生成基礎(chǔ)總結(jié)課件

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建筑生成學基礎(chǔ)教程（7總結(jié)）戚廣平

同濟大學建筑城規(guī)學院設(shè)計基礎(chǔ)學科組.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP（一）構(gòu)成與生成：一種思想的變遷（二）生成與參數(shù)化：一種方法的沿革.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP（一）構(gòu)成與生成：一種思想的變遷構(gòu)成的世界觀——一種還原論的思想方法：

自柏拉圖以來，人們長久地習慣采用還原論的思維方法對世界進行簡化，以達到認識世界的目的。尤其是從現(xiàn)代科學的發(fā)源初始，認為物質(zhì)無限可分的現(xiàn)代物理學更是為這種觀念奠定了堅實的哲學基礎(chǔ)。這種觀點認為事物是靜止的、封閉的，存在著絕對的時空觀；時空是線性的、同質(zhì)的、獨立的、局部的，整體等于各組成部分的簡單疊加；在這種世界觀的影響下，人們解釋、闡釋和分析整個世界，總是試圖尋找表層之下隱蔽的深層結(jié)構(gòu)，并試圖在表象的背后挖掘出一個終極存在或此在（ultimatebeingorpresence），這正是西方傳統(tǒng)的“形而上學”所追求的一貫?zāi)繕?。從科學和哲學思想史上來看，法國哲學家笛卡爾是還原論方法的奠基者，他所提出的指導人們思維活動的著名的“四條原則”，完整地表達了還原論的基本內(nèi)涵，笛卡爾的方法論思想經(jīng)過牛頓到愛因斯坦歷代科學家的補充和發(fā)展，經(jīng)過四百年科學實踐的檢驗不斷完善，形成了還原論在現(xiàn)代科學體系中的支配地位。（注：“四條原則”，除了清楚明白的觀念外，絕不接受其他任何東西；必須將每個問題分解成若干個簡單的部分來處理；思想必須從簡單到復(fù)雜；我們應(yīng)該時常徹底地檢查，確保沒有遺漏任何東西）。.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP（一）構(gòu)成與生成：一種思想的變遷生成的世界觀——一種復(fù)雜性科學的思想方法

起源于20世紀80年代的復(fù)雜性科學(complexitysciences)，是系統(tǒng)科學發(fā)展的新階段，也是當代科學發(fā)展的前沿領(lǐng)域之一。復(fù)雜性科學的發(fā)展，不僅引發(fā)了自然科學界的變革，而且也日益滲透到哲學、人文社會科學領(lǐng)域。英國著名物理學家霍金稱“21世紀將是復(fù)雜性科學的世紀”。復(fù)雜性科學主要包括：早期研究階段的一般系統(tǒng)論、控制論、人工智能；后期研究階段的耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學、超循環(huán)理論、突變論、混沌理論、分形理論和元胞自動機理論等。復(fù)雜性科學帶來的首先是一場方法論或者思維方式的變革。其表現(xiàn)為:

(1)它只能通過研究方法來界定，其度量標尺和框架是非還原的研究方法論。(2)它不是一門具體的學科，而是分散在許多學科中，是學科互涉的。(3)它力圖打破傳統(tǒng)學科之間互不來往的界限，尋找各學科之間的相互聯(lián)系、相互合作的統(tǒng)一機制。(4)它力圖打破從牛頓力學以來一直統(tǒng)治和主宰世界的線性理論，拋棄還原論適用于所用學科的夢想。(5)它要創(chuàng)立新的理論框架體系或范式，應(yīng)用新的思維模式來理解自然界帶給我們的問題?？傊?，復(fù)雜性科學是指以復(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)，以提高人們認識世界、探究世界和改造世界的能力為主要目的的一種“學科互涉”(inter—disciplinary)的新興科學研究形態(tài)。.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP（一）構(gòu)成與生成：一種思想的變遷生成的世界觀——一種復(fù)雜性科學的思想方法(一)對還原論的批判和超越。

