參數(shù)化設(shè)計相關(guān)理論

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基于參數(shù)化的風(fēng)景園林設(shè)計行業(yè)發(fā)展 數(shù)字化 digital 是將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字 數(shù)據(jù) 再將這些數(shù)字 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M制代碼 引入計算機內(nèi)部 進行統(tǒng)一處理后建立數(shù)字化模型 數(shù)字 計算機的一切運算和功能都是用數(shù)字來完成的 1 在設(shè)計領(lǐng)域中應(yīng)用時 數(shù)字化設(shè)計 digital design 包含的范圍非常廣泛 只要在設(shè)計的任何一個環(huán)節(jié)以任何方式使用了計 算機 都可以說是數(shù)字化設(shè)計 1 1 匡緯 風(fēng)景園林 參數(shù)化 規(guī)劃設(shè)計發(fā)展現(xiàn)狀概 述與思考 J 風(fēng)景園林 2013 1 58 64 他們認(rèn)為在范疇上 數(shù)字化設(shè)計包含參數(shù)化設(shè) 計 參數(shù)化設(shè)計發(fā)展簡史 其實參數(shù)化設(shè)計思想介入前期方案生成在歐美發(fā)達國家早已有之 在 20 世紀(jì) 50 60 年代 美國經(jīng)歷了大蕭條之后的第一次建設(shè)高峰 而歐洲則忙于處理二次世界大戰(zhàn)后滿目瘡痍的 景象 在經(jīng)歷了為解決居住問題和就業(yè)問題而快速發(fā)展短暫狂熱之后 針對已經(jīng)空前成熟 的資本主義價值觀本身 歐美人顯然發(fā)現(xiàn)本國本地區(qū)文化遺產(chǎn)的延續(xù)和自然生態(tài)保護的重 要性 70 年代后期 計算機技術(shù)開始萌芽并以驚人的速度發(fā)展 隨著晶體管技術(shù)的發(fā)明和 推廣 以 IBM 為代表的企業(yè)紛紛走向計算機技術(shù)之路 在這個國際大背景下 在眾多的 設(shè)計公司中 SOM 建筑師事務(wù)所是最早意識到計算機能夠給建筑行業(yè)帶來一場前所未有革 命的公司 早在 20 世紀(jì) 70 80 年代就提出了 BIM Building information modeling 即 一體化設(shè)計 的概念 伊恩 麥克哈格 Ian Lennox McHarg 是最早將參數(shù)化思想運用 到生態(tài)園林景觀設(shè)計的設(shè)計師之一 設(shè)計結(jié)合自然 Design With Nature 1969 中所介 紹的矢量疊合繪制專題圖的分析方法在現(xiàn)在看來已經(jīng)無甚新奇 但在當(dāng)時的社會環(huán)境背景 下可謂巨大突破 3 3 伊恩 倫諾克斯 麥克哈格 設(shè)計結(jié)合自然 M 芮經(jīng)緯譯 天津 天津大學(xué)出版社 2006 10 實質(zhì)上 參數(shù)化設(shè)計并不僅僅是建筑表皮的生成和建筑造型的 酷炫 這么簡單 正因建 筑本身的非自足性 一系列制約因素必須考慮其中 包括方案階段的日照 供電 采暖 能源利用 環(huán)保 材料 建設(shè)過程中的結(jié)構(gòu)實施難度 施工工藝 結(jié)構(gòu)安全性和建成后的 各種檢驗 包括 LEED 檢驗 牽一發(fā)而動全身 在這種客觀環(huán)境要求下 BIM 一體化設(shè) 計模式就有了意義 其所追求的目標(biāo)是建筑單體從內(nèi)而外 自始至終整個生命周期的合理 性 科學(xué)性和節(jié)約性 而現(xiàn)今我們所看到的在中國發(fā)生的種種建筑實踐 大部分都與此毫 無關(guān)聯(lián) 隨著參數(shù)化設(shè)計在建筑領(lǐng)域的不斷發(fā)展?jié)B透 一種新的思潮 參數(shù)化主義 也隨之涌現(xiàn) 參數(shù)化主義 parametricism 是由英國皇家建筑師學(xué)會建筑師 扎哈 哈迪德 Zaha Hadid 建筑事務(wù)所合伙人帕特里克 舒馬赫 Patrik Schumacher 最早提出的 如圖 6 盡管這個稱謂仍有爭議 但已在一定范圍 哲學(xué)領(lǐng)域 內(nèi)開始運用 線性景觀是可以用簡單的數(shù)量和邏輯關(guān)系概括的 直接性的 靜態(tài)的景觀 以歐洲古典園 