参数化设计相关理论
参数化设计理念
参数化设计理念参数化设计是一种基于参数的建模方法，它可以将设计元素的形状、尺寸、材料、颜色等属性抽象成参数，通过调整这些参数来实现设计的自动化和可重用性。
在工业设计、建筑设计、机械制造等领域中，参数化设计已经成为一个重要的工具。
一、参数化设计的优点1. 提高效率：通过调整参数，可以快速地生成不同形态的产品或建筑模型，避免了手动绘图或建模带来的繁琐和耗时。
2. 提高精度：由于所有元素都是基于参数定义的，因此可以保证产品或建筑模型的精度和一致性。
3. 促进创新：通过不断调整参数，可以探索不同形态和功能的组合，从而发现新颖且有效的解决方案。
4. 方便修改：当需要修改产品或建筑模型时，只需要改变相应的参数即可快速更新所有相关部件。
5. 便于管理：由于所有元素都是基于参数定义的，因此可以方便地进行版本控制和管理。
二、应用场景1. 工业设计：在汽车、家电、玩具等行业中广泛应用。
例如，在汽车设计中，可以通过调整车身长度、宽度、高度等参数来实现不同车型的设计。
2. 建筑设计：在建筑设计中，可以通过调整建筑物的高度、宽度、深度、墙体厚度等参数来实现不同类型的建筑设计。
3. 机械制造：在机械制造中，可以通过调整零件的尺寸、形状、材料等参数来实现不同类型的机械产品。
4. 数字艺术：在数字艺术中，可以通过调整图像或动画的参数来实现不同类型的视觉效果。
三、参数化设计流程1. 确定设计目标和要素：首先需要明确设计目标和要素，例如产品或建筑物的形态、尺寸、材料等属性。
2. 设计模型和参数化定义：根据设计目标和要素，建立相应的模型，并将模型中所有元素抽象成参数。
例如，在汽车设计中，可以将车身长度、宽度、高度等抽象成参数。
3. 参数化调整和优化：通过调整各个参数，探索不同形态和功能的组合，并进行优化。
例如，在汽车设计中，可以通过调整车身长度、宽度、高度等参数来实现不同车型的设计，并进行优化以提高性能。
4. 参数化生成和输出：根据最终设定的参数，自动生成相应的产品或建筑模型，并输出到相关软件中。
参数化设计分析
参数化设计的建筑设计方法研究摘要：非线性科学理论的不断发明，突破了线性科学对人类的束缚，人们对欧几里德几何体系产生了怀疑，影响到人类产品制造业，则表现为产品形态的非标准化;清除了时间与空间的二元对立，表现了时空统一的状态；歌颂了高度的连续性与流动性。
建筑物也像其他人造物一样受这些新的科学理论的影响，开始摆脱规则标准几何形体的枷锁，走向非线性参数化的发展道路。
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；关键词：非线性建筑；现象学设计方法；生成性参数化设计; 关系构建式参数化设计；脚本设计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，市场需求甚至政治需要所包围，事实上建筑师所拥有的自由是一种已经被限定过的自由。
先进的建筑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”。
在当代先进的建筑师中两个最大的力量，“Dutch派”和“Parametric派”，“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。
而另外一种建筑学的力量可以称为“Parametric派”，或是”Parametric Design”(参数化设计）。
在这里有必要先介绍一下非线性建筑的概念，非线性建筑人们往往忽视最普通的自然现象，比如自然界中的万物都是非规则的形状便是一例。
参数化设计
0 引言
SolidWorks是一款适用于Windows环境的三维机械设计软件，以参数化和特征造型技术著称，具有丰富的零件建模功能。
与SolidWorks的设计功能相比，其标准件图库Toolbox中有轴承、螺栓和凸轮等系列零件可供调用，但缺少齿轮类系列零件，而且绘图模块中没有绘制各种齿轮的功能。
目前，对圆柱齿轮已有大量的参数化研究，但对锥齿轮的参数化研究还很少。
直齿锥齿轮是机械工业中广泛使用的，用于传递两相交轴之间运动和动力的重要基础零件。
以SolidWorks为平台开发直齿锥齿轮参数化设计系统可有效地缩短设计周期，提高设计效率。
1 参数化设计原理
参数化设计是将系列化、通用化和标准化的定型产品中随产品规格不同而变化的参数用相应的变量代替，通过对变量的修改，从而实现同类结构机械零件设计的参数化。
在SolidWorks中，机械零件参数化设计主要通过两种方法实现：
一是利用在内嵌的Excel工作表中指定参数，创建多个不同配置的零件或装配体；
二是利用编程语言作为开发工具，对SolidWorks进行二次开发，用程序实现参数化设计。
本文采用第二种方法对直齿锥齿轮进行参数化设计。
VB是一种支持OLE和COM技术的编程语言，具有功能齐全、易学易用等特点，所以本文采用VB作为SolidWorks的二次开发工具。
其基本原理是：通过对零件的结构和建模特征分析，用方程式约束有关联的尺寸，运用添加几何关系的方法建立模板模型。
根据模型信息建立参数间关联与约束，将其特征尺寸转化为参数化变量。
VB程序获取设计变量，进而建立由设计变量驱动的零件族。
通过修改VB用户界面窗口输入的参数值自动生成新的三维模型。
参数化设计基础知识点总结
参数化设计基础知识点总结参数化设计是一种将设计中的关键参数与其他设计要素相连接的方法。
通过调整这些参数，可以在不改变整体结构的情况下，灵活地修改和调整设计的各个方面。
本文将对参数化设计的基础知识点进行总结，包括参数化设计的定义、优势、关键要素以及实际应用案例等方面。
一、参数化设计的定义与优势参数化设计是一种基于参数的设计方法，通过明确定义和调整设计中的关键参数，实现对设计的灵活修改和调整。
