文件,自动地具有彼此吻合、一致的特性,协调了一个建筑工程中所有的信息。由于BIM本身涵盖了太广的内容,加上作者知识有限,本文就不重点讨论了。
 
 
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『波音777是世界上第一款完全以CATIA技术设计的民用飞机。最初波音任对CATIA的能力表示怀疑,于是制造了一个Secion41机鼻部分的实体尺寸模型,来测试它的能力,结果非常的成功;而777的开发波音总共动用了2200台电脑终端机。』
 
再有,关系构建式的参数化操作也可以作为产生设计的方式。
 
MOS建筑事务所是一个设计师,建筑师,思想者和艺术家的集合,成立人是Michael Meredith和Hilary Sample,他们分别在哈弗和耶鲁教书。事务所涉足建筑,产品设计,装置设计等领域,算是当代参数化设计的重要评论家和实践者。对于MOS来讲,关联构建式参数化软件不仅仅是建造最终形态的工具,而且是生成形态的方法。这里举他们的鄂尔多斯住宅的例子:他们在Digital-Project中构建一个相关连的几何系统,系统中的所有几何体都通过约束或是公式相连。当系统设计并设置好之后,设计师通过操作这个几何系统来得到最终符合他要求的形态。
 
 
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『上图是MOS的鄂尔多斯住宅生成的过程,可以看出所有的几何体块都互相连系。』
 
Max/MSP 也是一种应用比较广泛的关系构建式的参数化软件。与CATIA不同的是,它的关系构建不是对于几何模型的构建,而是对数据和功能的构建。另外,如果说对CATIA的应用是建筑师将建筑之外的技术引入来为建筑本身所用的话,那么对Max/MSP这类软件的应用则更像是建筑师要走出去扩展建筑所能触及的范围。
 
Max/MSP诞生于1990,经过不断演变已推出第五版。最早Max是为制作电子音乐而设计的,现在在交互式设计和装置艺术设计中应用非常广泛。Max/MSP的基本结构由“Object”和“Patch”组成。其中“Object”包含不同的功能(设计者也可以用C语言或是Java自己编写“Object”);“Patch”则负责连接“Object”,控制数据的流向。同时MAX/Msp支持六种数据形式“int, float, list, symbol, bang, 和 signal”。
 
 
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『一个典型的MAX/Msp操作界面,其中长方形块为“Object”黑色的线为“Patch”。设计者通过自己构建“Object”与“Patch”的组合来控制数据的流动,产生不同的功能,比如产生声音(上图的作用),或是控制机器。』
nArchitects于2005年在SoHo画廊展示了他们设计的装置Party Wall,应用了Max/MSP。
 
 
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Grasshopper则是最近红的发紫的Rhino的参数化插件。它也属于关系构建式的操作方式,类似于MAX/Msp,像是一种视觉化了的脚本语言。使用者不必学习枯燥的脚本文法,通过连接、组合包含了脚本功能的“Block”,来控制数据的流动,生成最终的形态。所以从某种角度来说,Grasshopper有的是生成式的内涵,关系构建式的外表。
Grasshopper成功的地方在于,首先,它成功的将一个非参数化的软件(Rhino)改造成了一个易学易用的参数化平台;更重要的是它的开源式方式使它完全免费,于是就产生了一个庞大的使用人群,也就在互联网上产生了庞大的可学习和利用的资源——就像雪球越滚越大。目前Grasshopper的功能还在继续改进,但是它成功的降低了参数化学习的门槛,使软件变得非常友好,这也是现在参数化设计的一个新的趋势。
 
