參數(shù)化藝術(shù)設(shè)計(jì)在城市景觀創(chuàng)意設(shè)計(jì)中的教學(xué)應(yīng)用

摘 要：隨著城市化進(jìn)程的加快，城市公園、城市濱水景觀等景觀課題再次成為了城市規(guī)劃的前沿，在高校景觀專業(yè)的教學(xué)中也越來(lái)越注重加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)意表現(xiàn)能力的培養(yǎng)。景觀橋梁創(chuàng)意設(shè)計(jì)是其中一個(gè)重要課題，橋梁設(shè)計(jì)在城市濱水環(huán)境中，是聯(lián)系兩部分空間的重要紐帶，同時(shí)，參數(shù)化設(shè)計(jì)在景觀設(shè)計(jì)教學(xué)中也逐漸受到重視，并不斷地得到運(yùn)用和發(fā)展，尤其是在方案設(shè)計(jì)初步階段，有利于學(xué)生進(jìn)行方案深化與創(chuàng)意構(gòu)思。

關(guān)鍵詞：參數(shù)化設(shè)計(jì)；創(chuàng)意；形態(tài)；橋梁設(shè)計(jì)

基金項(xiàng)目：本文系2014年河南省科技廳軟科學(xué)研究項(xiàng)目“河南省創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)中參數(shù)化藝術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用研究”（項(xiàng)目編號(hào)：142400411298）研究成果。

城市濱水景觀中的橋梁設(shè)計(jì)在當(dāng)代的景觀教學(xué)中往往都會(huì)運(yùn)用新材料新工藝，同時(shí)在課程教學(xué)中也存在很多對(duì)抽象的藝術(shù)造型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性摸索的內(nèi)容，這給設(shè)計(jì)教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)提出了更高的要求。參數(shù)化設(shè)計(jì)中的流動(dòng)性、連續(xù)性、自由性、復(fù)雜性和分離性在一定程度上讓觀賞者有了非同尋常的視覺(jué)體驗(yàn)，突破了一般建筑作品在造型上的局限性。新材料的應(yīng)用與藝術(shù)造型的完美結(jié)合，也可讓設(shè)計(jì)者能夠淋漓盡致地表現(xiàn)其思想，也使整個(gè)作品具有智能化的伸張性、可觀性、可塑性，亦使環(huán)境的內(nèi)在關(guān)系和現(xiàn)實(shí)關(guān)系得到融匯，增強(qiáng)了現(xiàn)代感和藝術(shù)感。

參數(shù)化的概念是在當(dāng)代景觀藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)中較新的內(nèi)容，為設(shè)計(jì)提供了新的方法。學(xué)生們對(duì)參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念也頗為關(guān)注，越來(lái)越多的設(shè)計(jì)師也青睞于此，同時(shí)也使人們多了一個(gè)可以操縱的系統(tǒng)。目前參數(shù)化在景觀設(shè)計(jì)的教學(xué)中主要包含以下兩個(gè)方面：

（一）參數(shù)化設(shè)計(jì)在橋梁創(chuàng)意設(shè)計(jì)建模過(guò)程中的有效性

參數(shù)化設(shè)計(jì)在橋梁設(shè)計(jì)的初步階段作為一種全新的設(shè)計(jì)方法和技術(shù)手段能夠輕松靈活地對(duì)橋體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行建模與調(diào)整，在很大程度上能夠優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，并且在參數(shù)之間建立新的數(shù)值關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)拓?fù)浼s束關(guān)系，適用于方案指出的模型修正和開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)意思維能力進(jìn)行多樣方案的生成，這樣就能在設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)周期方面更加高效和有效。

（二）3D打印技術(shù)在橋梁創(chuàng)意設(shè)計(jì)中的輔助表現(xiàn)

目前3D打印技術(shù)還只是處于初期發(fā)展階段，但是其發(fā)展速度卻迅速地?cái)U(kuò)張到各個(gè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，它試圖通過(guò)抽象的藝術(shù)表現(xiàn)形式來(lái)表達(dá)可視世界的感受，表達(dá)設(shè)計(jì)者的思想，表達(dá)藝術(shù)的超越性，去創(chuàng)造“純粹的藝術(shù)”“純粹的抽象”，從而體現(xiàn)新時(shí)代的使用價(jià)值和精神價(jià)值，為以后的設(shè)計(jì)創(chuàng)造了無(wú)限可能。