林為代表的規(guī)則對稱式園林是最好的例證 一切均以數(shù)學(xué)上的幾何比例為基礎(chǔ)擴展開去 甚至將人的尺度也納入到這一龐大的比例美學(xué)系統(tǒng)中來 其從形式到功能布局均是簡單的 二元關(guān)系 從點到點 是可以用 x y z 三軸向量概括的 而非線性景觀則融合了復(fù)雜 的多元關(guān)系 單純靠幾何比例已無法解釋其微妙之處 其特征是神秘而和諧 并帶有混沌 中意外的突變 且其中蘊含著各種邏輯上的關(guān)系 甚至哲學(xué)和心理學(xué)上的某種相互關(guān)聯(lián) 并不單單是美學(xué)關(guān)聯(lián)那么簡單了 中國古典園林所蘊含的哲學(xué)原理和審美特質(zhì) 使其體現(xiàn) 出樸素的非線性特征來 看似隨意而為的外在布局形式 實質(zhì)上是追隨 畫意 和中國 人眼中的自然主義的結(jié)果 而使其被賦予了一種內(nèi)在的 禪意 在現(xiàn)階段的中國 面對一個數(shù)據(jù)充實 分析到位 系統(tǒng)完善而可能平面上不那么好看的科 學(xué)設(shè)計 與一個平面表現(xiàn)十分花哨 卻漏洞百出 難以自圓其說的藝術(shù)設(shè)計 很多決策者 可能會毫不猶豫選擇后者 因為他們需要的是直觀的政績工程 這也涉及了關(guān)于參數(shù)化城 市設(shè)計的另外一個問題 KPF 資深合伙人拉爾斯 赫賽爾格倫 Lars Hesselgren 認(rèn)為 參數(shù)化設(shè)計之所以現(xiàn)在僅僅局限于建筑單體和小尺度園林設(shè)計 是由于城市設(shè)計受政策影 響太大 目前來說參數(shù)化方法還無法起到太顯著的作用 雖然參數(shù)化城市設(shè)計仍然可以根 據(jù)環(huán)境因素設(shè)定形式的控制參數(shù) 但更多城市設(shè)計的基本決議還是關(guān)于文化和社會方面的 比如城市密度和交通系統(tǒng) 如究竟采用機動車系統(tǒng)還是地下軌道系統(tǒng) 或者自行車系統(tǒng) 都涉及政策問題 都不是設(shè)計上能控制的 在技術(shù)的周邊還有很多政策性投資的問題 目 前來講 參數(shù)化設(shè)計在這個尺度的應(yīng)用恐怕要大打折扣 而不會像在建筑的尺度那樣更有 意義 8 政策問題涉及很多社會學(xué)層面的理論 也有政治大環(huán)境的考量 從宏觀上來說 是國家所處發(fā)展階段的局限所致 而在風(fēng)景園林領(lǐng)域 參數(shù)化設(shè)計才剛剛起步 國外已經(jīng)有景觀生態(tài)領(lǐng)域的相關(guān)探索 國內(nèi) 還僅僅局限在小尺度園林設(shè)計和景觀建筑設(shè)計這些無關(guān)痛癢的環(huán)節(jié)上 不過近年來一些學(xué) 者和新銳設(shè)計師開始研究的參數(shù)化景觀的低技化營建 具有很強的開拓性和探索性 在中 國目前的技術(shù)水平條件下有很強的現(xiàn)實意義 參數(shù)化設(shè)計的應(yīng)用進展及其對景觀設(shè)計的啟示 Process in Application of Parametric Design and Its Inspiration to Landscape Design 參數(shù)化設(shè)計 作為建筑及城市設(shè)計領(lǐng)域的一股熱潮 如今逐漸在景觀設(shè)計中得到應(yīng)用 明 確了參數(shù)化設(shè)計的概念 分析了建筑設(shè)計中參數(shù) 規(guī)則和軟件平臺的應(yīng)用現(xiàn)狀及景觀參數(shù) 化設(shè)計的實踐進展 總結(jié)出景觀參數(shù)化設(shè)計面臨的四大問題 應(yīng)用時間短 范圍較窄 整 體式景觀參數(shù)化設(shè)計難度大 缺乏專用的景觀參數(shù)化軟件平臺 提出了由景觀學(xué)科和計算 機為基礎(chǔ) 設(shè)計流程 景觀參數(shù) 規(guī)則矩陣法為核心思想 設(shè)計研究 規(guī)劃與布局 營建 與形態(tài) 施工與管理為具體應(yīng)用內(nèi)容 這 3 個部分組成的景觀參數(shù)化設(shè)計體系 復(fù)雜性科學(xué)是指以復(fù)雜性系統(tǒng)為研究對象 以超越還原論為方法論特征 以揭示和解釋復(fù) 雜系統(tǒng)運行規(guī)律為主要任務(wù) 以提高人們認(rèn)識世界 探究世界和改造世界的能力為主要目 的的一種 學(xué)科互涉 inter disciplinary 的新興科學(xué)研究形態(tài) 