与传统的固定设计相比，参数化设计具有以下优势：1. 灵活性：通过调整设计中的参数，可以根据不同需求进行个性化的设计，提高设计的适应性和灵活性。
2. 高效性：参数化设计可以减少设计过程中的重复工作，通过修改参数快速生成新的设计方案，提高设计效率。
3. 可控性：通过参数化设计，可以将设计过程中的关键参数与其他设计要素相连接，实现参数的自动联动和控制，确保设计的整体性和一致性。
二、参数化设计的关键要素参数化设计需要明确定义和控制设计中的关键参数，同时需要建立参数与其他设计要素之间的关联。
以下是参数化设计的关键要素：1. 参数定义：明确设计中的关键参数，包括尺寸、角度、比例等，为后续的参数化调整和关联提供基础。
2. 参数关联：建立参数与其他设计要素之间的关联关系，确保参数的调整能够影响到整体设计，实现参数的传递和联动。
3. 参数调整：通过修改参数的数值，实现对设计的灵活调整和修改，尝试不同参数组合下的设计方案。
4. 参数控制：控制参数的范围和取值，确保设计的合理性和可控性，避免出现无效或不可行的设计方案。
三、参数化设计的实际应用案例参数化设计广泛应用于各个领域的设计中，以下是一些实际应用案例的介绍：1. 建筑设计：参数化设计在建筑设计中的应用较为常见，可以通过调整参数快速生成不同形状和尺寸的建筑方案，提高设计效率和灵活性。
2. 产品设计：参数化设计可以应用于产品的形状设计、结构设计等方面，通过调整参数实现产品的个性化设计和快速迭代。
个性化需求下的产品参数化设计方法理论研究
个性化需求下的产品参数化设计方法理论研究宋健【摘要】工业化大批量生产下的产品同质化问题与消费者不断追求个性化多样化的需求之间的矛盾日益突出,传统的设计方式已经满足不了消费者对于精神文化身份地位等象征意义上的需要.基于计算机辅助的参数化设计具有快速高效,多样化,反复推敲的特点,提供了一种更高效的更理性化的逻辑思维模式,同时3D打印技术的应用对于参数化设计的量化提供了可能.将参数化设计作为一种新技术应用下的设计工具和设计方法研究其特有的优势,丰富了现代产品造型设计的思路,更好的满足了消费者的个性化需求.【期刊名称】《家具与室内装饰》【年(卷),期】2018(000)005【总页数】2页(P18-19)【关键词】参数化设计;个性化;逻辑思维;造型方法【作者】宋健【作者单位】武汉理工大学,湖北武汉 430070【正文语种】中文【中图分类】TS664.01随着人们物质生活水平的不断提高，产品种类得到极大丰富，产品形态设计已经从以功能至上的简约设计不断向多元化，个性化，甚至复杂化发展。
另一方面，参数化设计作为计算机技术不断发展的产物，为产品造型设计提供了新的方法与路径，给产品造型带来了更大的自由空间。
参数化设计在建筑设计，工业设计，服装设计等领域都已经有了很多成功的案例。
1 参数化设计概述参数化设计是一种将影响设计结果的主要因素看做是设计过程中的参数，并以某种逻辑关系把他们组织到一起，借助于计算机编程和软件形成参数模型，通过计算得到输出结果即产品形态的设计方法[1-2]。
参数中有些因素是可变的，就是参变量，有些参数是固定不变的。
这样在设计过程中通过修改影响设计因素的参数值，经过重新计算就可以立刻生成一套新的设计方案。
参数化设计的核心是其各元素间的关联性和逻辑性，即构建一个与设计结果相关联的参数模型。
这类模型可以进行直观快捷的交互操作，任意修改参数变量，方便设计师不断进行方案的优化。
参数化设计由于其体量大，算法复杂，很多结构细节在体量放大后才能解决，因此目前主要在大型建筑设计上运用。
SolidEdge参数化设计原理与实践
SolidEdge参数化设计原理与实践schulton2004年12月目录概述 (3)变量化初探 (3)快速浏览变量化设计过程 (8)原理 (12)特征造型 (13)变量化造型 (13)变量表 (14)变量表说明 (16)变量表功能 (18)更新链接 (19)同级变量 (19)使用函数 (20)实例1：标准件设计 (23)实例2：设置关键变量 (31)实例3：调用外部数据 (35)实例4：同级变量 (38)实例5：外部函数 (41)实例6：变量链接 (47)概述参数化、变量化技术是提高工程设计质量和效率的重要手段。
所谓变量化设计是通过将变量关联起来，驱动整个CAD模型，从而达到快速完成设计的目的。
本文主要介绍SolidEdge变量化设计的思路、步骤、技巧，变量表的功能，以及在不同的工作环境中进行变量化设计。
同时，介绍怎样将参数化设计模型添加到PTCAD系统中，从而不断地扩充JNPTCAD系统的设计范围。
变量化初探SolidEdge的草图设计环境中提供了变量化设计的工具。
变量化技术是提高工程设计质量与效率的重要手段。
通过变量设置，能够确保尺寸关联、实现驱动尺寸、建立函数公式，而且修改也非常简单。
变量驱动设计，就是允许对模型进行反复的编辑，设计者可以试探不同的设计方案或生成不同的版本，对模型的编辑可以简单地通过改变其中的关系、数值就能够完成。
草图变量化是实现整个模型变量化的基础。
本节描述是以示例的形式介绍Solid Edge变量化设计的实用性、高效性、易操作性。
有关变量化设计的更深层次的内容见后续章节。
本示例将对图1-1所示的草图进行变量化，通过设置变量—长度“Length”、外径“Diameter”来驱动草图。
操作步骤：1.新建零件文件，使用草图命令进入草图设计环境。
2.绘制图1-1所示的轮廓，注意已使用的几何关系以及尺寸标注。
3.修改变量：选中尺寸“200”，单击鼠标右键，弹出快捷菜单如图1-2所示。
三维参数化设计探究——参数化方法论
三维参数化设计探究（一）—参数化方法论摘要：如今企业开发新产品时，零件模型的建立及出图的速度是决定整个产品开发效率的关键。
在企业的产品的开发到一定时期，很多的设计经过实际验证分析后，一些产品的大致特征已经确定，这时企业就希望能将该类产品系列化、参数化及标准化。
