參數化輔助景觀設計思路實踐研究

文/袁倩 湖南省建筑設計院有限公司 湖南長沙 410000

古往今來，科學技術的發展始終能給藝術注入新鮮的“血液”。上個世紀六十年代，幾何學關聯性中的參數化被運用到計算機學科中，計算機科學驅動著參數化概念的發展，逐漸被人們認識并得以運用。到了九十年代，在一些技術行業領域中可發現參數化理論的影子，尤其是制造業、工業。設計領域最先嘗試參數化設計的有機械設計、工業設計、產品設計，之后逐漸滲透到建筑與景觀、室內設計等領域。

1、參數化景觀設計

參數化景觀設計是兩種概念的集合，其一，參數化設計是一種思維方式，用邏輯性去解讀和認識事物的一種思維模式。其二，作為一種設計技術方法，通過計算機輔助軟件，用直觀、科學的方式構建、衍生、優化、分析設計。本文著重探討的是第二個層面的概念。

2、參數化景觀設計方法

20世紀中后期，互聯網信息化時代來臨，計算機、互聯網的普及和信息爆炸帶來了設計的高效和多元。1997年，查爾斯·詹克斯在AD雜志中以“非線性建筑：新科學=新建筑？”為題的序言中預言運用計算機技術生成的非線性建筑會是2000年后的重要建筑運動[1]。在此之后，最早應用在工業設計的參數化設計受到復雜科學和非線性的轉化，在計算機輔助設計思潮和吉爾·德勒茲等人的思想影響下在建筑領域得以實踐。以參數化設計拓展延伸的參數化主義、數字化設計、數字建造、建筑信息模型等在建筑領域都是重大的成就[2]。

參數化設計在建設領域的滲透不僅只是建筑與規劃領域，還包含室內裝飾、裝置藝術等。近年來，景觀設計中也逐漸出現參數化設計的形態，可見參數化設計的發展呈擴散趨勢。景觀設計的傳統設計思路常從藝術的角度出發，弱化科學性的影響，缺乏邏輯性和較好的協同數字化工作平臺來提高工作效率。參數化景觀設計從數據分析層面和設計思路層面都能更好的輔助完成景觀設計。

參數化帶來了技術同時也拓展了設計方法。常見的景觀設計與參數化結合有對應分形的泰森多邊形和元覆蓋等方法，對應于混沌的吸引子方法等。吸引子中多用點與曲線作為吸引子，常用在grasshopper中。通過與其相關的參數，如距離、高度等來影響周邊物體的尺寸、面積、定位、縮放值等。

圖一 飄帶鏤空三角形細節一；

圖二 飄帶鏤空三角形細節二；

圖三 grasshopper 建模邏輯文件

3、參數化景觀設計案例

3.1 項目概況

案例項目位于湖南省長益高速中段，高速路聯通長沙西與益陽市新區——衡龍新區。益陽市政府決定在此新建一座收費站同時，并在此建設面積約十萬平米的大地雕塑景觀，以產生顯著的門戶效應，從而為招商引資在交通層面提供便利。這一景觀用醒目的顏色和新穎的造型給往來的所有人都形成深刻的印象，從而對益陽市的經濟及城市發展形成正面積極的認識。

益陽位于洞庭湖南岸，是環洞庭湖生態經濟圈核心城市之一，自古是江南“魚米之鄉”。

3.2 設計思路

“魚”、“米”賦予了這片土地生生不息的可能，同時也賦予了我們設計靈感，設計取“魚”、“米”為設計元素。新建的高速路互通連接的是益陽市的新區——衡龍新區，龍在中國傳統文化中是“祥瑞”的象征，取新區中的“龍”為概念。用形態飄揚而流動的紅色飄帶構筑象征“騰龍”和點狀的構筑代表“魚”、“米”，點線兩種構成形態相結合，悠揚而又靈動地穿插在大地與天空之間。

3.3 設計方法及邏輯建構過程

基于參數化輔助設計軟件的出現，使曲面模型建立有實現的可能。施工方可用三維模型中的數據用于加工，施工定位和造價計算。因此在構思方案時，我們可以放開思路，設想傳統設計手段無法完成的曲面構筑景觀。

設計初始，我們通過草圖構思出概念形體，運用Rhino手工建模出初始形體，完成初步概念方案。大地雕塑的主形體可以歸納為兩種元素，主體為騰龍，魚米可視為附屬構筑 物。主體“騰龍”元素設計為抽象飄帶，運用“控制點曲線”工具在三維空間中勾勒出草圖構思的飄帶其中一條邊作為路徑，在垂直于曲線路徑的面上勾勒飄帶的控制截面，截面位置選擇飄帶形態變化的節點。最后用“sweep”工具按提示選擇路徑和截面，形成飄帶造型。在這個過程中，選擇“記錄建構歷史”建成的形體可通過后期編輯路徑和截面自由調整。“魚米”的造型可通過曲線工具勾勒邊線和內部結構線，通過內部結構線建模控件完成形體。

在核定了初始方案后，通過Rhino與Grasshopper聯合的方式完成深化方案。主體橫跨道路的飄帶設計加入了表皮變化，在Grasshopper中運用Triangular模塊為基礎，通過距離因子控制向心偏移三角形的偏移距離，建立大小漸變的三角形曲線群組。通過“從物件建立曲線”選擇漸變的三角形曲線群組投影到飄帶曲面。帶有漸變三角體塊的飄帶象征附帶著“鱗片”的“龍”，隨后通過鱗片的鏤空來增加飄帶的靈動感和通透性，并增加夜晚照明的美感（如圖一、圖二）。

圖四 景觀鳥瞰圖

由于三角面的數量很多，運用手工鏤空剪切會導致繁瑣無意義的工作量，因此通過“hoopsnake”、“surface splite”模塊組合，逐一捕捉每一塊投影到曲面上的漸變三角形的內邊和外邊，鏤空后組合成連續的曲面，得到最終設想鏤空鱗片的龍形飄帶（如圖三）。

大地雕塑選材為鋼材，整體由橫跨高速公路以及高架橋的主拱和相互纏繞、聯系的飄帶構成，主拱最大跨度120m，最大高度29m。作為露天的異形結構，需要抵御各種極端氣候條件，比如高達80℃的晝夜溫差，極端冰雪天氣帶來的積雪、裹冰荷載，酸雨對材料的腐蝕，風及地震等等。整體造型在設計過程中與結構專業數據檢驗聯動，測算在有限的造價下，所能利用的鋼材拱起的高度和距離是否能應對風力使其發生的形變。結構采用立體管桁架、鋼箱梁相互組合的形式，可以兼具受力和美觀需要。

交付施工單位的設計成果由兩部分組成，根據場地坐標和1：1比例建立的精準定位的虛擬Rhino模型，包含內部結構和外部表皮及其構建，以及拆分構件攤平的設計圖紙，為建造施工提供可實施的條件（如圖四）。

結語：

參數化輔助設計可以延伸藝術家的思想和四肢，在參數化設計逐漸影響景觀設計領域的背景下，設計師可展現出在大地的維度上不曾出現的景象，給景觀藝術以新的表達語言和內涵。新的設計思路、理念逐漸出現。施工建造者可借助參數化的數據成果，用于模型加工、精準定位、科學施工，工作模式也得到發展和更新。但是，參數化僅僅只是輔助工具，它無法具備人感知藝術與環境的敏銳能力，應理性看待參數化輔助設計，才能合理科學地運用其技術完成景觀藝術創作，探索新的設計方法和思路。