基于參數化方法的空間形態及表皮設計研究

在數字技術迅速發展的今天，參數化作為一種前衛的設計手段正在向主流方向邁進，參數化技術在空間設計中的運用也愈加廣泛。本文通過分析參數化的起源、發展趨勢及其對設計界的影響，再結合實際案例淺析參數化在空間形態、表皮設計中的運用。

引言

參數化設計概述

參數化最初出現在工業設計領域中，參數化設計是數字化設計發展進程中的一個分支，或者說演變類型之一。參數化強調的是輸入與輸出的對應關系，參數既可以是靜止數值也可以是動態數據，通過改變和修正參數得到結果的多元可能。參數化設計需要在計算機中設定一定的邏輯和規則，當變量或參數發生改變時，參數影響結果而不改變原先定義的邏輯和規則，設計重在內部關系的設立。參數化設計對傳統設計方法具有顛覆性意義，是一種革新、高效的設計思維。參數化正在影響和改變建筑設計、城市設計、景觀設計、室內設計等設計領域。

參數化設計對空間形態及表皮樣式的影響

1.形態塑造

參數化作為塑造空間形態的一種手段，為設計提供了無限的可能性。形態是既定的設計規則與參數變量在三維空間上的一種幾何表述，參數化設計的核心內容是對原型的幾何操作，使原型適用于既定的目標。在這個操作過程中，設計師控制的是空間形態生成所具有的邏輯和規則，而非空間形態本身。設計師利用參數化軟件生成的邏輯與規則，通過調整其中可變量的數值達到對空間形態的改變和優化，最終使空間形態達到設計師所期望的藝術效果。

從理性的構筑層面來看，空間設計是一門嚴謹性的學科，因此在利用參數化手段進行空間設計時必須遵循理性、科學的設計原則，設計的形態最終要符合人的活動行為。

設計師可以利用Maya、Rhino等強大的參數化建模軟件，進行復雜的非線性形態設計。大量的非線性空間告訴我們，利用參數化手段設計出的空間體面關系往往是一個貫穿整體的三維曲面，其類似于一種生物表皮的整合形態。隨著設計軟件技術的不斷提高和改革，曲面形態的制作也趨于多樣性，現代空間設計形態呈現出各種幾何曲線，例如圓、橢圓或是某種規律的樣條曲線，甚至是在曲率上不連續的多段線。設計師將這種幾何曲線形態所需要的理性構筑原則結合感性的審美情趣，通過強大的計算機軟件輔助設計最終設計出符合現代人們審美需求的整合形態。

一個空間的形態設計往往蘊含著某種文化或者寓意。例如，杭州奧體中心的形態設計結合了錢塘江的地域文化特征，其罩棚的形態就是由曼妙的蓮花花瓣演變而來。而這些巨大優美花瓣的形態生成及其組合排列都借助了參數化手段來實現完成，巨大“花瓣”作為整個空間中的重要元素，設計者經過不斷的參數調整和形態優化，最終生成了我們今天所看到的參數化作品。

2.表皮設計

表皮作為附著在形態外表下的衣服，是首先吸引人們眼球的亮點，因此設計師也會下更多的功夫為空間量身打造適合它的外衣。表皮的生成和形態的生成同樣需要內在的邏輯支撐，而優美的空間表皮在參數化平臺下會表現出其本身的邏輯美與秩序美。在許多優秀的空間表皮設計中，設計師會綜合運用褶皺、折疊、嵌片等表現形式。

無論是仿生的鱗片還是漸變的孔洞形態，參數化表皮設計的前提是對其內在形態結構的重構，其目的是對原有形態進行細節上的優化。例如杭州奧體中心體育游泳館，建筑在原有形態基礎上披上精心打造的華麗外衣，使整個表皮呈現出生物鱗片狀的形態。

參數化設計吸引人的地方就在于對形態的細分與重構，這會使形態設計與更為細小的構造單元設計直接地聯系在一起，并且相互產生影響。杭州奧體中心體育游泳館生物鱗狀的表皮實際上是由一個個菱形網格組成，菱形網格的劃分是對曲面的細分，而每個網格上的單元形態的設計將最終整合成為對整體形態的重構。將宏觀曲面劃分與微觀單元形態聯系起來的是二者的定位信息的相互關聯，一旦這種定位關聯確立，創建整體形態的表皮模型就像單獨建立一個單元形態那樣容易，每一個單元形態會根據自己所處的位置發生變形，以適應其所在的曲面環境。這樣的空間表皮就好像生物鱗片一樣具有有機的漸變形態，體現出參數化對空間形態及表皮樣式的影響。

結語

參數化設計能夠為現代空間形態及表皮設計提供更多的可能性，能夠讓空間內在形態和外在表皮更加有機地結合在一起。借助參數化這一平臺，設計師可以依據其他相關學科的理論知識，實現傳統空間設計之外的新的設計手法。設計師在運用參數化方法追求空間形態新穎奪目的視覺效果的同時，也要注意遵循理性的構筑原則，避免奇形異狀所造成的結構失衡，正確運用參數化方法創建更為多元可能的空間形態及表皮樣式，為現代空間設計做出更大的貢獻。

（作者單位：無錫工藝職業技術學院）