【skywoolf的参数化学习笔记总结13】参数化设计 in 方案构思阶段

本来想年前把这些东西都整理完，资料和提纲都收集好了，可惜年前实在事情太多，总结这些东西对环境还有一些客观要求，最后不得不考虑分构思、深化、施工三期，后两期也会尽快补上。笔记是写个自己的，也与大家共勉。 方案构思阶段 说起方案构思的过程，它本身是一个复杂的抽象问题。设计师在创作时所带有的情感、状态（包括脑海里存留的映像和情绪）；所处的感官环境、信息环境；以及外界各各层面对方案提出过的各种不同权重的不同时间段的客观要求等等，这些都可能左右一个设计者产生一种方案构思倾向，从而影响设计的最终结果。所以应该说方案构思是一个及其复杂而且因人而异的抽象问题，这里我不打算讨论过多复杂的因素，而是想先抓住一个比较客观的点来谈，就是在方案创作时，设计师所处的信息环境。 信息环境是指在我们的大脑开始思考方案影像的这段时间里，所有的外界用来刺激我们联想、构思等创作活动的客观因素。它们也许是一张草图，也许是一张照片，或者干脆就是一块特别木头。它们可以是拿来的，也可以是我们自己制作的，总之这些带有客观信息的东西形成了一种辅助构思的媒介。当设计者看着它们的时候，脑海里会有相应的联想出现。应该说所有的方案都会有类似这样的构思媒介，我习惯把一个设计者通过不断改善信息环境来完善自我构思的这个过程叫做构思的自我表达 说以上这些，是因为我想阐述一个观点：用于自我表达的工具，也就是信息环境重要的组成部分，事实上总是带有一定各自特点的。比如说平面草图，这是大部分传统设计过程中必须存在的一种自我表达工具。我们可以通过绘制大量的草图构成一个信息环境。使我们的大脑能迅速地和这些草图之间建立信息反馈，并在一个联想—表达—反馈—联想的循环模式中让方案逐渐形成，但是平面草图也有他自身的优劣属性，好的方面：它上手快、表达灵活自由等等，不好的方面：反馈信息有限，信息边界模糊等等（这些大家在创作的时候都会自有体会，而且对不同的人来讲，优劣属性的定位可能也不一样）。所以我们需要清晰的看到，一种信息环境，会给我们带来一个有特征趋势的信息反馈，也将会使方案向着某个特定方向不断地发展成熟，同时酝酿一些容易遗漏的问题，最终形成一个结论。因此，我们在构思不同类型的方案或者是构思进展到不同阶段时，就要充分的考虑到我们选用的自我表达工具是否符合我们目前的客观需要，是否会给我们带来一些不必要的麻烦。那么接下来，我就想谈谈，我对几种信息反馈（自我表达）工具的评价： 平面草图，它的价值是不可代替的：方便实用，速度快，自由性强，易于激发设计师的创作状态。当然弱点也很明显就是三维信息的反馈比较单一，不精确，反馈信息容易与最终的结论偏差很大，不易发现深层问题。适用于方案初期混沌的构思，这个阶段最重要的是信息交换速度。脑海里的有限闪存和肌体的有限能量都要求我们能在短时间内快速地获得一个思维成果。 手工工作模型，Sketchup普及以来，手工工作模型逐渐被su所取代，但是手工模型的依然有它特有的优势：那就是它的制作可以是一个团队交换想法的过程，多个设计师可以同时对一个模型进行自由地修改，并能让其他设计师看到这些改动的过程，这种行为上的交流将给每个设计师更多的创作灵感和启发。所以手工模型可以成为方案前期团队共同创作的桥梁。这是草图和电脑软件都很难具备的特性。同时手工模型的取材可以更自由，所有的物品都可以成为素材加入到模型的制作之中，而不同的素材又可能启发不同的灵感，这样也将更有利于地引导设计师产生更多的联想。适用于团队方案的前期讨论和集体构思阶段 Sketchup，三维模型软件很多，但是由于表达和反馈的局限并不是所有的建模软件都适用于构思阶段的自我表达，su快捷的操作（表达）和人性化的界面（反馈），使他也成为了一种辅助构思工具：出色的三维建模和全景表达。便于我们准确的控制、深化、调整方案初期的模型，并能永久性的保存下来，作为下一阶段的工作信息基础。不利方面是su在构思阶段对细节的把握显得非常笨拙，原因在于它建精细模型消耗的的脑细胞占据了有限的思维空间。这样有可能将模型的深化引入一条缺乏构思的随性生成的不归路，并且很难修改。另一方面就是su独有的3d推拉工具，使它在直线建筑方面有着非凡的建模速度和优势，这也将设计师在构思—表达的过程中容易下意识的放弃直线以外的元素。对设计方向产生一定影响。适用于方案理念的落实、核对，以及方案深化。值得强调的就是su的模型做法有很多技巧，有必要在深化阶段让模型结构保持一个便于修改的状态（如建立合理的组件体系），这将有利于方案后期的调整和修改。 