 
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『GMP设计的上海水上运动中心就是在Grasshopper中完成的设计.图片出自Popabczhang.blogspot.com』
可是,当代参数化设计最大的迷思在于:软件的态度并不能代表使用软件的人的态度。Flank Gehry用着非常传统或经典的设计手法,却是参数化软件的重要推动者。对于他,参数化设计只是用来实现工程的手段,处于设计链的最末端;MOS用着Flank Gehry引进的参数化软件,却坚持着和Gehry完全不同的意见,认为参数化是生成设计的方式,是回馈场所的最好方法。同样是Maya,PeterTesta和Devyn Weiser用持续的脚本努力来实现建筑空间和材料的构建;而Hernan则更重视他所着迷的形态和风格,完全不在乎有多么的参数化。等等等等的先进们怀着不同的态度,却都用着同样技术,然后被冠以同样的名称。
 
这样的迷思,如果我们真的迷思于其中的话便会开始计较,也许我们不应该称所有的设计都为参数化设计:有的应为参数化施工,有的应为参数化制图,最后最纯洁最参数化的我们给它参数化设计的称号,最好再加个谁也不懂的“涌现”——以显示这最纯洁的东西的崇高地位。然后以此为标榜,所有的人都得努力踏进这浪潮。
不过,若是我们冷静的观察这股参数化浪潮,也许会发现:参数化设计并非产生于理论中,而是产生于设计中;它是众多不同实践者在不同的环境中,一起拼凑起来的概念。纵然背后都依靠着计算机技术的发展,但是这并不足以将它们绑成一个整体——这是参数化设计与曾经的批判主义(现代,后现代,解构……)最大的不同。在这个“后批判”时代,主义已经不在;建筑只是建筑,不是革命,不是意识形态。没有了后者推翻前者,前者走入坟墓的敌对。所以,如果我们抛开对参数化设计的盲目崇拜,抛开为了守卫自己的游戏方式而产生的抵触偏见,那我们也许能够更客观的了解当代参数化设计的态度。
 
有时技术的特点在于能影响人的行为,比如说审美。参数化时代一个有趣的特征就是对于的渐变形态的偏爱。从建筑的立面,到Zaha唬人的Parametric Urbanism。表象不同,尺度不同,但背后都源自参数化技术使计算渐变形态变得简单,于是技术的捷径带来了“审美的态度”。
 
 
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『MAD设计的中钢大厦。』
 
 
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『ZHENFEI WANG, LUMING WANG设计的参数化表皮。』
 
 
参数化操作(脚本编写,关系构建建模)本身要求的逻辑性也带来一种“理性的态度”,或者更重要是设计师的理性的态度选择了参数化技术。这种态度源自构建一个系统时的必须。这里要举一个来自国内设计师的例子:王振飞和王鹿鸣(华汇建筑设计)在Belarge Institute学习时的毕业设计。
 
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『设计研究了中国传统民居建筑形态的生成过程,关联机制;从最基本的结构单元一直到城镇的生长。试图在当代中国的具体场所环境下探索参数化的生成手段。构建不同尺度的关连式几何模型,再应用在具体的场所环境中,试图自下而上的从单体到区域生成蕴涵传统院落模式的紧密的城市肌理。
在系统最小的尺度上是住宅的单元,由两个很简单的长方形组成的基本几何单元,当长方形的相交状况发生变化时,参数化的操作使得内部的平面布局也可以随之变化。
系统中同时将FAR,人口密度,不同户型带来的不同家庭结构也考虑在内。
然后单体住宅的结合构成了第二个住宅集合的尺度。不同的街道交界的状况,庭院空间也在系统的操作时被生成。
最后是小区的尺度。如果我们把上图右边的diagram想像成软件的界面,所有单个住宅内部的格局到街道的形式,最后是整个的区域,都被绑定在一个参数化系统之内。根据区域现有的土地价值,建筑师构建的系统被操作,然后再形成新的土地价值,而建筑内部的空间,比如户型,最终吻合于新的土地价值。他们的设计是针对相关要求和限制条件建立起十分精确和特殊的规则,然后将这些规则应用到实际场所里去。因为本文篇幅有限,介绍难免粗略。』
 
