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□ 刊发于《设计新潮》
   2010年第01期

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走在参数化的路上

编者按:

  上世纪80年代,Frank Gehry准备做一条“鱼”,为了建构想要的曲线和弧形,他引用了法国航空工业飞机制造电脑软件CATIA系统,并请求专业技师协助他工作。之后,Gehry成立了Gehry Technology,在CATIA系统中加入适合建筑行业使用的功能,创造了“数字化建筑”。

  时至今日,数字化技术在建筑设计领域内的运用已从最初的电脑辅助演变为模拟人工智能、基于算法的参数化设计阶段。参数化设计即可以是提供新形式的方法,也可以作为优化建构过程的手段。

  它的应用对象涵盖了从城市设计到建筑单体,从立面效果到功能编排,从几何形态到模拟制造,从产品设计到装置展览等等和设计相关的各个领域和层面。在英国,参数化设计背后的强大理论体系正在被不断完善,引领着世界非线性设计的发展;

  在美国,软件的开发和运用,促使参数化设计在多方面得以更好的实践;而在中国,参数化设计正在一条有些特别的道路上疾行。

脑与刀

  参数化的介入使得很多项目从纯粹的现代主义向非线性建筑过渡,建筑师也从装置设计开始,以越来越深入的方式介入到越来越多的项目之中。从结构体系优化到角度定位,从模板生成到空间坐标标注,从立面设计到整体构思,参数化设计对于几何问题的操控远远胜过人手所能达到的程度。

  这也使得参数化设计成为新一代建筑师和老一代建筑师的分水岭——

  老一代建筑师对于参数化的理解和使用更多的是认为它是很好的辅助工具,而对于通过参数逻辑来直接生成建筑形体甚至城市空间的方式并不认同,他们往往更倾向于依赖自己的经验和知识来进行判断。他们不在乎曲线是电脑画出来的还是人手画出来的,而更加在乎它是不是好看,是不是符合自己对于空间的把握和审美取向。所以他们会更多的把参数化设计作为一个工具,一把刀。

  最具代表性的刀派恐怕要数伊东丰雄了,在引领日本建筑现代主义发展数十年之后,突然紧跟潮流做起了非线性建筑,作为建筑界的老前辈却依然走在行业的最前沿,实在令人佩服。2008年完工的“瞑想之森”市营火葬场,就是通过计算机技术把伊东的曲线草图加以空间实现的。伊东对于参数化的理解是:很有用,可以实现很多形式。而他对于形式的生成过程并不特别在意,更关心空间本身的品质和表现力。火葬场的概念来源于田间野鹤的形态,洁白的羽翼,圆润的形体,伊东用一个柔软的屋面来表达这个意向,连成一体的屋面和柱子就像是白鹤的腿和翅膀。除了这个屋顶,其他的做法仍然是现代主义的方盒子。

  新一代的建筑师对于参数化的理解是方法论,他们认为参数化是一套完全有别于建筑师凭经验和想象创造空间的过程:创造空间的是逻辑和算法,更准确的说不是创造空间,而是让空间自己涌现出来。对于这一代建筑师来说,评价参数化建筑好坏的标准既不是建筑的立面是不是美观,也不是建筑的空间是否实用,而是选用的形式逻辑和算法是不是站得住脚,数学模型构建是不是有道理,对于参数和变量的设定是否周全等等。就是因为参数化设计追求的是一种由于变量的变化而发生形体改变的过程,这种变化一旦建成就凝固了,从而与变量失去关系,成为定值。所以我们现在所谓的脑派建筑只是指参数化在形式的推导过程中占了主导地位,或者形式本身就是为了表达参数化的形式逻辑。

  而纯粹的脑派基本只是停留在电脑模型上,比如Moh建筑事务所的进化计算:运用形态生成的原则,导向一个更全面的、由进化和遗传计算提供可能性的建筑和结构设计的方法。在新一代建筑师眼中,参数化设计是方法,是大脑。

  这就是“脑派”与“刀派”之争。

  技术所带来的变革必然会产生分歧,如同上世纪初,钢筋混凝土刚出现的时候,有人用它继续做新古典主义建筑,有人认为混凝土必须被浇筑成现代主义的方盒子一样。在国外,派别之争异常尖锐,先锋的事务所往往是脑派,而手里项目成堆的知名事务所往往是刀派。

名词解释

  参数化设计不等同于数字化设计,后者在范围上包含前者。参数化定义了事物之间的关系,通过在变量与输出之间建立联系,形成衍生关系。它关注的是事物之间的联系,而非事物本身的形式。

  对于非线性有两种理解,一种是曲线和曲面,指区别于直线的笛卡尔坐标系体系的建筑形式,自由的空间曲面、不规则的几何形体、难以描述的体量关系、区别于常规的梁柱结构,以一种更加有机的形象出现。

  另一种比较深层的理解是非线性表达一种逻辑的复杂性,不是简单的线性因果关系,而是很多因果关系交互和互相影响的结构,比如蝴蝶效应、迭代关系、模糊逻辑、混沌等等。而参数化的意义正是建立在理清这个复杂关系的基础上,并且发现复杂表象逻辑背后的简单规律和交互关系,比如分形、迭代、扰动、递归等等。

  参数化实际上是把非线性的形象思维变成了逻辑思维,是对于非线性的阐释和控制。参数化设计借助计算机运算技术和建筑设计软件交互性界面的发展,量化了事物之间的参数化设计逻辑,在实际工程建造中拓展了一片新天地,它不仅是能够实现复杂性设计的技术工具,同时也可以优化已有的主流建筑设计工作流程。

  参数化设计的兴起和计算机的发展密不可分,因为其精确度和应付大量数据的能力是人脑无法完成的,而这种哲学思想和逻辑不仅在建筑界,在几乎各个科学领域和工程领域都掀起了革命。凭借非线性逻辑,人类似乎找到了一条理解神奇而又复杂的自然背后简单规律的道路。
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