參數化建模特點與建筑美學的映射關系

王樹　馮天

摘要：建筑設計中，建筑形體的形態的優美與否主要取決于建筑師的美學修養，但由于設計方式的不同，在建模與推敲時，常常因為軟件的操作方式等因素的誘導或制約，讓建筑師的設計經常結果帶有一些軟件的特色，如使用sketchup軟件的設計的建筑往往方形體塊較多較為明顯，而使用rhino建模的建筑往往充斥著大量的曲面與雙曲面，等等。

關鍵詞：參數化；建筑美學

中圖分類號：TU-86 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5312（2019）12-0198-01

一、建筑美學基本原則

建筑美學經過多年的累積與演變，逐漸形成了以下幾種公認的美學原則變化與統一，對比與和諧，比例與尺度，對稱與均衡，節奏與韻律，空白與虛實。

二、參數化建模的特點

由于參數化設計的設計方式為“邏輯建模”的設計方式，與傳統的建模方式有較大不同，所以其生成的形體也通常有較為明顯的特點，參數化設計與建模的模型結果大抵都包含以下幾種特點的一種或幾種：

1.不完全重復：由于參數化設計可以對體塊進行快速復制與對形體的快速批量調控，使得普通手工建模手段難以做到的這種特性可以快速在參數化模型里表現出來。

2.物理擬真：參數化設計的邏輯性建模時，可以在其邏輯中引入一些如重力，磁場等物理量對形體進行干涉，創作出手工難以做到的，更加擬真的形體。

3.漸變：參數化建模時，在不完全重復性的背后，往往都跟隨著漸變效果，如形體的大小，形狀，顏色等的變化。而如果將這種漸變效果與其他的條件相關聯，就可以做出更具有韻律感的干擾漸變。

4.數學：參數化設計中常常加入大量的數學函數與定理來影響形體的生成，使設計模型中含有大量的函數關系與數學關系，同時可以引入一些三維的函數圖像作為建筑設計的形體依據，使數學本身的美在建筑中也體現出來。

5.有機：參數化建模時的如果使用循環類運算器或細胞自動機等運算器時，可以使形體具有比較明顯的有機感，或可以使形體自然生長，變形等。

三、映射關系

以上幾種特點都是傳統建模方式無法實現或實現起來要耗費大量時間與精力的，但參數化建模時卻可以快速且方便的構建此類模型。而且以上幾種特點都擁有與傳統的建筑美學基本原則相映射的關系，所以大量的參數化設計成果都較為有機且優美。下面簡述以上幾種特點與建筑形式美基本法則的映射關系：

1.不完全重復性與變化統一的映射關系：參數化設計的整體建筑大都由極少種類的基本元素組成，使建筑的表皮或整體體塊具有高度的統一性，然而建筑本身雖然使用元素極少，但通常每個元素的個體之間有擁有各自的規律變化，使每一個元素看似相同，實則各不相同，不完全重復便是參數化設計對多樣統一的理解與解釋。

2.漸變與韻律的映射關系：作為與不完全重復元素相輔相成的漸變效果在參數化設計應用中也占了很大的比率，在建筑表皮或形體上使用漸變效果可以給具有不完全重復性的表皮與形體賦予變化邏輯，在這種漸變邏輯之下還可以給漸變邏輯本身施加更深一層的干擾，從而給予其漸變之下的漸變，對其表皮與形體等施加多層的漸變之后，便會呈現出如同交響樂般的韻律感，同時在韻律感之下，又賦予的建筑更多的層次感。

3.數學與比例的映射關系：傳統建筑設計中經常使用一些模數來達到形式上的美學效果，如黃金比例等，但是傳統的建模與設計方式只能將少量的模數引入建筑設計，而參數化設計的邏輯建模特點，則可以快速引入大量的數學函數圖像作為設計的基礎，將更多種類的模數引入建筑設計中，使建筑本身呈現出數學的理性之美。

4.其他美學特點：使用循環運算器獲得的分形圖形往往具有很連貫且多樣的層次感與有機感，使設計在足夠復雜的前提下又具有統一感，使用一些模擬運算器可以仿照自然的肌理與形體，網格細分運算器可以將形體調整的更加圓滑流暢，使形體具有更優秀的連續性與整體性。

四、結語

參數化給了建筑師一個快速調整與更改方案的方法，而且這種設計方法的誕生給了許多新銳設計師一個更加自由的設計方式，讓設計師的想法可以更快更便捷更準確的放入建筑模型中，并以建筑模型為基準進行深化設計，最大程度的利用計算機的能力完成人力難以完成的作業，這才是參數化設計的主要目的。

軟件只是工具，參數化設計僅僅是幫助設計師完成傳統建模方法難以完成的模型，只有提高設計師的內在能力，才能誕生優秀的建筑。