我們所論及的還原論(Reductionism)，指的是涉及一切科學領(lǐng)域的、一般哲學意義上的還原論，是廣義的還原論，不是局限在某一學科領(lǐng)域內(nèi)(如生物學、物理化學)的還原論；是在方法論層次上談?wù)撨€原論，不是在本體論還原或者理論間還原層面上談?wù)摰倪€原論。還原論的思想可以說是源遠流長。中國古代的思想家們和古希臘的哲學家們在探討物質(zhì)的構(gòu)成和世界的本源時所提出的一系列思想便可以看成是還原論思想的萌芽，但這些萌芽與現(xiàn)代意義上的還原論思想相差很大?！斑€原論是把物質(zhì)的高級運動形式(如生命運動)歸結(jié)為低級運動形式(如機械運動)，用低級運動形式的規(guī)律代替高級運動形式的規(guī)律的方法。還原論認為，各種現(xiàn)象都可被還原成一組基本的要素，各基本要素彼此獨立，不因外在因素而改變其本質(zhì)，通過這些基本要素的研究，可推知整體現(xiàn)象的本質(zhì)”復(fù)雜性科學研究的一個共同特點，便是在方法論層面對還原論的批判和超越?！俺健笔俏鞣秸軐W中經(jīng)常用到的一個術(shù)語，超越不是徹底否定和拋棄原來，而是經(jīng)過它又超越它。如果我們從方法論層面上來理解還原論，就會發(fā)現(xiàn)近代科學的產(chǎn)生、發(fā)展與所取得的成就都離不開還原論的作用，現(xiàn)代科學所取得的成就大部分是在還原論思想的指導下取得的。由此可見，在科學研究領(lǐng)域內(nèi)，包括復(fù)雜性科學研究領(lǐng)域，想徹底否定還原論是不現(xiàn)實的。我們所做的是要“超越還原論”，而非“否定還原論”。.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP（一）構(gòu)成與生成：一種思想的變遷生成的世界觀——一種復(fù)雜性科學的思想方法(二)對整體論的追求和超越。

整體論(Holism)是指用系統(tǒng)、整體的觀點來考察有機界的理論。20世紀30～50年代，貝塔朗菲總結(jié)了生命科學的新成就，在批判機械論和活力論的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地提出了有機體論即整體論。如同還原論一樣，整體論的思想萌芽也早已有之。我國古代醫(yī)學經(jīng)典《黃帝內(nèi)經(jīng)》最大的特點便是從調(diào)理人的整體機能入手看待和醫(yī)治疾病。古希臘哲學家亞里士多德關(guān)于“離開人的手就不算人的手”的論斷，更是對整體思想的強調(diào)。實際上，整體論思想應(yīng)該比還原論思想誕生得還要早，只不過后來隨著西方近代科學的興起，整體論在科學研究中起到的作用逐漸衰微。

整體論強調(diào)生命系統(tǒng)的組織化、目的性特征，反對機械論把世界圖景歸結(jié)為無機系統(tǒng)微觀粒子無序的、盲目的運動，但是整體論卻忽略了偶然性、隨機性在生命發(fā)展中的作用。復(fù)雜性科學的興起，首先舉起了反對還原論方法的大旗，因為復(fù)雜性科學的研究對象是復(fù)雜系統(tǒng)，而復(fù)雜系統(tǒng)本身的多樣性、相關(guān)性、一體性必然是與其自身的整體性緊密聯(lián)系在一起的。由此可見，復(fù)雜性科學與整體論的淵源關(guān)系很深。雖然整體論思想批判了還原論思想的局限性，揭示了事物間的相互依賴性和聯(lián)系性，但是整體論思想仍不可避免地帶有機械構(gòu)成論的局限。這說明，整體論思想并不等同于復(fù)雜性科學的方法論。.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP（一）構(gòu)成與生成：一種思想的變遷生成的世界觀——一種復(fù)雜性科學的思想方法

（三）“復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)”的建構(gòu)：

復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)由美國圣塔菲研究所提出，這種由復(fù)雜性觀念與莫蘭和普利高津的復(fù)雜性觀念有很大的區(qū)別。蓋爾曼(M.Gell～mann)指出：“在研究任何復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的進化時，最重要的是要分清這三個問題：基本規(guī)則、被凍結(jié)的偶然事件以及對適應(yīng)進行的選擇?！?/p>