一、參數(shù)化設(shè)計(jì)在景觀教學(xué)領(lǐng)域中的發(fā)展現(xiàn)狀

參數(shù)化設(shè)計(jì)是近些年來(lái)新興的建筑設(shè)計(jì)方法，更是一種先進(jìn)的技術(shù)手段。國(guó)外相當(dāng)一部分知名設(shè)計(jì)師都在其作品中大量運(yùn)用了參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法，國(guó)內(nèi)各高校在某些教改課程中也逐漸引用了參數(shù)化設(shè)計(jì)的一些手法來(lái)輔助教學(xué)，并且有相當(dāng)一部分先鋒設(shè)計(jì)師都開(kāi)始重視參數(shù)化設(shè)計(jì)方法。概括來(lái)說(shuō)，參數(shù)化設(shè)計(jì)下的建筑是一種連續(xù)的形體，在技術(shù)性的控制下能夠與周圍的環(huán)境相互影響相互分析，以至于將方案發(fā)展成為一種由概念到具體的、以建筑或形態(tài)為視覺(jué)實(shí)體的結(jié)構(gòu)要素，并且存在巨大的可變性、復(fù)雜性、定制性的“獨(dú)特”形體。

二、參數(shù)化設(shè)計(jì)的邏輯性

參數(shù)化設(shè)計(jì)是為了在技術(shù)上解決建筑設(shè)計(jì)這一綜合矛盾體。但是在面對(duì)建筑設(shè)計(jì)的復(fù)雜性時(shí)，可以通過(guò)不同的角度來(lái)選擇參數(shù)，并設(shè)定參數(shù)關(guān)系。在構(gòu)建參數(shù)控制模型時(shí)，可以選擇其中的一個(gè)或幾個(gè)作為切入點(diǎn)，來(lái)進(jìn)行參數(shù)關(guān)系的建立。

（一）形態(tài)邏輯

參數(shù)化設(shè)計(jì)中的形態(tài)邏輯是指將某些具有一定規(guī)律性和組織性的形態(tài)通過(guò)設(shè)計(jì)思維來(lái)進(jìn)行重構(gòu)，得到可以控制建筑形體組織參數(shù)和表現(xiàn)形式的參數(shù)，進(jìn)而生成具有非線性建筑設(shè)計(jì)特點(diǎn)的新的形態(tài)。然而這些新的形態(tài)的創(chuàng)造是要以自然環(huán)境中的任何一個(gè)具有可參照的形體的形態(tài)特征而展開(kāi)的，而在這些紛繁復(fù)雜的形態(tài)背后，卻有著秩序井然的組織原則。我們現(xiàn)在所研究的參數(shù)化設(shè)計(jì)其實(shí)就是在探究它們的內(nèi)部邏輯。

（二）功能邏輯

功能至上是建筑設(shè)計(jì)的首要原則，高效地解決復(fù)雜的功能系統(tǒng)是邏輯功能的重要職責(zé)。隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，如何將不同類型、不同風(fēng)格的建筑的特點(diǎn)，在功能組織的原則下進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)和規(guī)劃是參數(shù)化設(shè)計(jì)中的邏輯功能所在。對(duì)于有特定使用要求的建筑，比如對(duì)動(dòng)靜、聲音要求比較高的空間，可以利用點(diǎn)陣密度或其他方式來(lái)代表功能空間所具有的屬性，然后進(jìn)入到計(jì)算機(jī)軟件中，通過(guò)確定運(yùn)算法則，來(lái)得到功能空間動(dòng)靜特征值的分布，進(jìn)而確定功能排布。

（三）材料邏輯

在建筑形體產(chǎn)生的過(guò)程中，建筑師的設(shè)計(jì)要求和目的將會(huì)緊密地結(jié)合建筑特定的功能和要求。材料的不同會(huì)直接反映到建筑的表皮和結(jié)構(gòu)，將會(huì)形成完全不同的表達(dá)效果。此時(shí)，參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)便逐一顯露處理，設(shè)計(jì)師將以其對(duì)材料的理解以獨(dú)立的審美和設(shè)計(jì)感產(chǎn)生多種方案的構(gòu)成，更多的是探討建筑形態(tài)的特性。大多數(shù)內(nèi)容是設(shè)計(jì)師主觀地對(duì)材料的把控參與非線性建筑參數(shù)化的設(shè)計(jì)過(guò)程，大多數(shù)情況下并不一定具有精確的數(shù)學(xué)式的表達(dá)。