Moi3D，一款Rhino旗下的曲面建模软件：功能没有Rhino那么强大，但是操作简单，界面人性化，这两点设计理念导致了有人称Moi3D为曲面的Sketchup。所以他的优势也与Sketchup很像，但不同的是它更擅长于曲面曲线的建模。所以在方案落实核对的过程中，Moi3D的作用和Sketchup是平行的。如果是直线建筑，当然用su，如果是曲线，我推荐大家还是moi吧。适用于曲线方案的草模拟建和推敲。 当然这类的辅助构思的工具还有很多，每种工具反馈一定特有的信息，这里就不再罗列了……值得强调的就是我不否认以上任何工具都可以应用于各种风格的方案创作，但我想强调的就是一种工具反馈给人脑的信息会有一定的倾向。当我们熟练掌握了多个工具的时候，我们可以根据方案特征的需要自主地做出对工具的选择，但当我们只掌握了其中一两种的时候，也许我们应该考虑到，自己的方案构思方法或者说过程是否本身已经失去了一种选择性。 写到这里我没有提到参数化，而是强调了一个信息环境的存在以及分析了一些反馈信息的工具。这是因为我们大多的时候意识不到一个事物的价值往往是因为我们没有看清楚自己做事情的过程。如果我们承认方案构思是一种构思—表达—反馈—构思的过程，那就不难理解，参数化辅助设计（构思）的核心内容就在于借助计算机语言构架起一个动态的表达桥梁，使模型的修改和信息的反馈变得更加的简单直接。所以我想说，参数化理念本身将给建筑设计行业带来的，并不仅仅是潮流性的建筑风格方面的影响，更是提高设计效率和拓展构思空间的革命性的改变。而这个转变是信息时代来临后加载在建筑设计行业上的，是我们所必须面对的。可以延迟，但很难逆转。 举一个曲面找形的例子，通常我们在设计一个形象的时候总会有一个潜在的找形过程。比如设计一个平面构成的过程，往往需要在草图上反复的修改：构思—画出来—体会—构思。这个过程保证我们可以反复推敲这个方案，并最终得到一个成熟的结果。曲面的设计也是一样。它需要一个找形的过程，需要我们建立一个便于修改的三维曲面模型来辅助方案的推敲（图）。当然结构简单的曲面（控制点比较少），我们可以通过控制点的拖拽来实现方案的推敲，但是如果针对结构复杂的曲面（图），我们可能就很难控制了。所以这里，我想借自己之前做过的一个例子为大家演示下参数化思想应用于复杂曲面找形的过程。 这是一个我之前做的客运站设计，这里不谈理念，重点介绍形体的找形过程。 第一步是确立体量和功能关系：我们可以把这个模型当做一个三维的泡泡图。通过su摆小盒子的方式我们可以快速的推敲建筑各功能块的体量关系，并得出各功能块在建筑整体体量中的位置和关系。通常在我们对一个方案的功能空间还很模糊的时候，往往是因为我们还不认识不了解这个方案。在缺少对其客观认识的情况下，往往一些进一步的反馈信息都是不准确的。所以个人建议先对不熟悉的方案做一个方案功能块的推敲。曲面建筑更是如此，功能的合理性往往是曲面建筑最具有争议的问题，所以我们更需要在设计之前，先有一个合理的功能方案，再对功能区域的界面进行曲面化。有人问什么样的功能界面是可以被曲面化的？我认为像住宅这样的小空间很难，但当一个空间大到人们至于其中已经无法清晰地感受到空间轮廓的时候，这个界面就可以做一些形象上得处理，同时也不会对功能产生太大的影响。 第二步，搭建建筑逻辑雏形：所谓逻辑模型就是这个建筑雏形的拟建逻辑。通常我们要通过grasshopper（这里以gh充当参数化建模工具）生成一个符合这套功能的曲面模型，并给它设定相关的控制参数。我们需要让这些参数可以自由的改变这个逻辑雏形，这样才能更好的满足我们对形体的推敲和修改，这一步是至关重要的，像前文提到的，这是一个必要的构思过程。如果忽略了，那么成果往往是一个偶然性很强的产物。以下是该雏形的逻辑模型。 通过平面控制点生成曲线平面：在这里控制点的位置数据是可变参数，点可以自由挪动，模型将自动随之变化。 通过平面两点间的距离确定竖向生起拱的高度，这里两点间距离和拱的高度之间的比值是一个可变参数，这样设置是为了将平面曲线的变化自然地过渡到建筑高度上，平面上宽的地方建筑空间高。可以通过这个比值控制建筑的ห้องสมุดไป่ตู้低。当然这里只是简单的介绍，实际上一共有5套比值用于控制生成的曲面，在调整它们的过程中，曲面呈现不同的形态，这些都用于最终方案雏形的推敲和确定。 第三部，提取阶段性雏形成果，进入下一步推敲：往往一个复杂的建筑雏形，不是一套参数模型可以描述清晰的。