“被凍結(jié)的偶然事件”是指一些在物質(zhì)世界發(fā)展的歷史過程中其后果被固定下來并演變?yōu)檩^高級層次上的特殊規(guī)律的事件，這些派生的規(guī)律包含著歷史特定條件和偶然因素的影響。蓋爾曼認為，事物的有效復(fù)雜性只受基本規(guī)律少許影響，大部分影響來自“凍結(jié)的偶然事件”。蓋爾曼隨后還指出了復(fù)雜系統(tǒng)的適應(yīng)性特征，即它們能夠從經(jīng)驗中提取有關(guān)客觀世界的規(guī)律性的東西作為自己行為方式的參照，并通過實踐活動中的反饋來改進自己對世界的規(guī)律性的認識。也就是說，系統(tǒng)不是被動地接受環(huán)境的影響，而是能夠主動地對環(huán)境施加影響，因此，他認為復(fù)雜性科學研究的焦點不是客體的或環(huán)境的復(fù)雜性，而是主體自身的復(fù)雜性——主體復(fù)雜的應(yīng)變能力以及與之相應(yīng)的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP（一）構(gòu)成與生成：一種思想的變遷從構(gòu)成到解構(gòu)：

現(xiàn)代主義在以還原論為基礎(chǔ)的思想方法影響下，通過強調(diào)事物的完整性，整體性和自律性，并運用“自上而下”的總體性原則構(gòu)建了現(xiàn)代建筑學體系中的“秩序和等級”觀念，并用“和諧、統(tǒng)一、完整”等具有形而上學主觀審美的原則構(gòu)建了所謂理性的“秩序”來規(guī)范建筑設(shè)計的方法和過程，從而在一定程度上有將自然、復(fù)雜的客觀現(xiàn)象簡化、歸納或還原為一種人們可以認知、把握和操作的人造物的傾向。然而，在上世紀80年代，隨著復(fù)雜性科學觀念的產(chǎn)生，建筑師也受這種復(fù)雜性思想的影響，開始突破現(xiàn)代主義建筑中既有的“構(gòu)成”觀念。無論在平面設(shè)計界，還是在建筑界，重視個體部件本身，反對總體統(tǒng)一的解構(gòu)主義哲學開始被建筑設(shè)計師所推崇，實質(zhì)上，解構(gòu)主義也正是從建筑領(lǐng)域開始發(fā)展。

“解構(gòu)”思想是對傳統(tǒng)的形而上學那種不容質(zhì)疑的哲學信念發(fā)起的挑戰(zhàn)，是對自柏拉圖以來的西方形而上學傳統(tǒng)的大加責難，其思想最大的特色是反中心、反權(quán)威、反二元對立、反形而上學的理論?！敖鈽?gòu)主義”對人類思想可以說產(chǎn)生了深遠的影響，人類智力領(lǐng)域似乎沒有一個未被它的精神所感染。

.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP（一）構(gòu)成與生成：一種思想的變遷

從構(gòu)成到解構(gòu)：

然而在建筑領(lǐng)域，那種基于德里達思想所派生出的解構(gòu)主義建筑在將理論轉(zhuǎn)化為實踐的過程中卻走入了困境。當解構(gòu)主義“消解”和“分延”的結(jié)果就是最終完全打破和切斷一切既有的構(gòu)成關(guān)系的同時，也是一種將建筑導向無序和非理性的過程。“還原”和“解構(gòu)”這兩種對建筑“有序”和“無序”的極端觀念所導致的“構(gòu)成”和“反構(gòu)成”的設(shè)計方式其實都是一種人為的主觀產(chǎn)物，只不過前者將“和諧、統(tǒng)一、完整”的原則強加在了“構(gòu)成”之上，而后者是將“反中心、反權(quán)威、反二元對立”強加在“反構(gòu)成”之上。但無論這兩者的表現(xiàn)結(jié)果如何，歸根結(jié)底其“構(gòu)成”或“反構(gòu)成”都是一種人為的、主觀的對建筑客體進行粗暴干涉的結(jié)果。

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克里斯·亞伯(ChrisAbel)在《可見與不可見的復(fù)雜性》中，就對這種純形式上的復(fù)雜性進行抨擊，并稱之為“偽復(fù)雜性”：“……這些建筑師只好設(shè)計了一些復(fù)雜性的假象來掩飾他們?nèi)找妾M窄的視野。我們看到的不是真實的人類發(fā)展和對話，而是一個可憐的替代品，通常披著晦澀的外衣，讓人難以了解其實質(zhì)。這股風潮曾經(jīng)宣揚了一種更加開放的設(shè)計過程，但是相反，我們看到的卻是愈發(fā)的故弄玄虛和自戀”。庫哈斯也曾對這種單純著眼于形式的做法提出了異議：“我對解構(gòu)主義之所以抱持著懷疑態(tài)度，實際上是因為他們(那些解構(gòu)主義建筑師——引者)在不規(guī)則的幾何形體與片段化、價值多元的世界之間畫上了等號，預(yù)設(shè)了一個想法天真、粗糙庸俗的類比關(guān)系。然而，這樣的類比關(guān)系在相當程度上依賴視覺感官，并且由個別分子組合而成，所以是相當傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)。對我而言，這種現(xiàn)象是非常刻意修飾下的產(chǎn)物”