（四）結(jié)構(gòu)邏輯

建筑結(jié)構(gòu)是建筑設(shè)計(jì)中的精髓所在，建筑力學(xué)和建筑結(jié)構(gòu)的配合是該建筑能否獨(dú)具特色的保障。建筑結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)師對(duì)建筑最終形態(tài)的理性判斷，同時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)是支撐建筑的骨架，是建筑形式充分表達(dá)的物質(zhì)基礎(chǔ)。建筑設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容是建筑結(jié)構(gòu)的選擇以及構(gòu)件之間的聯(lián)結(jié)，不同的結(jié)構(gòu)邏輯對(duì)建筑設(shè)計(jì)的影響是絕對(duì)的，不僅結(jié)構(gòu)類型的選擇會(huì)對(duì)建筑的形式產(chǎn)生根本性影響，而且同種結(jié)構(gòu)類型下采用不同構(gòu)件組合方式也會(huì)帶來(lái)建筑形式邏輯的巨大變化。

三、軟件設(shè)計(jì)在參數(shù)化設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

目前，參數(shù)化設(shè)計(jì)操作的軟件可分為兩類：

第一種是專門(mén)開(kāi)發(fā)的具有參數(shù)化操作界面的設(shè)計(jì)軟件，如Digital Project（基于Catia），Generative Components（基于Bently的Microstation），Revit（基于AutoCad）等。主要是在軟件平臺(tái)中建立起不同建筑構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)，以使在設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中，當(dāng)一類建筑構(gòu)件，比如墻的形態(tài)位置發(fā)生變化，其他的構(gòu)件如門(mén)窗、地面、屋頂?shù)饶芨?lián)動(dòng)，而不是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要重新花大量時(shí)間人工構(gòu)建模型。

第二種是通過(guò)各種三維軟件本身自帶的腳本語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行參數(shù)編碼，如基于犀牛軟件上的RhinoScript，基于Maya軟件上的MEL語(yǔ)言。雖然采用不同的語(yǔ)法，但二者都是軟件本身所自帶的內(nèi)置語(yǔ)言。以Grasshopper、Processing等為代表的可視化、圖形化編程工具讓計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)不強(qiáng)的建筑師也能更好地利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力生成復(fù)雜形體。這類軟件可以應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)全過(guò)程，在輸入與輸出之間通過(guò)代碼或可視化編程模塊，使建模速度和模型編輯修改能力大大提高，建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生整體聯(lián)動(dòng)。

四、參數(shù)化設(shè)計(jì)在景觀創(chuàng)意橋梁設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

（一）課題背景

目前，由于過(guò)多重視橋梁的工程技術(shù)方面的建設(shè)要求，而對(duì)其與周圍環(huán)境協(xié)同構(gòu)成的復(fù)合空間所具有的功能與價(jià)值等存在理解和認(rèn)識(shí)上的不足，所以此方面的研究并不是很深入，甚至影響到城市環(huán)境的和諧建設(shè)。城市濱水橋域空間正是本著“以人為本”的原則，基于市民的日常戶外活動(dòng)行為提出的，更多地關(guān)注對(duì)人需求的滿足，以體現(xiàn)對(duì)社會(huì)的主體——人的關(guān)愛(ài)。

（二）城市景觀創(chuàng)意橋梁設(shè)計(jì)的思路分析

城市景觀創(chuàng)意橋梁設(shè)計(jì)，是為了利用當(dāng)今時(shí)代下的新科技和新材料去創(chuàng)造更多的具有深遠(yuǎn)意義的藝術(shù)形態(tài)作品，通過(guò)新材料和數(shù)字化設(shè)計(jì)的運(yùn)用擺脫和顛覆傳統(tǒng)模式的古板沉重的印象，獲得輕巧、靈動(dòng)、飄逸的形式，特別是對(duì)于曲線、抽象、不規(guī)則、自由組合等藝術(shù)形態(tài)的另一種實(shí)現(xiàn)。更多地追求對(duì)觀賞者視覺(jué)的強(qiáng)烈沖擊力，給人們一種時(shí)尚感、簡(jiǎn)約感、科技感，讓人們能夠體會(huì)到不一樣的時(shí)間和空間的轉(zhuǎn)換。更為世人傳達(dá)出年輕人思潮的轉(zhuǎn)化，推動(dòng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域快速走上未來(lái)之路。而在不久的未來(lái)，這些抽象藝術(shù)品在被世人用高科技得以詮釋的同時(shí)，又提醒著世人在世界科技高速運(yùn)轉(zhuǎn)的今天，這種新材料、新科技制作手段已經(jīng)逐漸為藝術(shù)、設(shè)計(jì)打開(kāi)通往未知?jiǎng)?chuàng)新的大門(mén)。