1 參數(shù)化設(shè)計的概念及其在建筑設(shè)計中的應(yīng)用 參數(shù)化設(shè)計的概念 目前關(guān)于參數(shù)化設(shè)計的定義中較為全面 深刻的認(rèn)識為徐衛(wèi)國所提到的 參變量控制或表 明設(shè)計結(jié)果的某種重要性質(zhì) 改變參變量的值會改變設(shè)計結(jié)果 他認(rèn)為設(shè)計過程的關(guān)鍵環(huán) 節(jié)分別為 設(shè)計要求信息的數(shù)據(jù)化 設(shè)計參數(shù)關(guān)系的建立 計算機軟件參數(shù)模型的建立等 5 概括來講 參數(shù)化設(shè)計由尋找參數(shù) 設(shè)定規(guī)則和選擇軟件平臺的 3 個關(guān)鍵過程所組成 目前這 3 方面的應(yīng)用現(xiàn)狀總結(jié)如下 5 徐衛(wèi)國 參數(shù)化設(shè)計與算法生形 J 世界建筑 2011 6 110 111 概括來講 參數(shù)化設(shè)計由尋找參數(shù) 設(shè)定規(guī)則和選擇軟件平臺的 3 個關(guān)鍵過程所組成 目前這 3 方面的應(yīng)用現(xiàn)狀總結(jié)如下 景觀參數(shù)化設(shè)計的實踐進展 2 1 景觀參數(shù)化設(shè)計的 2 種方式 第一種蘊含參數(shù)化思想的 如 Peter Eisenman 設(shè)計的猶太人大屠殺紀(jì)念碑群 圖 1 我們可 以通過參數(shù)化設(shè)計 設(shè)定規(guī)則和一組按照某種規(guī)律分布的高度值 借助參數(shù)化軟件平臺 自動生成設(shè)計 并形成多個相似的方案 另一類 有目的的參數(shù)化設(shè)計的應(yīng)用 主要集中 表現(xiàn)在對于某個景觀元素的參數(shù)化設(shè)計上 目前已有不少成功的案例 2 2 面臨的問題 2 2 1 參數(shù)化設(shè)計在景觀設(shè)計中的應(yīng)用時間短 翻閱參數(shù)化設(shè)計的歷史 從其誕生至今僅有不到 50 年的時間 應(yīng)用在建筑設(shè)計的時 間也不到 30 年 而景觀設(shè)計的真正運用則是最近幾年才出現(xiàn)的 可見 參數(shù)化設(shè)計在景觀 設(shè)計中的應(yīng)用尚屬起步階段 所涉及的問題廣泛而復(fù)雜 參數(shù)化設(shè)計的融入需要業(yè)界不斷 地探索 并逐步地調(diào)整以適合景觀學(xué)科的發(fā)展需要 2 2 2 參數(shù)化設(shè)計在景觀設(shè)計中應(yīng)用范圍較窄 參數(shù)化設(shè)計已經(jīng)滲透到建筑設(shè)計的方方面面 不管是德勒茲哲學(xué)影響下的參數(shù)化主義對建 筑設(shè)計理念的變革 還是涉及設(shè)計研究 非線性建筑 仿生設(shè)計和可持續(xù)設(shè)計等的應(yīng)用范 圍 相對而言 目前景觀參數(shù)化設(shè)計僅限于單個景觀元素的參數(shù)化設(shè)計 顯得較為單薄 應(yīng)用范圍較窄 2 2 3 整體式景觀參數(shù)化設(shè)計的難度較大 整體式景觀參數(shù)化設(shè)計 不僅要求單個景觀元素之間是依靠某種規(guī)則生成 而且各個 景觀元素之間也是具有相關(guān)性的 是一種景觀中的各類要素作為整體而存在的 牽一發(fā)而 動全身 的動態(tài)式的景觀設(shè)計方式 它要求有清晰的邏輯和大量的量化指標(biāo) 把各個景觀 要素組織整合起來 這對于計算機智能化程度的要求較高 而且由于景觀設(shè)計中較多的感 性和模 糊因素的存在 使得進行整體式景觀參數(shù)化設(shè)計的難度較大 2 2 4 缺少景觀專用的參數(shù)化軟件平臺 建筑信息模型 BIM 正火熱地推廣著 并且也有著較為成熟的參數(shù)化軟件平臺 如 Revit Digital Project 等 而國內(nèi)景觀行業(yè)對常用的輔助設(shè)計軟件如 AutoCAD 3dsMAX Sketchup 等的運用 依然是停留在描圖 設(shè)計表現(xiàn)等基礎(chǔ)的應(yīng)用上 加上設(shè)計人員一般是自己整理 制作專用于景觀設(shè)計的模塊 彼此之間缺乏行業(yè)普遍認(rèn)可 的 系統(tǒng)化和專業(yè)化的 參數(shù)化軟件平臺所形成的交流環(huán)境 3 1 景觀參數(shù)化設(shè)計體系的基礎(chǔ) 景觀學(xué)中 