于是，将模型设计中定量化的参数变量化就成了一个有效的方式，而这恰恰是参数化设计的本质意义。
本文阐述了基于三维的参数化设计，所使用软件为SolidWorks,介绍了SolidWorks参数化设计的两种类型，并且分析了二者的优缺点及所需技能，特别对通过软件功能实现参数化进行了详细介绍。
让企业设计时能减少相应的时间提高效率。
关键词：三维模型、变量化、参数化设计、SolidWorks^南京东岱、效率。
参数化设计的概述参数化造型技术又称初次驱动几何技术，是指用几何约束、工程约束关系来说明产品模型形状特征从而设计出所需形状或功能上具有相似性的设计方案。
对于产品而言，无论多么复杂的模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束。
参数化设计方法就是将模型中的定量信息变量化，使之成为任意调整的参数。
对于变量化参数赋予不同数值，就可得到不同大小和形状的零件模型。
目前的主流三维软件均支持参数化设计。
参数化设计的本质是在可变参数的作用下，系统能够自动维护所有不变的参数。
因此，建立在模型中的各种约束，体现的就是设计者的意图及思路。
参数化设计可以大大提高工程师的设计效率，加快产品更新速度，助力企业抢占先机。
参数化设计的关键参数化实体造型关键是几何约束、工程约束及参数化几何模型的建立，其中最关键的是参数化几何模型的建立。
此外，几何约束包括了结构约束和尺寸约束。
结构约束指几何元素之间的相互约束关系，如平行、垂直、重合、相切、对称等; 尺寸约束指通过标注尺寸进行约束，如标注距离尺寸、半径尺寸、角度尺寸等。
辑上的关系来表示。
参数化设计的类型(a)直接式：人机交互法(1 )概念设计者通过用户界面直接对图形进行操作，而不必理会计算机内部处理方式。
参数化设计相关理论
参数化设计相关理论参数化设计是一种基于参数化建模的设计方法，是近年来在工程设计领域中逐渐兴起的一种新型设计方法。
参数化设计的核心思想是通过定义不同的设计参数和设计变量，并根据参数之间的关系来进行设计，从而实现灵活、高效、可复用的设计过程。
参数化建模理论：参数化建模是指通过将设计参数与模型进行关联，通过改变参数的值来实现对模型的快速调整和变型。
参数化建模的核心是建立参数与模型之间的关系，将参数的变化传递给模型，从而实现对模型的自动更新。
参数化建模理论主要包括两个方面的内容：参数化建模方法和参数化建模技术。
参数化建模方法主要有几何参数化建模方法和参数模型化建模方法两种。
几何参数化建模方法主要是通过对几何形状的参数进行建模和描述，通过改变几何参数的值来实现设计的改变。
参数模型化建模方法则是通过对模型的功能参数进行建模和描述，通过改变功能参数的值来实现设计的改变。
参数化建模技术主要包括几何参数化建模技术和表达式参数化建模技术两种。
几何参数化建模技术主要是通过引入几何约束和关系，将模型上的点、线、面等几何元素与参数进行关联，从而实现模型的参数化建模。
表达式参数化建模技术则是通过建立变量与模型之间的关系，通过对变量进行赋值来实现模型的参数化建模。
参数优化理论：参数优化是指通过定义适应度函数和约束条件，以优化求解算法为基础，通过求解适应度函数的最大值或最小值来实现对设计参数的优化。
参数优化的核心是寻找一个最优解或次优解，使得设计参数在给定约束条件下能够达到最好的性能指标。
常用的参数优化方法包括遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等。
这些方法通过不断迭代和过程中对参数进行调整和更新，从而逐步优化设计的参数，找到最优解。
参数驱动设计理论：参数驱动设计是指将设计过程和设计参数之间建立起一种自动化的关系，并将参数的变化引导到设计过程中，从而实现设计的快速调整和优化。
参数驱动设计是基于参数化建模和参数优化理论的基础上发展起来的一种设计理论。
CAD参数化设计知识点
CAD参数化设计知识点CAD（计算机辅助设计）是一种广泛应用于工程领域的设计工具，它能够帮助工程师们更高效地进行设计和仿真。
而在CAD的设计过程中，参数化设计是一项非常重要的技术，它可以大大提高设计的灵活性和可重复性。
下面将介绍CAD参数化设计的相关知识点，以帮助读者更好地理解和应用于实践中。
一、参数化设计的概念与原理参数化设计是指通过设定和控制设计模型中的参数，以实现对设计参数的关联和调整。
通过设定参数的数值或表达式，我们可以改变设计模型的尺寸、形状、位置等属性，而不需要重新绘制或修改设计。
参数化设计的原理主要是通过建立参数与设计模型之间的关联方程，根据参数的变化自动更新设计模型。
二、参数化设计的优势1. 提高设计的灵活性：参数化设计可以灵活地调整设计模型的尺寸、形状和结构，以满足不同的设计要求和变化的工程条件。
2. 提高设计的可重复性：通过参数化设计，我们可以轻松地创建多个类似的设计模型，并对它们进行批量修改和控制。
3. 提高设计效率：相比传统手工设计，参数化设计可以大大减少设计时间和劳动力成本，提高设计效率。
4. 促进设计的优化：参数化设计可以帮助工程师们更方便地进行设计分析和优化，通过多次调整参数实现最佳设计方案的确定。
三、参数化设计的应用范围参数化设计在工程领域有着广泛的应用，尤其适用于产品设计、结构设计、流体分析等方面。
以下是几个常见的应用范例：1. 产品设计：通过参数化设计，可以快速生成产品的各种不同尺寸和配置，满足不同客户需求。
2. 结构设计：参数化设计可以帮助工程师进行结构的拓扑优化、材料选择和强度分析等工作。
3. 流体分析：通过参数化建模和仿真，可以进行流体领域中的传热、流动和压力等相关研究。
4. 自动化设计：将参数化设计与工艺规则相结合，可以实现自动化的设计和生产流程。
四、参数化设计的工具与技术在CAD软件中，参数化设计可以通过各种工具和技术实现。
以下列举了几个常用的工具与技术：1. 特征建模：通过建立与设计模型特征相关的参数和规则，实现对设计模型的自动更新和调整。
