室內空間環境設計的參數化應用探究

王瑋

東北大學，沈陽110819

室內空間環境設計的參數化應用探究

王瑋

東北大學，沈陽110819

闡述參數化設計的含義、特征以及發展現狀，進而借助實際案例探討室內空間環境設計的參數化應用與實踐，分析了參數化室內空間環境設計的發展和局限性問題。其研究具有提升設計創新能力的實用價值，可以豐富設計的方法及理論，能夠推動設計的順利發展。

室內設計；參數化設計；數字技術

一、參數化設計

1.參數化設計的含義

“參數化設計”就是將設計變量化，通過控制變量改變其結果，即借助參數化修改引擎以控制參變量的值而使之改變設計的結果[1]。參數化設計主要依托Revit Building軟件的參數化圖元（構件）和修改引擎兩個部分而予以實施[2]。當調整、修改引擎中的參數變量時，圖元也會發生不同性質的變化；當修改圖元中各個構件的性質時，修改引擎中各部分之間的參數也會隨之改變，可以說這兩個部分是相互關聯的。參數化設計的本質是一種潛在的串聯關系，將設計的主要因素關聯起來，通過計算機技術和數字技術形成參數模型，既可以得到設計模型，還能夠獲得設計變量的數據，從而提高工作的效率和工作的質量。

2.參數化設計的發展現狀

追溯參數化設計之源，最早出現于建筑領域，如其中的“非線性建筑設計”就是最好的例證；接著高等院校的建筑學教學及研究不斷運用非線性建筑這一概念，甚至開設了“非線性建筑”、“參數化設計”等課程。因為計算機及數字技術的發展進步，改變了設計的理論與方法，也推動了對于非線性建筑設計的探討、研究及實踐。發展至今日，參數化設計廣泛應用于景觀設計、建筑設計、城市設計、室內設計以及工業設計等許多個領域。

就室內空間環境設計而言，參數化可以對室內形體參數化控制、室內空間流向參數化控制以及造型節點予以設計。設計師能夠從多個方面找到室內空間參數化設計之中相互關聯的元素，再通過計算機軟件構建出符合邏輯、符合數學關系的變量幾何模型，從而獲得具有科學依據的設計意旨。

現階段參數化設計軟件開發較為活躍，例如3Dsmax、Maya，隨之開發出了與動畫軟件相關聯的軟件，如Top solid、CATIA、UG等。此外，還開發出各種類型的插件。這些工具能夠更加有效地完成參數化設計的建模，如 Digital Project、grasshopper、Generative Component等。眾多軟件的開發及應用，使得不同的參數化建模軟件可以針對不同的項目，綜合地、有效地應用，讓更多的參數化設計成為可能。

參數化設計的新發展是與3D打印技術相聯系的，即通過數字化建模，使打印技術從平面到立體、從簡單到復雜。可以說，參數化設計正在與時俱進，而讓設計更具創新性、復雜性、節能性，并能帶動各個領域的發展乃至社會的進步。

3.參數化設計的特征

（1）非線性、自然美特征。非線性不是直線，而是在一定變量關系、數學關系下的一種曲線、曲面等不確定的關系。參數化的非線性特征讓復雜的設計更貼近于自然，更符合事物的自身特征。這種非線性特征所帶來的非線性關系又成了復雜變量的產物。參數化設計可以產生讓人無法想象的自然美圖形——這些圖形更加貼近自然，因為是一種復雜的非線性結構，所以就具有自然美的特性。

（2）自由性、開放性特征。自由形態是通過參數化圖元與修改引擎之間不同變化關系而獲得的，這種形態是自由的，是符合邏輯和數學關系的自由性模型，依托于計算機技術和軟件，通過變量修改得出來的自由形態。參數化設計是開放式的圖形，具有不確定的特點，能夠改變原有的幾何形體模型；依托開放性特征，改變傳統思維模式，帶動發散性思維的發展，并朝著更寬廣的方向延伸、擴張。

（3）系統性、不可控特征。參數化設計具有系統性，是一個系統化但又受變量控制的不可控設計。整個設計系統是運用變量將各個元素串聯后得出的設計，是整體性很強的模型，也就是運用計算機軟件計算得出想要的設計方案。在調整整個模型數據變量的過程中，所串聯起來的元素會隨著變量的變化而變化，但卻始終是一個系統完整的設計。

（4）變化性、聯系性特征。參數化所有的元素都是串聯的，沒有單獨存在的元素，任何一個元素與其他元素相互關聯、相互溝通。在參數化設計中，元素中的圖形和符號是有機聯系的，運用計算機軟件將符號元素與其他元素串聯，隨之不斷變化，產生個性化差異明顯的參數化形態。