建筑形式上的復(fù)雜性并不意味著復(fù)雜性的建筑，今天我們這里所關(guān)心的復(fù)雜性世界更多地取決于它是否受各種各樣的復(fù)雜性因素的影響而非僅僅從主觀審美的層面。（一）構(gòu)成與生成：一種思想的變遷.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP（一）構(gòu)成與生成：一種思想的變遷從解構(gòu)到生成：

“生成”（becoming）是德勒茲理論中非常獨特的觀念，可以用他的“塊莖”（rhizome）思想來解釋。所謂的“塊莖”首先不同于我們所通常認為的那種“一脈相承”或者是“高度統(tǒng)一”的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)往往被稱為樹狀（arborescentstructure）或根狀（rhizomicstructure）結(jié)構(gòu)：樹狀結(jié)構(gòu)用來比喻線性的、循序漸進的、有序的系統(tǒng)；根狀結(jié)構(gòu)假定了一種隱藏的或潛在的統(tǒng)一性，盡管表面上看起來是無中心的，非統(tǒng)一的。然而，“塊莖”結(jié)構(gòu)既是地下的，同時又是一個完全顯露于地表的多元網(wǎng)絡(luò)，有根莖和枝條所構(gòu)成；它沒有中軸，沒有統(tǒng)一的源點（pointsoforigin），沒有固定的生長取向，而只有一個多產(chǎn)的、無序的、多樣化的生長系統(tǒng)。

就方法論而言，“生成”同“構(gòu)成”表象背后的終極存在或此在不同，“生成”所感興趣的恰恰是從未隱藏過的關(guān)系，不是表象和其背后隱藏的意義之間的關(guān)系，而是一個現(xiàn)象與其它客體、一個現(xiàn)象與其外部的關(guān)系。“生成”從不追問現(xiàn)象是什么，所要理解的內(nèi)容是什么；相反，它追問現(xiàn)象的狀態(tài)是什么，與它相關(guān)或不相關(guān)的強力是什么關(guān)系，它是如何演進的，又引起了哪些自身的變形。由此可以看出，德勒茲的“生成”觀念既和傳統(tǒng)形而上學的“構(gòu)成”劃清了界限，因為它并不探求事物表象背后的本質(zhì)，同時它也和德里達的“解構(gòu)”保持了距離，“生成”在否認本質(zhì)的時候，并未像德里達那樣通過“暴力”切斷了事物的現(xiàn)象和本質(zhì)的關(guān)系，而只是將探求的重點轉(zhuǎn)向了該事物和其它事物的聯(lián)系或者關(guān)系，并以動態(tài)的眼光審視該事物在這種關(guān)系中的變化和演進。.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP（一）構(gòu)成與生成：一種思想的變遷·從解構(gòu)到生成：