这种“理性的态度”和参数化的工具结合起来,使设计的过程变得非常精彩,并且展示了大量的过程中的可能性。可是这也引出了参数化设计的另一个问题——一个在生成过程中设计的再好的系统,如果终结在变化的场所中的总是一个不能再回馈于场所的硬梆梆的物体,总是有点令人失望的。于是有了参数化设计的另外一种态度,就是“可变的态度”。
 
从小规模上讲,“可变的态度”体现于可变化的表皮,可收缩的空间等等。虽然在参数化之前多停留于纸上,而现在有些已经变成现实,不过内容大致相同:都试图在柔化僵硬的建筑所能控制的边界。
 
 
 
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『The Spatial Information Architecture Laboratory (SIAL)中的Mark Goulthorpe在1999-2001年设计的Hyposurface,系统可以回馈于观众的动作。不过在这里系统为了达到最终的目标所付出的成本是巨大的,所以项目的规模也只能限于一面墙的大小。』
 
 
从较大的规模上讲,“可变的态度”其实可以追溯回远在参数化思想之前的机械主义先锋们。其中最著名的要数Wes Jones和NeilDenari。Wes Jones认为,从本源上讲,人和自然之外唯一存在的东西就是机器;建筑其本质也是机器。而当代的参数化技术的介入,赋予了机器的可变的本质以更多的可能性。
 
 
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『Momo/Redondo是Wes Jones在2001年所做的项目。目标是如何将典型的美国郊区住宅模式转换成可实行的灵活的标准化机械集合。住宅可以在一个方向上做水平移动,来实现不同的内部功能的需求,并创造不同的外部场地和城市肌理。』
 
“可变的态度”像是对技术的庆祝,而参数化确实更在于技术,可以是操作的技术,也可以是思考的技术。不过就像几何的证明题,推导的技术是可以学会的,但是推导时灵光乍现的切入点才是关键。于是这里又有了另外一种对于参数化的“实用的态度”。
 
这里还要举一个nArchitects的例子。
 
 
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『nArchitects 在鄂尔多斯的住宅项目。设计最初的想法始于场地的剧烈气候变化,他们决定抛开传统的住宅形式,设计一个由外宅套嵌内宅的方式。在有了最初的想法之后,他们开始进入参数化软件(关系构建式)来确定空间和结构。在构建系统的最初,他们想用开窗的尺寸作为系统中固定的参数,但最后发现结构本身(如 平行墙的间距)才是最重要的参数。于是他们修改了最初构建的系统,最终得到最后的设计。』
在“实用的态度”中,参数化的操作只是优化了设计的流程——但是设计的思想,还是源自建筑师对于问题切入点的选择。
 
于是当我们越深究参数化设计的定义,也就越感觉到似乎我们所标榜的“参数化设计”是一个虚假的概念。没有什么设计是完全产生于“参数化技术”本身,而“参数化态度”似乎也更像是使用参数化技术的建筑师自身的态度。即便是前文所讲的Belarge项目,表面上是在展示“参数化技术”的力量,其实背后的精髓还是建筑师本身对于文化场所精准的把握和聪明的选择的能力。“实用的态度”更是清楚的体现了“参数化技术”是如何被完全不参数的思想所使用的。
 
我们似乎可以说:
在当代这个建筑的游戏集合中,参数化无法作为一个独立的建筑门派——即使它如今已经成为几乎深入所有门派的技术;而参数化作为一门技术,也无法作为衡量设计优劣的标准——真正的标准还是操作参数化这技术的思想。当我们认识到思想本身才是是最重要的衡量标准,那么一个设计是否运用参数化也就变得不那么重要了。
在当代这个建筑的游戏集合中,所有玩游戏的方法都是平等的。参数化不是一个必然的结果,也不比别的游戏更高明。但它的确是当代建筑脑力投入最多的领域,所以,值得我们放下意识形态的偏见去关注和实践。
 
 
 
 
 
 
 
 


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2 评论

  1. Profile Photo

    后悔读到这篇文章有些晚。梳理的很好,很清醒。

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