参数化设计
1.什么是参数化设计参数化设计是一种建筑设计方法。
该方法的核心思想是，把建筑设计的全要素都变成某个函数的变量，通过改变函数，或者说改变算法，人们能够获得不同的建筑设计方案，简单理解为一种可以通过计算机技术自动生成设计方案的方法。
各种建模软件如sketchup、犀牛、Bonzai3d、3dmax 和计算机辅助工具revit 、archicad 这些所谓的BIM，都属于“参数化辅助设计”的范畴，即使用某种工具改善工作流程的工具；这些虽能提高协同效率、减少错误、或实现较为复杂的建筑形体，但却不是真正的参数化设计。
真正的参数化设计是一个选择参数建立程序、将建筑设计问题转变为逻辑推理问题的方法，它用理性思维替代主观想象进行设计，它将设计师的工作从“个性挥洒”推向“有据可依”；它使人重新认识设计的规则，并大大提高运算量；它与建筑形态的美学结果无关，转而探讨思考推理的过程。
建筑包括“功能”和“形式”两个大的领域。
功能之间的相互作用，国内研究得很多。
本科生大概都读过彭一刚写的《建筑空间组合论》。
这种建筑空间的组合，实质上是“功能空间”的组合，蕴含着一定的逻辑关系。
如果从参数化设计的角度来看，这就已经具备可操作性了。
我们可以把一个一个的功能空间定义出来，再把它们之间的逻辑关系定义出来，那么，在符合逻辑关系的条件下，功能空间有多少种组合方法？通过各种参数化设计的软件，我们能够得到许多种答案。
但这还没完。
参数化设计可以给你提供许多种复合条件的形式，接下去，你必须进行选择。
要么人工选择，要么就再增加新的参数进去，从而逐渐推导出所有条件都满足的那个形式。
说到形式，建筑设计领域还涉及的一个美学的问题。
美学问题一方面涉及到传统，另一方面涉及到个人的主观感受，是很难“参数化”的。
而参数化设计的终极目标是全要素参数化，现在我们做不到，但坚持朝这个方向努力。
国内的建筑项目，绝大部分遵循先功能后形式的思路，也就是“形式追随功能”的思路，建筑的格局都定了，最后装点一下门面。
用实例阐述参数化设计
班级：机械092班 姓名：张瑞钊 学号：0904010201
参数化设计
参数化设计是指设计对象 的结构形状基本不变，采用 一组参数来约定尺寸关系。 参数与设计对象的控制尺寸 有显式对应关系，设计结果 的修改受尺寸驱动 。
参数化设计的主要特点
1
基于特征 全尺寸约束
尺寸驱动实现设计修改
标准齿轮造型
直齿轮参数化建模过程
改变参数再生成齿轮
可以改变开始设置的参数m和z1
改变参数再生成齿轮
m=3,z=20 m=3,z=40 m=1.5,z=20
请老师指点，谢谢！
2
34Βιβλιοθήκη 全数据相关参数化设计
参数化应用较广泛 参数化应用较广泛的 方法
尺寸驱动法 尺寸驱动法
尺寸驱动法
基本原理
对几何模型中的一些基本图素施加一定的 约束，模型一旦建好后，尺寸的修改立即 会自动转变为对模型的修改。
proe直齿轮参数化建模过程
直齿轮参数化建模过程
新建零件
直齿轮参数化建模过程
设置渐开线直齿轮的基本参数
直齿轮参数化建模过程
绘制渐开线
直齿轮参数化建模过程
草绘分度圆、齿顶圆、和齿根圆
直齿轮参数化建模过程
镜像渐开线
可以用分度圆上齿槽中心角的角分线创 建镜像平面，来镜像渐开线。 90 建立下列关系：角分线的夹角 z1 。
镜像渐开线
直齿轮参数化建模过程
绘制齿槽围线
直齿轮参数化建模过程
参数化设计理念简介
参数化设计理念简介参数化设计是一种通过定义和控制参数来实现设计的理念和方法。
它允许设计师在设计过程中灵活地调整设计，以适应不同的需求和变化的要求。
参数化设计的核心思想是将设计看作是一个参数空间，在这个空间内，设计师可以通过改变参数的数值和关系来完成不同的设计结果。
参数化设计在很多领域都有应用，如建筑设计、产品设计、工业设计等。
在建筑设计中，参数化设计可以用于建筑外观的形态生成、结构的优化与分析、户型的布局等，通过调整参数，设计师可以快速高效地探索各种设计方案。
在产品设计中，参数化设计可以用于产品的形状优化、结构强度分析、材料与制造工艺的选择等，通过调整参数，设计师可以快速获得满足不同需求的设计解决方案。
参数化设计的优势之一是可以提高设计师的工作效率。
传统的设计方法通常需要设计师手动绘制和修改设计，并进行反复试验和调整。
而参数化设计通过将设计过程形式化为参数和关系的描述，设计师可以通过改变参数来控制设计结果，从而省去了大量的复杂计算和反复试验的过程。
设计师可以快速地生成多个方案，并通过比较和分析不同方案的优劣来选择最优解。
参数化设计还可以提高设计的灵活性和可扩展性。
通过参数化，设计师可以轻松地调整设计以适应不同的需求和要求，而无需对整个设计进行大规模修改。
设计的参数化描述还可以作为设计的元数据，方便后续的修改和扩展。
设计师可以通过改变参数的值和关系来实现设计的演化和优化，从而实现设计的持续改进和创新。
然而，参数化设计也面临一些挑战和限制。
参数化设计需要设计师具备一定的编程和计算能力。
设计师需要了解参数化建模的原理和方法，熟悉相关的参数化设计软件和工具，才能有效地进行参数化设计。
参数的选择和优化是参数化设计的关键。
不恰当的参数选择和优化可能导致设计的失控或者局限性。
设计师需要具备对设计问题的深入理解和分析能力，才能选择和优化合适的参数。
参数化设计需要充分的前期准备和规划。
设计师需要明确设计的目标和约束，并准备好所需的参数和关系，才能进行参数化设计。
参数化设计
参数化设计参数化设计（Parametric）设计（也叫尺寸驱动Dimension-Driven）是CAD技术在实际应用中提出的课题，它不仅可使CAD系统具有交互式绘图功能，还具有自动绘图的功能。
目前它是CAD技术应用领域内的一个重要的、且待进一步研究的课题。
利用参数化设计手段开发的专用产品设计系统，可使设计人员从大量繁重而琐碎的绘图工作中解脱出来，可以大大提高设计速度，并减少信息的存储量。