正是“生成”這種既無源點又重視事物之間聯(lián)系的觀念為我們在一個復(fù)雜性世界中重新審視建筑學提供了一種新方法論。在這里，“生成”更多地受到各種內(nèi)部和外部因素的影響。同時，“生成”并不以某種人為的法則或者是審美情趣作為預(yù)設(shè)的目標，而是在設(shè)計中強調(diào)“生成”的方式，即重視各種影響設(shè)計的參變量的相互作用，也重視設(shè)計自身的邏輯規(guī)則的演化過程，從而最終讓建筑形態(tài)自然的浮現(xiàn)。這樣就將作為“結(jié)果”的“構(gòu)成”轉(zhuǎn)化成了作為“過程”的“生成”。因此，從這個意義上講，如果說“構(gòu)成”的方法論更多地被描述為是“自上而下”的話，那么，“生成”就體現(xiàn)出“自下而上”的設(shè)計思想。實際上，生成性和構(gòu)成性的關(guān)系正如德勒茲所言：生成性的快照就是構(gòu)成性，構(gòu)成性的時間發(fā)展就是生成性；（生成的過程可以被描述為是一系列的構(gòu)成隨著時間進行連續(xù)變化的過程，就如同電影單幅膠片的連續(xù)播放形成動態(tài)的影像）.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP基于德勒茲的“生成”觀念，“生成體系”具有以下三個方面的特征：1，“隨機性”的生成“體系”如果我們將“構(gòu)成”看作是人為對事物本質(zhì)的再現(xiàn)，那么“生成”不存在于一個本原、本質(zhì)或深層結(jié)構(gòu)，但存在于千層的平臺（milleplateaux），一種無止境的多重性立場，由此可建造的只是臨時性的工程。建筑生成設(shè)計只探索建筑的表層結(jié)構(gòu)，生成的體系是臨時性的穩(wěn)定，像塊莖狀蔓延；,2，“自下而上”的生成“途徑”如果我們將“構(gòu)成設(shè)計”比喻為是一個“自上而下”（top－down）的過程，那么“生成設(shè)計”就是一個“自下而上”（bottom－up）的過程。3，“利益單元”的生成“結(jié)果”如果我們將“構(gòu)成設(shè)計”看作是人為主觀的法則將建筑各要素進行組織，那么“生成設(shè)計”的基本方式是利益界定的單元（外部環(huán)境和內(nèi)部機能各要素）遵循建筑自身規(guī)則進行演化并擴展形成整體。其中，每個單元都可以最大限度地爭取其自身的“利益”，同時，也是整體建筑效能最優(yōu)化平衡體系中不可缺少的一部分。（一）構(gòu)成與生成：一種思想的變遷.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP（三）機制與參數(shù)化·衍生式設(shè)計軟件：3dmax，Microstation，Skethup，ACAD以及其下編程VBA，Revit，Rhino以及其下編程RhinoScript和Grasshopper，DigitalProjectbyGehryTechnology

·性能分析類軟件：渲染工具VRAY，Ecotect，能耗分析EnergyPlus，通用有限元分析Algor，有限元流體分析Fluent，鴻業(yè)日照模擬軟件，空間句法Depth/Syntax2D，有限元結(jié)構(gòu)分析Robot·基礎(chǔ)工具類軟件：折紙工具pepakura，ArcGIS，通用程序開發(fā)平臺MicrosoftVisualStudio.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP（二）生成與參數(shù)化：一種方法的沿革（一）參數(shù)化設(shè)計原理1，基于《形態(tài)發(fā)生學》（

morphogenesis）的生成設(shè)計原理

一顆植物或一個動物之所以長成某種形狀，有兩種力量控制著它成型，第一種力量來自于自身的遺傳基因（DNA）作用，它作為內(nèi)在法則構(gòu)成形態(tài)代碼，制約了生物形態(tài)的生成；第二種力量來自于外部動力的限制，各種外部條件作用于某種生物，它們只能調(diào)節(jié)自身形態(tài)迂回或融入各種外力和關(guān)系結(jié)構(gòu)之中，才能長期存活生長。因而外部的條件及內(nèi)在的基因促使生物進行自組織及自調(diào)節(jié)，從而自適應(yīng)于各種條件而得以生存。

如果我們承認建筑是一有生命行為的動態(tài)場所，那么，按照生物形態(tài)發(fā)生規(guī)則，建筑的形體應(yīng)該與其外部環(huán)境以及內(nèi)部活動之間具有密切的關(guān)系。因而，建筑設(shè)計的使命也就是讓建筑形體產(chǎn)生于建筑所處特定地段的外部影響以及特定建筑的內(nèi)部要求，這樣，建成的建筑可與所處場地的條件及在建筑中活動的人之間具有連續(xù)性及協(xié)調(diào)性，從而保持三者之間的積極互動，產(chǎn)生建筑活力。.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP2，參數(shù)化設(shè)計（Parametricdesign）的定義：

建筑的外部影響及內(nèi)部要求可以看作一個復(fù)雜系統(tǒng)，眾多外部及內(nèi)在因素的綜合作用決定設(shè)計結(jié)果。我們可以把各種影響因素看成參變量（Parameter），并在對環(huán)境表現(xiàn)及建筑性能（Performance）研究的基礎(chǔ)上，找到聯(lián)結(jié)各個參變量的規(guī)則，進而建立參數(shù)模型（Parametricmodel），運用計算機技術(shù)生成建筑體量、空間、或結(jié)構(gòu)，且可以通過改變參變量的數(shù)值，獲得多解性及動態(tài)性的設(shè)計方案。（二）生成與參數(shù)化：一種方法的沿革.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP3，參數(shù)化設(shè)計的機制：