與參數(shù)化設(shè)計關(guān)系較大的是設(shè)計研究成果和典型景觀模式 設(shè)計研究著重于提 煉景觀參數(shù)和設(shè)計規(guī)則的成果 具體可包括傳統(tǒng)園林布局研究 園林量化研究 景觀肌理 構(gòu)成原理 師法自然的植物群落 自然山石組成規(guī)律 園林形態(tài)與密度 水系分形學(xué)研究 景觀人體工程學(xué)研究等 而典型景觀模式 是在參數(shù)化設(shè)計誕生之前已經(jīng)存在的一些關(guān)于 規(guī)則或數(shù)據(jù)的思想描述 如枯山水 曲徑通幽等大自然所給予的靈感 海上三仙山 桃花 源等宗教的仙境模式 百尺形 千尺勢 黃金分割等數(shù)理經(jīng)驗等 這些都可為參數(shù)化設(shè)計 提供依據(jù) 或者我們可以通過參數(shù)化設(shè)計的方法 編寫程序語言進行典型景觀模式的參數(shù) 化設(shè)計研究 從這個角度來講 參數(shù)化具有了文化傳承的重要意義 3 2 景觀參數(shù)化設(shè)計的流程 景觀參數(shù)化設(shè)計的核心為 尋找景觀參數(shù)和設(shè)定景觀要素的生成規(guī)則 具體流程為 通過 背景 功能 文化 業(yè)主需求等的分析定位 以參數(shù)化思想的角度提煉出景觀參數(shù)和設(shè)定 規(guī)則 然后選取合適的軟件平臺 進行算法編程 再通過調(diào)整參數(shù)的取值范圍 得到一系 列的相似方案及一些量化指標(biāo) 再組織設(shè)計師 專家 業(yè)主等進行方案比較研究 最終確 立 方案 圖 8 3 5 景觀參數(shù)化設(shè)計的應(yīng)用舉例 景觀參數(shù)化設(shè)計的具體應(yīng)用 包括從設(shè)計前期的設(shè)計研究 到設(shè)計過程中的規(guī)劃與布局 營建與形態(tài) 施工與管理 4 大方面 10 MichaelH Computing Self Organiatio n Environmentally Sensitive Growth Modelling J Architectural Design 2006 風(fēng)景園林 參數(shù)化 規(guī)劃設(shè)計發(fā)展現(xiàn)狀概述與思考 基于 參數(shù)化思維 建立關(guān)系 構(gòu)建復(fù)雜系統(tǒng) 英國建筑聯(lián)盟學(xué)院 景觀都市主義這門課程旨在將傳統(tǒng)風(fēng)景園林設(shè)計中的技術(shù)和操作模式整合入城市領(lǐng)域 在 操作上運用參數(shù)化軟件 嘗試在城市中建立基于抽象關(guān)系的操作系統(tǒng) 構(gòu)建跨越不同尺度 的人工生態(tài) 多個系統(tǒng)形成網(wǎng)絡(luò) 被稱之為 基礎(chǔ)設(shè)施 它能促進城市組織上的統(tǒng)一性 適應(yīng)城市發(fā)展的不穩(wěn)定性 為城市新物質(zhì)的產(chǎn)生創(chuàng)造條件 該課程以工作室 Studio 形 式 分四個學(xué)期完成 亦即設(shè)計的 4 個不同階段 參數(shù)化 輔助 設(shè)計 蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué) 哈佛大學(xué) GSD 數(shù)字景觀技術(shù)研究進展 國際數(shù)字景觀大會發(fā)展概述 Review on Digital Landscape Technology Research Study on Digital Landscape Architecture Conference 1 國際數(shù)字景觀大會概況 國際數(shù)字景觀大會是由德國安哈爾特應(yīng)用技術(shù)大學(xué) Anhalt University of Applied Sciences 主 辦的國際性會議 自 2000 年開始 每年舉辦一屆 到目前為止 會議已成功舉辦 14 屆 會議由該大學(xué)發(fā)起 會議地點大部分在德國德紹 Dessau 的安哈爾特大學(xué) 近幾年開始每 2 年選擇其他國家主辦 每年 5 6 月 世界各地的風(fēng)景園林及相關(guān)專業(yè)學(xué)者相聚在一起 共 同交流和探討數(shù)字景觀發(fā)展的最新成果和趨勢 景觀信息模型 Landscapeinformation modeling LIM 和地理設(shè)計 GeoDesign 的概念分別在 2009 年和 2010 年的會議中第一次被提出 此后的會議中都有對此的專題討論