由于上述应用背景，国内外对参数化设计做了大量的研究，目前参数化技术大致可分为如下三种方法：（1）基于几何约束的数学方法；（2）基于几何原理的人工智能方法；（3）基于特征模型的造型方法。
其中数学方法又分为初等方法（Primary Approach）和代数方法（Algebraic Approach）。
初等方法利用预先设定的算法，求解一些特定的几何约束。
这种方法简单、易于实现，但仅适用于只有水平和垂直方向约束的场合；代数法则将几何约束转换成代数方程，形成一个非线性方程组。
该方程组求解较困难，因此实际应用受到限制；人工智能方法是利用专家系统，对图形中的几何关系和约束进行理解，运用几何原理推导出新的约束，这种方法的速度较慢，交互性不好；特征造型方法是三维实体造型技术的发展，目前正在探讨之中。
参数化设计有一种驱动机制枣参数驱动，参数驱动机制是基于对图形数据的操作。
通过参数驱动机制，可以对图形的几何数据进行参数化修改，但是，在修改的同时，还要满足图形的约束条件，需要约束间关联性的驱动手段枣约束联动，约束联动是通过约束间的关系实现的驱动方法。
对一个图形，可能的约束十分复杂，而且数量很大。
而实际由用户控制的，即能够独立变化的参数一般只有几个，称之为主参数或主约束；其他约束可由图形结构特征确定或与主约束有确定关系，称它们为次约束。
对主约束是不能简化的，对次约束的简化可以有图形特征联动和相关参数联动两种方式。
所谓图形特征联动就是保证在图形拓补关系不变的情况下，对次约束的驱动，亦即保证连续、相切、垂直、平行等关系不变。
参数化设计相关理论
《基于参数化的风景园林设计行业发展》数字化（digital）“是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再将这些数字、数据转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理后建立数字化模型。
数字计算机的一切运算和功能都是用数字来完成的”[1]，在设计领域中应用时，数字化设计（digital design）“包含的范围非常广泛，只要在设计的任何一个环节以任何方式使用了计算机，都可以说是数字化设计”[1]。
[1] 匡纬. 风景园林“参数化”规划设计发展现状概述与思考[J]. 风景园林，2013（1）：58-64.他们认为在范畴上，数字化设计包含参数化设计。
参数化设计发展简史其实参数化设计思想介入前期方案生成在欧美发达国家早已有之，在20 世纪50~60 年代，美国经历了大萧条之后的第一次建设高峰，而欧洲则忙于处理二次世界大战后满目疮痍的景象。
在经历了为解决居住问题和就业问题而快速发展短暂狂热之后，针对已经空前成熟的资本主义价值观本身，欧美人显然发现本国本地区文化遗产的延续和自然生态保护的重要性。
70 年代后期，计算机技术开始萌芽并以惊人的速度发展，随着晶体管技术的发明和推广，以IBM 为代表的企业纷纷走向计算机技术之路，在这个国际大背景下，在众多的设计公司中，SOM 建筑师事务所是最早意识到计算机能够给建筑行业带来一场前所未有革命的公司，早在20 世纪70~80 年代就提出了BIM（Building information modeling）即“一体化设计”的概念。
伊恩·麦克哈格（Ian Lennox McHarg）是最早将参数化思想运用到生态园林景观设计的设计师之一，《设计结合自然》（Design With Nature，1969）中所介绍的矢量叠合绘制专题图的分析方法在现在看来已经无甚新奇，但在当时的社会环境背景下可谓巨大突破[3] [3]伊恩•伦诺克斯•麦克哈格. 设计结合自然[M]. 芮经纬译. 天津：天津大学出版社，2006.10.实质上，参数化设计并不仅仅是建筑表皮的生成和建筑造型的“酷炫”这么简单，正因建筑本身的非自足性，一系列制约因素必须考虑其中，包括方案阶段的日照、供电、采暖、能源利用、环保、材料，建设过程中的结构实施难度、施工工艺、结构安全性和建成后的各种检验（包括LEED 检验），牵一发而动全身，在这种客观环境要求下，BIM 一体化设计模式就有了意义，其所追求的目标是建筑单体从内而外、自始至终整个生命周期的合理性、科学性和节约性，而现今我们所看到的在中国发生的种种建筑实践，大部分都与此毫无关联。
9第九讲参数化设计
9第九讲参数化设计在产品设计和制造过程中，参数化设计是一种常用的方法，它可以帮助设计师更加高效、灵活地进行设计和修改。
参数化设计是指在设计过程中，通过设定和控制一定的参数，使得产品的形态、尺寸、结构等可以自动调整和变化。
本文将从参数化设计的概念、方法和应用实例等方面进行详细介绍。
一、参数化设计的概述参数化设计是指利用参数来描述和控制设计的过程和结果。
所谓参数，就是设计中需要用到的各种变量和约束条件，如长度、宽度、高度、角度等。
通过设置这些参数，可以在不改变基本设计思路和结构的前提下，灵活地调节和修改产品的各种尺寸和特性。
参数化设计可以应用于各种不同的设计领域，包括工业设计、建筑设计、机械设计等。
它可以帮助设计师提高设计效率和设计质量，减少错误和重复的工作，确保产品的一致性和稳定性。
同时，参数化设计还可以促进设计与制造之间的衔接，提升产品的可制造性和可维护性。
二、参数化设计的方法参数化设计的核心是建立参数模型，通过调节参数的数值来控制和调整设计。
常见的参数化设计方法有以下几种：1.关系式法：通过建立各种数学关系和公式，将设计中的各种参数进行计算和约束。
这种方法适用于设计中较为简单和规则的情况，如线性关系、比例关系等。
2.几何变换法：通过几何变换和变形来调节和修改设计中的各种参数。
常见的几何变换包括平移、旋转、缩放、对称等，可以通过这些操作来实现产品的形态和结构的变化。
3.脚本编程法：通过编写脚本程序，控制和调整设计中的各种参数。
