我院付汉东总监新作《Grasshopper形式解析案例与模式》正式出版发行

2021-05-19 发表

 

由我院设计总监付汉东编著的《Grasshopper形式解析案例与模式》,由东南大学出版社正式出版发行。

 

   参数化设计在建筑设计行业已经越来越受到广大建筑师的关注。越来越多的重要的、标志性的建筑都或多或少地在使用参数化设计。Grasshopper作为一款基于Rhino平台运行的可视化编程语言,是数据化设计方向的主流软件之一,同时与交互设计也有重叠的区域。与传统设计方法相比,Grasshopper可以通过输入指令或编写算法程序,使计算机根据拟定的算法自动生成结果,以及替代机械性的重复操作及大量具有逻辑的演化过程,从而可以有效的提升设计人员的工作效率。
   
   对于大部分建筑师来说,程序编程是一件让人望而却步的事情,但好在有些编程的设计师已经为我们准备好了一些简便的、可视化的工具。不了解编程的设计师,也可以很容易组织起自己的程序,避开那些复杂的计算机语言的规则和符号。在这些软件中,较突出的是 Rhino 平台下的 Grasshopper 软件。

   本书作者将在设计工作实践及学习中遇到的比较好的、与建筑设计相关的案例和感悟整理出来,编成70个案例,展示了 Grasshopper 可视化编程命令,解析一些形式设计范例及软件相关使用的探索。供读者学习参考。
 

本书主要分为两个部分,第一部分是形势解析案例,第二部分命令与逻辑建构。为保持算法的完整性、命令之间的关联性,本书提供的形式解析案例都是以连续的、明确的图示化命令组合为主,辅助以步骤的简要介绍,使人们更好地理解命令的使用情景,更好地关注于算法的逻辑建构过程。

 

01 形式解析案例

    在传统建筑设计中,人们依赖于当时的设计手段,常常固守在"规则的几何形体"方面。尽管建筑史上也有不少应用曲线、曲面的成功案例,但是设计师更多地在二维空间中使用曲线。复杂的三维曲线、曲面则是设计师尽量回避的,因为它们难以绘制、定位、控制和施工。在此意识基础之上,人们习惯性地形成了对规整曲线、曲面应用的建筑形象的期待,这些心照不宣地成为影响人们形成过往理想建筑的重要因素。

    参数化使人们对曲线、曲面的控制以及对随机性的描述变为可能,参数化的特点符合人们新时代在造型领域的创意、竞争需求。一方面人们开发出来的应用程序更加简洁高效。另一方面社会的多方面进步,使这个过去只能依靠使用计算机语言的少数人员才能完成的专业领域,现在已扩大到更大范围。
参数化设计软件已从大型工作站逐步向普通计算机应用转移,并越来越平民化,更容易被掌握。设计师经过简单的学习和较短时间的训练,就可以初步掌握其基本的命令与逻辑。即便对于非专业人员而言,参数化设计软件也非常容易上手。其技术门槛越来越低,参与的非编程类的各专业人员也越来越多。

    参数原本是一个数学概念。它首先意味着自身是一个变量。在一系列变量间,存在着自变量和因变量。如果引入一个或一些变量来描述自变量和因变量的变化,引入的变量本身并不是当前问题必须研究的变量,我们把这样的变量叫作参变量或参数。在解析几何中,图形几何性质与代数关系保持着联系,人们用含有字母的代数式来表示变量,这个代数式叫作参数式,其中的字母叫作参数。进一步而言,如果曲线上任意一点的坐标x,y都是某个变数t的函数x=ft), y=φ(t),那么其方程组称为这条曲线的参数方程。联系×、γ之间关系的变数称为参变数,简称参数。例如圆的参数方程x=a+rcosθ,y=b+rsinθ,(a,b)为圆心坐标,r 为圆半径,O为参数。显然,目前的参数化设计,已经扩展了上述数学参数的概念,人们把控制几何图形的各种变量均称为参数。

 

 

02命令与逻辑建构

    在Grasshopper 中,命令不再是按顺序输入的字母,而是可视化的类电池模块,它们直接根据左侧的输入数据产生右侧的输出数据,绝大部分同时在Rhino中做出结果,显示虚像。这种特定格式下,只有使用提供的命令才能驱动软件。所以针对初学者学习的大量 Grasshopper 教程就是教会大家学习这些命令的功能。但是很多人学习完上述单个命令后却发现不知如何使用。

    通过Grasshopper 进行的参数化设计,其表现形式有着自身的特点,其解决问题的途径和效果在一定范围内呈现出一定的规律。这些工作方式经过不断完善和归纳,就呈现出特点鲜明的逻辑建构模式。它们与完成的目标趋势保持一致性,使人们更快地建构起达成目标的逻辑。命令(包括固定搭配的命令功能扩展)和逻辑建构程序构成了 Grasshopper  用于解决具体问题的两个重要组成部分。