參數(shù)化設(shè)計實際上就是要找到一種關(guān)系或稱規(guī)則，用這一關(guān)系或規(guī)則來模擬影響建筑設(shè)計的某些主要因素表現(xiàn)出的行為或現(xiàn)象(這里把影響建筑設(shè)計的因素看作參(變)量或參數(shù))，進而用計算機語言描述關(guān)系或規(guī)則，形成軟件參數(shù)模型，然后通過軟件技術(shù)輸入?yún)⒘考白兞繑?shù)據(jù)信息并轉(zhuǎn)化成圖形，這個圖形就是設(shè)計的雛形。軟件參數(shù)模型給建筑設(shè)計帶來了靈活性，可以滿足設(shè)計過程牛命有機特性及動態(tài)連續(xù)復(fù)雜性的要求，當設(shè)計的條件或設(shè)計想法改變的時候，可以修改軟件參數(shù)模型得到新的結(jié)果，當變量的大小值改變的時候，可以在已有參數(shù)模犁上。改變輸入信息就可得到新的結(jié)果，這樣，設(shè)計結(jié)果變得可控。另一方面，影響建筑設(shè)計的因素除了主要的因素外還有其他因素，當通過軟件參數(shù)模型得到設(shè)計的雛形后，可以根據(jù)其他因素的影響，進一步調(diào)整雛形，得到更高程度上滿足設(shè)計要求的設(shè)計結(jié)果。與人工操作的過程毆計相比，計算機參數(shù)化設(shè)計實際上提供了一個抽象的造型機器，它可以讓設(shè)計過程反反復(fù)復(fù)地反饋，可以輸入不同條件得到多個結(jié)果，可以對設(shè)計結(jié)果進行多次修正，這是人工操作做不到的。參數(shù)化設(shè)計過程中的規(guī)則及描述規(guī)則的語言、軟件參數(shù)模型、參量及變量、以及生成的形體都是顯形可見的，與建筑師傳統(tǒng)的設(shè)計過程相比，再也不是人腦黑箱生形的不可見過程，相反，它是邏輯化可控的科學設(shè)計過程。（二）生成與參數(shù)化：一種方法的沿革.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP二．參數(shù)化建筑設(shè)計過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)1．設(shè)計要求信息的數(shù)據(jù)化（集合的數(shù)據(jù)化描述）設(shè)計要求是設(shè)計的起點，包含了人的活動行為對建筑的要求，以及周邊環(huán)境對設(shè)計的要求。對場地進行直觀調(diào)查可有助于我們準確了解周邊環(huán)境特征，而對未來建筑使用者進行訪談，觀察相似功能建筑中使用者的活動行為等方法可獲得更可靠的設(shè)計信息；但對于參數(shù)化設(shè)計來說，對周邊環(huán)境特征及人的活動行為的數(shù)字化描述是最為關(guān)鍵的T作，因為這些數(shù)字化的信息將是建筑形態(tài)生成的基礎(chǔ)。2．設(shè)計參數(shù)關(guān)系的建立（生成機制的參數(shù)化描述）建筑設(shè)計是一復(fù)雜系統(tǒng)，影響設(shè)計的因素眾多，在計算機參數(shù)化設(shè)計時，往往首先找到影響設(shè)計的某些主要因素表現(xiàn)出來的行為或現(xiàn)象，并用某種關(guān)系或規(guī)則來模擬這些行為或現(xiàn)象的特征，比如中國城市規(guī)劃展覽館建筑中，往往以城市總體模型為中心，參觀者通常首先環(huán)繞總體模型參觀，之后再參觀周邊的其他展廳，這一像面包圈一樣的人流參觀動線可以被看成影響設(shè)計的主要因素，這里，面包圈町以作為設(shè)計的基本關(guān)系，而中心模型的尺寸，建筑空間的高低，人流量的大小，周邊展廳的數(shù)量及大小等可被看成決定面包圈這一關(guān)系的參數(shù)。但我們有了這些’認識，我們就有了基本的設(shè)計參數(shù)關(guān)系。（二）生成與參數(shù)化：一種方法的沿革.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP3．計算機軟件參數(shù)模型的建立（生成模型的參數(shù)化描述）當有了基本的設(shè)計參數(shù)關(guān)系，我們就要用計算機語言描述參數(shù)關(guān)系，形成軟件參數(shù)模型。