这种方法适用于设计中较为复杂和繁杂的情况，可以提高设计师的效率和准确性。
三、参数化设计的应用实例参数化设计在实际应用中具有广泛的应用价值和潜力，下面介绍两个参数化设计的应用实例。
1.建筑设计：在建筑设计中，参数化设计可以帮助设计师根据不同的要求和场景，快速生成各种不同的设计方案。
例如，在设计一个办公楼的外观时，可以通过调节参数来控制楼体的高度、窗户的尺寸、外墙的颜色等，从而生成不同风格和色彩的设计方案。
参数化与建筑设计
参数化与建筑设计首先需要了解的是参数化设计的定义。
参数化设计，对应的英文是Parametric Design。
是建筑设计的一种方法。
其主要思想是，把建筑设计的全要素都变成某个函数的变量，通过改变函数，或者说改变算法，人们能够获得不同的建筑设计方案。
而参数的运用是其主要的设计工具，是一种全新的建筑设计方法。
运用这种设计方法结合建筑师自己的设计理念，因此出现了一种全新的设计理论参数化主义。
参数化主义1.参数化主义的内涵在Zaha Hadid的作品中，其设计思想不是简单的对参数化设计方法的运用，而是从一个全新的角度去重新认识建筑设计。
参数化只是其所运用的工具，其中所包含的设计理念才是其创新的重点。
它是一种全新的建筑设计方向，Schumacher对此做了理念和实践两个方向的定义(Schumacher, 2010)。
首先，参数化主义在理念方面。
在现代建筑占主流思想的今天，参数化设计的创造性的出现，有着其不同寻常的意义。
它的意义不在于更新了设计方法，也不在于前卫的造型设计，而是在更深层的对建筑设计观的挑战。
它的出现根本上是以社会，经济，生活形态的改变而改变的。
参数化主义在建筑设计观上的改变，是在实体论的认识转移(Ontological Shift),即对世界上所有实体思维方式上的改变。
在传统的建筑设计里，我们的思维模式总是固守在规则的几何形体的范围之内，比如：球体，长方体，柱体，三角形等。
因而这种思维模式决定了我们对建筑设计的理解永远停留在现有是几何体上。
所谓的“创新”也是在这样的思维模式下产生的。
而参数化主义设计中，建筑师将基本设计元素设定为“电脑脚本语言”（Computer Script），以此来生产那些难以描述的不规则Nurb曲面，Nurb曲线，团点，颗粒等。
就是那些我们看起来很前卫的建筑形体，而在这些表现的背后，是建筑设计观的改变和对功能改变的重新理解和追求。
所以就整体风格而言参数化主义并非为了前卫而追求形式本身。
产品参数化设计理论与技1
产品参数化设计理论与技术摘要产品参数化设计是当前CAD/CAM技术中的一个研究热点。
深入研究参数化技术，对于提高企业产品设计创新能力与竞争力的具有非常重要的意义.本文阐述了参数化设计技术的发展历程以及研究现状，指出了参数化技术的未来发展趋势和研究重点。
关键字产品参数化设计发展历程研究现状趋势Product parametricdesign theory and technology Abstract：Product parametric design is the current CAD/CAM technology the hotspot. Further research parametric technology to improve the enterprise product design innovation ability and the competitive power has a very important significance in the paper. The parametric design technology development history and current studies, and points out the future of parametric technology development trend and the focus.Keywords:products parametric design, development course , research situation, trend0 引言众所周知，CAD/CAM技术的发展已经在机械、电子、航空、建筑等领域都获得了很大的应用。
它对提高产品性能和质量、缩短产品开发周期、降低成本和增强市场竞争力发挥了非常重要的作用。
早期的CAD 系统是先绘制出图形, 然后通过人机交互进行尺寸标注,由于系统是用固定的尺寸值定义几何元素, 因此设计者只有对产品的形状、大小、各种属性有了完整的构思后, 才能用计算机生成和输出图形, 但在其几何模型数据库中只有图素的几何信息, 各图素之间没有约束关系, 系统缺乏对非图形信息, 如设计知识、设计约束、功能条件等的表达和处理能力, 修改设计变得相当困难. 这种设计方法只存储了设计的最后结果, 而丢失了设计的过程信息. 参数化设计正是针对这些不足应运而生的.设计师可以根据自己的意图很方便地勾出设计草图，系统同时自动建立设计对象内部各种元素之间的约束关系，以便设计者更新草图尺寸时，系统通过推理机能自动更新校正草图的几何形状并获得几何特征点的正确位置分布。
参数化设计概念
参数化设计概念《参数化设计概念》参数化设计是一种模型驱动的高度可定制的设计方法，它将模型的抽象参数化，使得设计者可以在给定范围内调整模型的参数，从而生成自定义的复杂产品或系统。
它可以帮助设计者快速地实现设计目标，并且更加高效地实现多个变体的设计。
参数化设计既可以用于硬件产品的设计，也可以用于软件系统的设计。
典型的参数化设计技术包括计算机辅助工程和计算机辅助设计。
在参数化设计中，设计者将模型参数定义为不同的输入范围，并设置一组条件，以控制模型在不同的范围内的行为。
一旦参数设定好，设计者可以快速调整模型，以快速实现设计目标。
最后，设计者可以通过模拟器来验证模型，以确保它能够正常工作，同时也满足设计目标。
