“参数化设计”工作流程分析

“参数化设计”工作流程分析

作者：杨满丰

来源：《中国科技博览》2015年第35期

[关键词]参数化；设计方法；计算机程序；设计

中图分类号：T3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）35-0333-01

当今在建筑设计、规划设计、景观设计等领域中“参数化设计”已经成为不可不提的设计手段。从城市尺度上的规划设计到单体建筑的形态和表皮设计，从景观规划的场地布局到产品、家具的外观设计，参数化设计这种基于数字化技术的设计方法以极大包容的态度给设计领域带来了一种全新的工作方法与审美选择。本文从设计方案构思层面探讨参数化设计的特点及其工作流程。

一、参数化设计方法的特点

从方案设计层面上理解，参数化设计是指借助数字化技术手段将设计中的诸多要素，依据特定规则进行组织与关联，并获得设计结果的设计方法。参数化设计实际上是关联规则的设计，这个规则决定了一个系统中各要素间的关系和运行方式，给这个系统输入条件变量，系统就会依据规则生成结果。

传统设计方法由于受技术条件的限制通常被限定在以“几何体”为基本形式元素的思维框架内来解决功能问题。参数化设计将关注点转移到寻求设计要素与功能要求的逻辑关系组织上来，使用程序语言来组织设计条件与功能要求间复杂的逻辑关系，制定规则，并推演出结果是参数化设计方法的主要工作思路。计算机程序语言是处理参数化信息的主要技术手段。参数化设计方法从根本上突破了传统设计方法的几何思维限制和人脑计算能力的限制，这种方法可以获得传统设计手段难以表现的形态或形式组织方式。参数化设计方法中，设计师并不是通过设计形式来承载功能，而是通过寻找逻辑关系来设计一个能够推演出结果的系统。

二、参数化设计方法的一般设计过程

1、条件细分

条件细分是参数化设计方法的第一个工作环节。运用参数化设计方法的一个很重要的前提就是充分理解和认可影响设计的因素是复杂的。通过对复杂条件因素的细分，设计师将设计项目各主要条件因素分成足够数量且相对独立的基本单元。它们可以是基本实体单元如砌筑材料，墙、窗户、一个房间等，也可以是一些条件因素，如特定人群的行为、活动、喜好，气候因素，场地条件，人文因素等，细分内容甚至可以是更为抽象的形态构成元素如三维曲面的控制曲线的等。将以上这些与设计相关的各种条件信息，通过分析，找出其中的一种或几种关键

因素，将它们进行分析归纳，并转化为数据作为参数化设计中生成设计的输入条件或制定规则的依据，直接影响设计结果。

2、制定规则

这是参数化设计过程的关键步骤。根据上一步找到的影响设计的关键因素与需要解决的设计问题，借助参数化软件平台运用程序语言寻找适当的算法或关系规则，构建关联模型，以反映影响因素间相互作用的复杂关系，生成设计的基本形态。规则既包括生成系统的规则，也包括评估的规则。其基本方法是通过细分过程找出对某个项目有影响的各类因素，然后借用各领域的知识制定符合该项目特点的生成规则，应用最为广泛的是几何规则，同时还要制定一套控制或协调规则之间关系的规则。应用这种设计方法生成的是一系列类似但各不相同的方案，因此后续需要制定一套评估规则帮助设计师进行选择。

3、进化、筛选、校验

虽然在前两个环节中将细分的条件带入规则系统获得了一个或一系列结果，但并不意味着结果一定满足要求。参数化设计的过程是一个研究过程，需要精心设定和调整，经过对系统进行反复调试与验证，最终结果将自然呈现。这个调试与验证的过程包括进化、筛选、校验三种手段。

进化：如果生成结果不理想，则需要回到设计过程的某个阶段，修改甚至重新设定生成形式的规则。这个不断调整规则修正结果使其接近预期的过程被形象的称为“进化”。

筛选：参数化设计可以提供许多种符合条件的结果，接下来设计师必须对这些结果进行选择。可以人工选择，或者增加新的参数制定评估规则进行筛选，从而在众多结果中筛选出最接近设计预期的结果。

校验：生成的设计结果是否满足设计要求，需要设计师进行检验。比如建筑设计中对物理环境的模拟检验，包括声、光、热环境分析，或人流、车流等条件的模拟测试等。验证的过程是对参数化设计结果合理性，可实施行，环保性等诸多方面进行虚拟演算的过程。这个过程通常也是基于当今强大的数字化技术平台，可以在一个高效且低成本的前题下得到准确的分析结果，从而对设计结果进行进一步评估和筛选。

结语

参数化设计方法是一种强调生成过程的设计方法，通过设定各种设计要素之间、设计要素与规则之间的逻辑关系，让设计成果自然孕育，生成。由于设计的起点是从对条件的分析开始，这种自下而上的设计方法产生的结果往往能够很好适应环境要求、功能要求、审美取向等因素的要求。伴随着数字化技术迅速渗透以及新材料、新制造技术、新的构建组织方式及新的审美观的发展，参数化设计必然成为设计领域的一个重要分支。

参考文献

[1] 黄蔚欣，徐卫国《非线性建筑设计中的“找形”》.建筑学报，2009（11）.

[2] 徐卫国，黄蔚欣《勒铭宇过程逻辑——清华学生“非线性建筑设计”的技术路线》.见：2009建筑教育大会暨全国高等学校建筑学专业院长系主任会议论文集.

[3] 王鹿鸣王振飞《参数化设计--一种设计方法论》.城市建筑，2010（2）.

[4] 刘延川《一次展览、两篇论文、三个项目----参数化设计观念和日常设计》.建筑技艺2011（01-02）.