橋梁設(shè)計(jì)要滿足兩岸的人流及車輛通行需求，要充分考慮交通的流向，創(chuàng)意表達(dá)要在三維空間中流轉(zhuǎn)，創(chuàng)造出行云流水般的美感。根據(jù)場(chǎng)地分析注重光線分析，渲染周邊景觀效果，提升整個(gè)空間領(lǐng)域的精神氣息，成為具有鮮明特色的、突出的空間符號(hào)，同時(shí)設(shè)計(jì)中也要有更深層次的精神含義，包含更多的人文內(nèi)涵。通過(guò)參數(shù)化的設(shè)計(jì)讓橋體的創(chuàng)意設(shè)計(jì)能夠形成動(dòng)態(tài)的、不斷變化的場(chǎng)所。有著充滿表現(xiàn)力的結(jié)構(gòu)、輕巧流暢的形態(tài)、優(yōu)美的體量及充滿情調(diào)的、演化為可以容納更多行為的空間場(chǎng)所，以此增強(qiáng)周邊環(huán)境的觀賞性，打破常見(jiàn)性的橋的實(shí)質(zhì)功能。

（三）建筑模型的材料選擇與加工方法

以3D打印技術(shù)為依托，通過(guò)參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行建模與制作。采用新材料進(jìn)口光敏樹(shù)脂，它符合 SLA技術(shù)用材料根據(jù)其工藝原理和原型制件的使用要求，具有粘度低、流平快、收縮小、溶脹小、無(wú)毒副作用等性能特點(diǎn)，造型后材料呈半透明磨砂狀質(zhì)感，成型后產(chǎn)品具有較強(qiáng)的硬度和強(qiáng)度，表面光滑，凝固速度極快，另外，配合亞克力、金屬、PVC板材等常規(guī)材料。

（四）景觀創(chuàng)意橋梁設(shè)計(jì)手法的創(chuàng)新及其成果

將參數(shù)化運(yùn)用于創(chuàng)意方案設(shè)計(jì)之中是該課程教學(xué)的亮點(diǎn)之一，3Dmax軟件是一個(gè)適用于三維曲面建模的設(shè)計(jì)軟件，它可以快速做出各種優(yōu)美曲面的珠寶、建筑、室內(nèi)景觀小品等各種藝術(shù)造型的形態(tài)。使異性曲面形體的設(shè)計(jì)藝術(shù)作品可以更輕易地得以實(shí)現(xiàn)，從而讓更多的抽象的藝術(shù)作品誕生，而且它的準(zhǔn)確性很高，誤差性極小，同時(shí)配以3D打印技術(shù)和新型材料等。

五、結(jié)語(yǔ)

總之，參數(shù)化設(shè)計(jì)并不僅僅是用來(lái)構(gòu)成復(fù)雜幾何形態(tài)的工具，它還是一種把環(huán)境進(jìn)行分析從而使環(huán)境與設(shè)計(jì)本身具有更強(qiáng)的契合，且更有邏輯性的一種設(shè)計(jì)方法。作為設(shè)計(jì)工具的參數(shù)化軟件，如 rhino、 grasshopper、 revit等軟件還是需要在教學(xué)中加強(qiáng)?，F(xiàn)如今參數(shù)化設(shè)計(jì)的發(fā)展，并不代表著傳統(tǒng)的現(xiàn)代主義設(shè)計(jì)方法會(huì)被其取而代之，更不是說(shuō)所有的設(shè)計(jì)都要依附于參數(shù)化這一方法。只有不斷地創(chuàng)新、不斷地發(fā)展，中國(guó)的設(shè)計(jì)在前人的基礎(chǔ)上去其糟粕取其精華，加強(qiáng)與國(guó)際行業(yè)的交流學(xué)習(xí)合作，才能最終實(shí)現(xiàn)與世界的先進(jìn)設(shè)計(jì)并肩前行。

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作者簡(jiǎn)介：

孫勇，鄭州大學(xué)西亞斯國(guó)際學(xué)院講師，碩士，研究方向：環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)，景觀設(shè)計(jì)。