参数化设计主要有以下优点：（1）可以提高设计效率：由于参数化设计可以把设计过程的大部分步骤自动化，因此可以提高设计的效率。
（2）可以实现更高的自定义效果：通过参数化设计，设计者可以在一定的范围内任意调整模型的参数，实现自定义的设计效果。
（3）可以快速迭代设计：参数化设计可以让设计者快速地进行模型的迭代，从而快速实现设计目标。
参数化设计也有一些缺点，包括：（1）模型复杂度增加：由于参数化设计中的模型参数越多，模型的复杂度也会越高，因此可能会增加设计者花费的时间和精力。
（2）实现参数化可能很困难：实现参数化设计的过程可能非常复杂，因此设计者可能需要花大量的时间和精力来实现。
总之，参数化设计是一个高度可定制的设计方法，它可以帮助设计者更快地实现设计目标，同时又可以实现更高的自定义效果。
然而，实现参数化设计可能需要花费大量的时间和精力，因此设计者需要慎重考虑才能得到最佳效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《基于参数化的风景园林设计行业发展》数字化（digital）“是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再将这些数字、数据转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理后建立数字化模型。
数字计算机的一切运算和功能都是用数字来完成的”[1]，在设计领域中应用时，数字化设计（digital design）“包含的范围非常广泛，只要在设计的任何一个环节以任何方式使用了计算机，都可以说是数字化设计”[1]。
[1] 匡纬. 风景园林“参数化”规划设计发展现状概述与思考[J]. 风景园林，2013（1）：58-64.他们认为在范畴上，数字化设计包含参数化设计。
参数化设计发展简史其实参数化设计思想介入前期方案生成在欧美发达国家早已有之，在20 世纪50~60 年代，美国经历了大萧条之后的第一次建设高峰，而欧洲则忙于处理二次世界大战后满目疮痍的景象。
在经历了为解决居住问题和就业问题而快速发展短暂狂热之后，针对已经空前成熟的资本主义价值观本身，欧美人显然发现本国本地区文化遗产的延续和自然生态保护的重要性。
70 年代后期，计算机技术开始萌芽并以惊人的速度发展，随着晶体管技术的发明和推广，以IBM 为代表的企业纷纷走向计算机技术之路，在这个国际大背景下，在众多的设计公司中，SOM 建筑师事务所是最早意识到计算机能够给建筑行业带来一场前所未有革命的公司，早在20 世纪70~80 年代就提出了BIM（Building information modeling）即“一体化设计”的概念。
伊恩·麦克哈格（Ian Lennox McHarg）是最早将参数化思想运用到生态园林景观设计的设计师之一，《设计结合自然》（Design With Nature，1969）中所介绍的矢量叠合绘制专题图的分析方法在现在看来已经无甚新奇，但在当时的社会环境背景下可谓巨大突破[3] [3]伊恩•伦诺克斯•麦克哈格. 设计结合自然[M]. 芮经纬译. 天津：天津大学出版社，2006.10.实质上，参数化设计并不仅仅是建筑表皮的生成和建筑造型的“酷炫”这么简单，正因建筑本身的非自足性，一系列制约因素必须考虑其中，包括方案阶段的日照、供电、采暖、能源利用、环保、材料，建设过程中的结构实施难度、施工工艺、结构安全性和建成后的各种检验（包括LEED 检验），牵一发而动全身，在这种客观环境要求下，BIM 一体化设计模式就有了意义，其所追求的目标是建筑单体从内而外、自始至终整个生命周期的合理性、科学性和节约性，而现今我们所看到的在中国发生的种种建筑实践，大部分都与此毫无关联。
随着参数化设计在建筑领域的不断发展渗透，一种新的思潮“参数化主义”也随之涌现。
“参数化主义”（parametricism）是由英国皇家建筑师学会建筑师、扎哈·哈迪德（Zaha Hadid）建筑事务所合伙人帕特里克·舒马赫（Patrik Schumacher）最早提出的(如图6)，尽管这个称谓仍有争议，但已在一定范围（哲学领域）内开始运用。
线性景观是可以用简单的数量和逻辑关系概括的、直接性的、静态的景观，以欧洲古典园林为代表的规则对称式园林是最好的例证——一切均以数学上的几何比例为基础扩展开去，甚至将人的尺度也纳入到这一庞大的比例美学系统中来，其从形式到功能布局均是简单的二元关系（从点到点），是可以用x、y、z 三轴向量概括的；而非线性景观则融合了复杂的多元关系，单纯靠几何比例已无法解释其微妙之处，其特征是神秘而和谐，并带有混沌中意外的突变，且其中蕴含着各种逻辑上的关系，甚至哲学和心理学上的某种相互关联，并不单单是美学关联那么简单了。
中国古典园林所蕴含的哲学原理和审美特质，使其体现出朴素的非线性特征来——看似随意而为的外在布局形式，实质上是追随“画意”和中国人眼中的自然主义的结果，而使其被赋予了一种内在的“禅意”在现阶段的中国，面对一个数据充实、分析到位、系统完善而可能平面上不那么好看的科学设计，与一个平面表现十分花哨，却漏洞百出、难以自圆其说的艺术设计，很多决策者可能会毫不犹豫选择后者，因为他们需要的是直观的政绩工程。
这也涉及了关于参数化城市设计的另外一个问题——KPF 资深合伙人拉尔斯·赫赛尔格伦（Lars Hesselgren）认为：参数化设计之所以现在仅仅局限于建筑单体和小尺度园林设计，是由于城市设计受政策影响太大，目前来说参数化方法还无法起到太显著的作用。
虽然参数化城市设计仍然可以根据环境因素设定形式的控制参数，但更多城市设计的基本决议还是关于文化和社会方面的，比如城市密度和交通系统，如究竟采用机动车系统还是地下轨道系统，或者自行车系统，都涉及政策问题，都不是设计上能控制的，在技术的周边还有很多政策性投资的问题。
