参数化设计与古建筑：“新“与”古“的碰撞

原创章太雷小镇乌托邦

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参数化设计规则可以适用于当代建筑设计，这是一种传统文化传承的新方式。这种新的方式将会让中国古代建筑文化以一种全新的姿态传播到全世界。

前言

互联网信息时代给各行各业带来了日新月异的变化，建筑设计作为一个传统行业，也面临着信息化的更迭。如今，在传统设计行业中也不断涌现出一批以编程思维以及参数化设计为设计指导的从业者们，尽管当前参数化设计并未在市场中大范围应用，但不可否认，它将是未来的趋势。那么古建筑设计是否能在数据化的时代得到新的发展呢？

参数化建筑模型

新与古的初印象

很多人对于参数化设计的印象，可能来自于Zaha Hadid设计的那些仿生建筑造型；是马岩松创造的那些流线型的三维空间；是各大城市地标、大型公建令人目眩的建筑表皮；也可能是游戏，影视行业的复杂的场景搭建；甚至可以是跨行设计师们手下的灵动的产品外型。而这些都离不开一个字：新。

Zaha Hadid建筑事务所湖南长沙梅溪湖大剧院

MAD建筑事务所哈尔滨歌剧院

Houdini平台下的粒子场形态模拟

乌克兰糕点厨师迪纳拉·卡斯科（Dinara Kasko）的算法建模蛋糕

很多人对于古建筑的印象，可能是各种形式的坡屋顶；复杂的各类大木作如斗拱等榫卯结构、南北方差异的砖木或砖石的结构以及各种雕梁画栋、色彩丰富的彩绘，雕刻等。而这些都离不开一个字：古。

官式古建筑屋顶形式分类

古建筑结构：斗拱

抱鼓石以及柱础上的浮雕

山墙上的雕花

“新”参数化技术的呈现效果与“古”建筑元素的美学表达似乎在某种程度上达到了共鸣，将“新”与“古”放在一起，不是剑拔弩张，而是相得益彰。这种“新”与“古”的奇妙碰撞需要当代设计师们融入更多思考与理念更迭。

代表技术案例

案例一：英国利物浦大学建筑学博士王宇扬博士的研究课题正是以参数化编译为研究手段，将算法思维应用到古建筑重建和保护中。

他们首先将《工程做法则例》和《营造法式》关于中国古代建筑营造方式做深入研究，将其中的建造法则以参数化的手段进行翻译，整合成一套系统的计算机算法，以其为基底，去重新建造古书里面记载的这些建筑。

对官式建筑歇山顶三开间木结构的参数提取与编译

此过程中最常用到的工具是Rhino中的插件Grasshopper（以下简称GH）,作为一款参数化设计工具，GH平台能够允许操作者将转译出的各种建筑相关参数与最终呈现结果以链接形式挂钩，以此达到及时更改、快速反馈的效果。

Rhino的插件Grasshopper

利用GH对参数库进行调试以实现古建模数的控制

这是在遵守古代营造规则的前提下做出的设计创新，最后的作品效果也很棒。通过他的设计，传统建筑的形态，包括屋顶、平立剖立刻就拥有了新的形式，它的新形式实际上是调整了古书中记载的设计法则。

王宇扬博士团队作品：用GH设计的script生成的一组四合院内景

此案例说明了古建营造方式是古建的基因片段，而参数化设计手段是由其组成的造血干细胞，并由它作为分裂的基础，为整个古建筑的有机生命体带来信息时代的新生。

案例二：在追求效率最大化、审美多元化的大环境下，国内BIM技术环境与应用环境仍然处于尴尬的境地。快速建造、高质量建造的需求不断提醒从业者，要坚持推行建筑信息系统工作的搭建，而作为BIM平台的REVIT软件的参数化设计工具——Dynamo在实现古建信息系统构建上有天然优势。

Dynamo与上文中的GH同宗同源，也是衍生式设计（Generative design）的一大利器。他们都可以通过设置基因算法的方式，在设定了部分设计条件的情况下，由计算机自动生成大量的比选方案，从而节省人力。

通过dynamo的Refinery算法对建筑内部空间进行排布

Dynamo基于Autodesk的Revit平台，因此在古建的参数化编译上更加具备优势，它可以实时将各种古建的构件信息记录到模型中，即构件本身即是带有真实物体属性的建筑元素，而不是单纯的计算机上的一个方块、一条线段。这意味着模型完成后，建筑整体的信息系统即被搭建。若将古建的营造方式与信息系统建立关系，形成一个足够庞大的数据库，这将是未来古建筑设计与建造的绝对技术支撑。

案例三：在游戏行业的场景搭建中也仍然存在着大量需要技术美术的工作，例如游戏原神中随处可见各种仿古建筑场景，为达到足够精美的游戏体验，对于建筑物的刻画需要足够细致，足够丰富。

游戏《原神》中的古建风格建筑

从CG美术的角度去分析建筑构件的细节逻辑，斗拱的程序化生成是非常合适的例子。利用游戏行业常用的Houdini参数化建模工具，对斗拱的各个组成部分进行转译，再对搭接关系进行编程，从而完成一个古建屋顶的程序化生成。

一个古建屋顶木作的程序化生成效果

一个古建屋顶木作的程序化生成操作

结语

创新与复古从来都不是冲突和矛盾的，就好像流行文化圈中每隔一段时间就会掀起一场复古的浪潮。人们的审美总在复古与潮流的碰撞中产生多元，在这其中技术的进步往往会被忽视。或许用参数化新技术来做古建设计像是无谓之举，但技术是工具，审美是表观，工具的进步往往会引起表观的变化，追求表观效果是人作为视觉动物的个体属性和追求效益最大化的社会属性所导致的必然结果。乐于探索新旧之间的内在联系才是技术进步的阶梯，研究本身的思考意义在当今环境是大于其现实意义的，唯有打破设计行业的固有思维才能真正提升实效。

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文丨浙江旅游科学研究院章太雷

编辑/版丨蓝多多

责任编辑 | 刘可乐

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