軟件參數(shù)模型的建立可通過不同的途徑，比如，使用已有軟件菜單，如Rhino軟件里的放樣操作；也可使用已有的參數(shù)化設(shè)計軟件，如DP、GC、Grasshopper等建立形態(tài)參數(shù)模型；或利用已有軟件的腳本語言的描述實現(xiàn)參數(shù)關(guān)系的圖形可視化，如MAYA里的MEL語言或Rhino里的Rhinoscripting等；當然我們也可在操作系統(tǒng)平臺上編寫程序生成符合要求的圖形。當我們給軟件參數(shù)模型各變量輸入一定的值的時候，就得到設(shè)計雛形，當改變輸入值時，可得到新的設(shè)計雛形。4．設(shè)計雛形的進化（衍生狀態(tài)的生成模型）從設(shè)計要求的某些主要因素得到的設(shè)計雛形一般只解決了建筑設(shè)計這一復(fù)雜系統(tǒng)的主要矛盾，許多其它因素也應(yīng)該對設(shè)計結(jié)果產(chǎn)生作用，以便最終設(shè)計成果能最大程度地滿足使用者活動行為的要求，并與環(huán)境相適應(yīng)。這樣，設(shè)計雛形還需在其它因素的作用下進化，正因為設(shè)計雛形是在參數(shù)化軟件條件下的圖形，所以它可以接受其它的軟件程序操作，從而發(fā)生形態(tài)優(yōu)化變形并發(fā)展到令人滿意的設(shè)計結(jié)果。（二）生成與參數(shù)化：一種方法的沿革.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP5．最終設(shè)計形體的參數(shù)化結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及構(gòu)造邏輯（臨界狀態(tài)的模型）建筑設(shè)計這一復(fù)雜系統(tǒng)的各種因素的綜合作用通常導致最終設(shè)計形體是一不規(guī)則的非線性體，僅僅滿足于此是不夠的，因為這一非線性形體如果沒有結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及構(gòu)造邏輯的支持是沒有說服力的，也就是說設(shè)計還沒完成，進一步考慮設(shè)計的基本結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及構(gòu)造邏輯可以打開通向該建筑的構(gòu)件加工及實際建造的通道。參數(shù)化的設(shè)計對確立建筑形體的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及構(gòu)造邏輯十分有利，我們可以研究計算機軟件生成非線性形體時的內(nèi)在邏輯，顯示這一建構(gòu)系統(tǒng)并可把它用來作為實際建造的基本結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；我們也可以在軟件內(nèi)根據(jù)形體的應(yīng)力分布進行分塊并研究單元體之間的連接構(gòu)造，以這種方法作為基本結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；也可以首先研究某種自然界生物的結(jié)構(gòu)關(guān)系并把它用來作為非線性體的基本結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，等等諸如此類的結(jié)構(gòu)關(guān)系也是當今建筑師及結(jié)構(gòu)工程師樂于探索的對象。構(gòu)造邏輯是指在大的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)下，有限尺寸的分塊材料如何被連接到一起，聯(lián)系的關(guān)系應(yīng)該與結(jié)構(gòu)邏輯具有連續(xù)性。6．設(shè)計成果的測試與反饋（生成的評價與反饋）參數(shù)化過程設(shè)計的終極目標是要獲得最高程度滿足使用要求的設(shè)計結(jié)果，盡管設(shè)計過程的邏輯性在很大程度上保證了這一點，但是，設(shè)計結(jié)果究竟是否滿足要求仍需進行測試，這是必要的環(huán)節(jié)，目前我們還只能依靠有限的手段對結(jié)果檢測，如借用ECOTEC、DUST等軟件或自編程序測試設(shè)計結(jié)果，并把測試的結(jié)果借助參數(shù)化平臺反饋到設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，同時調(diào)整各個環(huán)節(jié)使設(shè)計結(jié)果更趨完善。從以上論述我們也可看出參數(shù)化過程設(shè)計具有種種特點：1．參數(shù)化過程設(shè)計的起點在于對人及環(huán)境的尊重；2．