目前来讲，参数化设计在这个尺度的应用恐怕要大打折扣，而不会像在建筑的尺度那样更有意义[8]。
政策问题涉及很多社会学层面的理论，也有政治大环境的考量，从宏观上来说，是国家所处发展阶段的局限所致。
而在风景园林领域，参数化设计才刚刚起步，国外已经有景观生态领域的相关探索，国内还仅仅局限在小尺度园林设计和景观建筑设计这些无关痛痒的环节上。
不过近年来一些学者和新锐设计师开始研究的参数化景观的低技化营建，具有很强的开拓性和探索性，在中国目前的技术水平条件下有很强的现实意义《参数化设计的应用进展及其对景观设计的启示》Process in Application of Parametric Design and Its Inspiration to Landscape Design参数化设计，作为建筑及城市设计领域的一股热潮，如今逐渐在景观设计中得到应用。
明确了参数化设计的概念，分析了建筑设计中参数、规则和软件平台的应用现状及景观参数化设计的实践进展，总结出景观参数化设计面临的四大问题：应用时间短、范围较窄、整体式景观参数化设计难度大、缺乏专用的景观参数化软件平台。
提出了由景观学科和计算机为基础，设计流程、景观参数、规则矩阵法为核心思想，设计研究、规划与布局、营建与形态、施工与管理为具体应用内容，这3个部分组成的景观参数化设计体系。
复杂性科学是指以复杂性系统为研究对象，以超越还原论为方法论特征，以揭示和解释复杂系统运行规律为主要任务，以提高人们认识世界、探究世界和改造世界的能力为主要目的的一种“学科互涉”(inter—disciplinary)的新兴科学研究形态。
1 参数化设计的概念及其在建筑设计中的应用参数化设计的概念目前关于参数化设计的定义中较为全面、深刻的认识为徐卫国所提到的“参变量控制或表明设计结果的某种重要性质，改变参变量的值会改变设计结果”。
他认为设计过程的关键环节分别为：设计要求信息的数据化、设计参数关系的建立、计算机软件参数模型的建立等[5]。
概括来讲，参数化设计由寻找参数、设定规则和选择软件平台的3个关键过程所组成。
目前这3方面的应用现状总结如下。
[ 5 ] 徐卫国.参数化设计与算法生形[J].世界建筑，2011(6)：110-111. 概括来讲，参数化设计由寻找参数、设定规则和选择软件平台的3个关键过程所组成。
目前这3方面的应用现状总结如下。
景观参数化设计的实践进展2.1 景观参数化设计的2种方式第一种蕴含参数化思想的，如Peter Eisenman设计的犹太人大屠杀纪念碑群(图1)。
我们可以通过参数化设计，设定规则和一组按照某种规律分布的高度值②，借助参数化软件平台，自动生成设计，并形成多个相似的方案。
另一类，有目的的参数化设计的应用，主要集中表现在对于某个景观元素的参数化设计上，目前已有不少成功的案例.2.2 面临的问题2.2.1 参数化设计在景观设计中的应用时间短翻阅参数化设计的历史，从其诞生至今仅有不到50年的时间③，应用在建筑设计的时间也不到30年，而景观设计的真正运用则是最近几年才出现的。
可见，参数化设计在景观设计中的应用尚属起步阶段，所涉及的问题广泛而复杂，参数化设计的融入需要业界不断地探索，并逐步地调整以适合景观学科的发展需要。
2.2.2 参数化设计在景观设计中应用范围较窄参数化设计已经渗透到建筑设计的方方面面，不管是德勒兹哲学影响下的参数化主义对建筑设计理念的变革，还是涉及设计研究、非线性建筑、仿生设计和可持续设计等的应用范围。
相对而言，目前景观参数化设计仅限于单个景观元素的参数化设计，显得较为单薄，应用范围较窄。
2.2.3 整体式景观参数化设计的难度较大整体式景观参数化设计，不仅要求单个景观元素之间是依靠某种规则生成，而且各个景观元素之间也是具有相关性的，是一种景观中的各类要素作为整体而存在的，“牵一发而动全身”的动态式的景观设计方式。
它要求有清晰的逻辑和大量的量化指标，把各个景观要素组织整合起来，这对于计算机智能化程度的要求较高，而且由于景观设计中较多的感性和模糊因素的存在，使得进行整体式景观参数化设计的难度较大。
2.2.4 缺少景观专用的参数化软件平台建筑信息模型(BIM)正火热地推广着④，并且也有着较为成熟的参数化软件平台，如Revit、Digital Project等。
而国内景观行业对常用的辅助设计软件如AutoCAD、3dsMAX、Sketchup 等的运用，依然是停留在描图、设计表现等基础的应用上，加上设计人员一般是自己整理、制作专用于景观设计的模块，彼此之间缺乏行业普遍认可的、系统化和专业化的参数化软件平台所形成的交流环境。
3.1 景观参数化设计体系的基础景观学中，与参数化设计关系较大的是设计研究成果和典型景观模式。
设计研究着重于提炼景观参数和设计规则的成果，具体可包括传统园林布局研究、园林量化研究、景观肌理构成原理、师法自然的植物群落、自然山石组成规律、园林形态与密度、水系分形学研究、景观人体工程学研究等。
而典型景观模式，是在参数化设计诞生之前已经存在的一些关于规则或数据的思想描述，如枯山水、曲径通幽等大自然所给予的灵感；海上三仙山、桃花源等宗教的仙境模式；百尺形、千尺势，黄金分割等数理经验等，这些都可为参数化设计提供依据。
或者我们可以通过参数化设计的方法，编写程序语言进行典型景观模式的参数化设计研究，从这个角度来讲，参数化具有了文化传承的重要意义。
3.2 景观参数化设计的流程①景观参数化设计的核心为：寻找景观参数和设定景观要素的生成规则。
具体流程为：通过背景、功能、文化、业主需求等的分析定位，以参数化思想的角度提炼出景观参数和设定规则，然后选取合适的软件平台，进行算法编程，再通过调整参数的取值范围，得到一系列的相似方案及一些量化指标，再组织设计师、专家、业主等进行方案比较研究，最终确立方案(图8)。
3.5 景观参数化设计的应用举例景观参数化设计的具体应用①，包括从设计前期的设计研究，到设计过程中的规划与布局、营建与形态、施工与管理4大方面。