它需要被分解成几个阶段，好比雏形生成阶段，我们也可以叫框架生成阶段；框架分解阶段；元素配置阶段；元素深化阶段等等因方案类型不同而异，所以就需要我们分阶段地反复地推敲修改。各阶段间也要互相反馈修改信息。在这里，我们可以看出为什么总说曲面方案很难做，因为难在我们需要针对不同的曲面设定一套特殊的构思方法去推敲它，控制它。 从此例中我们也可以明显的感受到方案设计的本身不仅仅是一个方案功能形象的设计问题，内部还附带着一个方案设计方法（或者说方案生成过程）的设计问题。这个问题在大部分方案设计过程中是由设计师的设计意识决定的，形象说就是每步干什么，如何干等问题。经验可以逐渐的强化这种意识，但是如果这些下意识的设计方法得不到强化、总结和继承，那么我们的设计空间也许就会很局限了。因为我们习惯性走自己最熟悉的设计路线，忽视其他构思方法所带来的可能性。 强调一点：虽然我这里举了一个曲面设计的例子，但主要原因是由于曲面设计的信息量很大，曲面的表达和反馈都需要借助更加高效地运算工具来配合实现。这也是大部分我们熟知的参数化项目都有曲面的一个原因。但是这并不意味着曲面+复杂=参数化。其实我们可以用自己拟建的逻辑雏形去推敲解决各种和方案构思有关的问题。比如仿生、情景模拟，甚至是单纯的指标运算反馈等等。像我之前在文中提到的，推动参数化辅助设计（构思）的意义在于它对构思—表达—反馈—构思这个构思过程的加速。从而让一个可以考虑3遍的问题变得可以斟酌10遍得到更成熟的结论；让本来想不过来的想法，变得可以呈现并控制。 总结一句，参数化辅助设计可以提高我们推敲方案的效率。在人脑有限的信息处理平台上，提高效率等于拓展构思的空间。 再提一个重要的方面，关于参数化设计的四维设计体系。像刚刚文中提到的，参数化逻辑模型在解决一个方案的过程中往往需要被拆分成几个阶段。这些阶段并不是逻辑模型所固有的，而是根据各类方案创作的特性决定的。大家都知道，方案的创作往往是一个从整体到局部的分阶段的过程。很少有人在方案设计之初就确定窗户要怎么开。这种创作过程有可能把我们推向一个不可逆转的时间轴，一旦上一步确定，方案进入下一步深化，那接下来的大部分创作都是针对了上一步的成果。这使得我们在设计过程中，如果遇到上一级未考虑到的问题，再想返回到上一级去修改就会产生很大很繁琐的工作量，相信这点大家都深有体会。但是我们用gh搭建以来的逻辑模型却不一样。因为逻辑模型的成果是这个模型的生成逻辑本身，而不是最终模型。只要模型结构控制得好，我们可以通过逻辑模型在任意时间对其任意一个级别的阶段成果进行修改,而它的子集可以跟随之连动。说理想些，未来的参数化模型将会是一个方案创作通道，通道本身构架在一个设计方法论之上，然后我们可以通过调整通道里各各阶段的参数来实现这个建筑物的最终形态。这个通道使我们可以让我们打破传统方案设计固有的时间轴线，变得可以自由地逆转或者同时深化多个阶段。更直白地说，我们把方案做完了，甲方想换地，我们可以说对他们说：你换吧。因为这个改动在整个逻辑通道中只是几个参数，而不是一个方案的根源，我们修改起来会更加简单。如果说传统的设计是在三维空间里的构思的话，我觉得参数化设计可以再在加上一个时间的维度。这就是四维设计体系。 （图）传统方案构思模式：分阶段，每个阶段讨论推敲得到阶段性结果指导下一阶段构思。 （图）四维设计体系：分阶段，每个阶段的阶段性成功在最终成果中相对独立，可以随时变化。 最后提一下数字化设计，应该说数字化设计的是参数化设计的一个研究发展方向，直白地说，数字化设计更关心的是模型在生成过程中，各各模型数据间的数学关系。它更强调用客观的严谨的数学算法来生成模型。每个形体都可以有一个或几个的数学公式带入连续的变量计算出来。设计师通过不断的修改变量，修改该变量间的数学运算关系，来拟建一些复杂的形态。这些形态往往是不可预测的，这也数字化设计吸引人的一大原因，因为它可以生成很多我们自己也意想不到的结果。数字化设计师们不断地构思尝试新的逻辑关系，在众多的模型结论之中，寻找一个满意的答案。它与以前提到的参数化找形最大的区别就是，前者在构思时有较明确的形象，过程中在不断地寻找这个形象。而后者各更关注的是事物内在逻辑属性是什么，如何关联这些属性，形象本身是附带产生的，不是被构思出来的。 ------------------------------------------------------------------- 方案深化阶段 待续 方案施工阶段 待续