設(shè)計策略在于通過判斷和取舍對過程的控制決定設(shè)計結(jié)果：3．設(shè)計過程遵循前后連續(xù)的因果邏輯關(guān)系可獲得與設(shè)計起點相對應(yīng)的設(shè)計結(jié)果：4．結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及構(gòu)造邏輯的研究保證了設(shè)計結(jié)果的可實施性。（二）生成與參數(shù)化：一種方法的沿革.總之，參數(shù)化設(shè)計對于建筑設(shè)計法而言，其實就是將建筑設(shè)計過程看成生命有機發(fā)展過程；而“生成”概念實際上是對動態(tài)的闡述，把事物的產(chǎn)生及其歷時性特征展現(xiàn)出來，因而，對建筑設(shè)計法的影響在于將設(shè)計過程看成是動態(tài)、連續(xù)的進化發(fā)展過程，設(shè)計結(jié)果只不過是這一過程的瞬間暫時性的“事件”?！斑^程”及“生成”概念對建筑設(shè)計方法的直接影響就是將作為“結(jié)果”的建筑設(shè)計轉(zhuǎn)化為作為“過程”及“生成”的建筑設(shè)計，將尋求確定解答的設(shè)計流程轉(zhuǎn)化為尋求開放系統(tǒng)的設(shè)計過程。（二）生成與參數(shù)化：一種方法的沿革.參數(shù)化設(shè)計的環(huán)節(jié)場地調(diào)查與設(shè)計條件整理參數(shù)化非線性設(shè)計方法的特點是通過參數(shù)化模型將影響建筑設(shè)計的各種因素組織在一起并生成設(shè)計，設(shè)計的起點是場地條件、建筑功能需求等內(nèi)外部因素。因此，首先需要進行場地調(diào)查及人的行為、活動分析，收集與設(shè)計相關(guān)的各種條件信息，之后通過分析找出其中的一種或幾種關(guān)鍵因素，作為參數(shù)化模型中生成建筑雛形的輸入條件。構(gòu)筑參數(shù)化模型，生成建筑雛形這是參數(shù)化非線性設(shè)計過程的關(guān)鍵步驟。根據(jù)上一步找到的影響設(shè)計的關(guān)鍵因素與需要解決的設(shè)計問題，尋找適當?shù)乃惴ɑ蜿P(guān)系規(guī)則，構(gòu)建參數(shù)化模型，以反映影響因素間相互作用的復(fù)雜關(guān)系，生成建筑的基本形體。修正和完善建筑雛形上一步參數(shù)化生形過程得到的建筑基本形體已反映出主要因素對設(shè)計的影響。這一步則按照次要因素的需求對建筑雛形進行修正和進化。生成結(jié)構(gòu)和表皮系統(tǒng)同時研究形體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及構(gòu)造邏輯，尋找構(gòu)件生產(chǎn)及建筑建造的有效途徑。設(shè)計結(jié)果的性能檢查前面步驟生成的建筑設(shè)計是否滿足設(shè)計要求，需要建筑師進行檢驗。這里將對建筑設(shè)計進行模擬檢驗，包括與建筑相關(guān)的環(huán)境測驗，如聲、光、熱環(huán)境分析，人流、車流模擬及人的活動與建筑關(guān)系的測試等。.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP目前常用的軟件工具和算法包括：曲面建模軟件，如AutodeskMaya和Rhinoceros等；參數(shù)化建模軟件和工具，如GehryTechnology在Catia基礎(chǔ)上開發(fā)的DigitalProject、Bentley的GenerativeComponents及Rhinoceros插件Grasshopper等；計算機程序和腳本語言，如Maya內(nèi)置語言MEL、Rhinoceros中的腳本語言Rhinoscript、面向圖像和動畫的編程環(huán)境Processing及C++等計算機程序語言等；模擬工具，如Maya中的流體和粒子系統(tǒng)模擬、流體模擬軟件fluent、建筑物理環(huán)境模擬軟件Ecotect、結(jié)構(gòu)計算軟件SAP2000和Ansys等；從參數(shù)化設(shè)計用到的算法來說，包括L系統(tǒng)、多代理系統(tǒng)（MAS）、元胞自動機、遺傳算法、Voronoi算法（泰森多邊形）等。（二）生成與參數(shù)化：一種方法的沿革..ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJIUNIVERSITYCAUP.ARCITECTURALGENERATINGTONGJ