二、室內空間環境設計中參數化的應用及實踐

1.空間的參數化設計

空間的參數化主要是通過調整變量，對室內空間進行劃分，形成自由的、開放的、變化的、聯系的室內空間環境[3]。將室內空間基本參數準確確定，如天棚、地面、墻體等的基本尺寸，通過調整點、線、面的參數以修改室內空間，得出非線性、自然美的一個整體系統，然后借助空間曲面和對應參數點的調整而改變室內的空間意識。

建筑大師扎哈·哈迪德設計的凌空SOHO租賃樣板間（見圖1）以及北京銀河SOHO是室內空間參數化的典型。針對室內空間必須考慮空間需求而進行控制這一核心問題，如案例中的VIP迎賓長廊、租賃樣板間設計以及家具設計。通過控制室內空間這些元素的參數化數據，運用參數化曲線干擾等原理，對室內空間進行參數化控制，將個性奇特的造型重疊或者重新組合，以適應室內設計的基本要求。

2.造型的參數化設計

造型的參數化設計可以讓室內空間變得自然、開放、美觀，是在現有的參數化空間基礎上所實施的造型參數化。借助參數化軟件形成連續的變化，從而得出隨機的曲線造型。

圖1 凌空SOHO租賃樣板間

室內臺階造型參數化之造型參數化既可以滿足臺階的基本功能（見圖2），又能讓整個空間變得復雜而且精致。曲線為主題的背景墻設計同樣是由參數化得到的規律性造型（見圖3），設計師通過調整計算機參數化數據參數的變量，形成曲面的造型。兩個案例能給人以獨特的感受，干凈的色彩與材質，用造型參數化來凸顯高貴典雅的氣質。此種類型的造型參數化，看似復雜但卻具有整體性，既美觀也增加了空間造型的功能性。

圖2 樓梯造型參數化

圖3 以曲線為主題的居住空間設計

建筑大師扎哈·哈迪德另一件參數化室內設計作品為美國邁阿密OneThousandMuseum銷售中心（見圖4）。她的團隊在室內空間環境設計中完全打破傳統的造型設計手法，大量采用流線型的造型參數化設計，選用黑、白、銀三種顏色，天花、家具、隔斷等造型全部采用參數化設計，各種充滿流動感的白色照明燈及藝術感十足的裝飾品，將充滿未來感的時尚設計展現得淋漓盡致。

圖4 美國邁阿密OneThousandMuseum銷售中心

3.功能分區的參數化設計

華美咖啡館室內空間環境設計同樣是運用功能分區的參數化的重要案例（見圖5），通過漸變、流暢的空間線條造型，以分割空間功能區域。流動的曲線造型將天花、墻面、家具融合在一起，形成自然形態的流動空間，營造了舒適、自然、悠閑的室內空間，人們可以在各個功能區中滿足各自的消費需求。通過計算機軟件計算得出每一塊板材曲面的施工尺寸，根據數據尺寸對木質板材實施切割、拼接，形成每個單體尺寸各異的空間材料，在施工現場進行有規律的拼接安裝，從而劃分有效的功能區域，因此整個流程順暢，速度快，成本低。這些具有方向性的形態和發散的曲線將不同功能的區域組合成了一個系統，能給人們帶來獨特的體驗。

圖5 華美咖啡館功能分區參數化

巴黎香奈兒流動藝術館設計采用功能分區參數化方式（見圖6），非線性、流動性的幾何體將功能與概念動感鏈接成一個整體。這件流動藝術館設計作品運用數字建模工具，以起伏、流動的造型重新規劃藝術館的功能分區以及各功能區之間的體量關系，曲線造型在整個室內空間中形成串聯，看似藝術化的雕塑分割功能分區，將形式美與流動美融為了一體。

圖6 巴黎香奈兒流動藝術館的創意設計

三、室內空間環境設計參數化的發展及局限

1.參數化對室內空間環境設計創新的發展

參數化設計出現之前，室內空間環境設計很少有設計師利用曲面去實施室內裝飾造型，因為曲面造型制作難度大，復雜程度高，工程造價大[4]。自從參數化設計應用于建筑領域之后，人們看到了許多稀奇古怪的建筑造型，而且完全符合人體工程學、工程力學等科學規律，從此激發了設計師的設計靈感，把參數化設計運用到室內空間環境之中已成為未來設計的創新發展趨勢。

借助計算機參數化軟件，打破傳統空間、材料運用以及對室內設計的把握等。對于參數化設計的創新發展，其并非創新形式那么簡單，更重要的是創新思路和思維方式，通過計算機信息技術來倒推出室內空間環境設計的可行性及實用性，解決室內空間環境中更加復雜、整體的設計系統。從而把參數化作室內空間環境設計的有效指導與技術支撐，真正把不可能變為可能。

2.參數化在室內空間環境設計中的局限

對于參數化設計的依賴不應該是絕對的，或許參數化所形成的空間、造型等圖元，不能完全滿足室內空間環境設計的需求，這也是參數化設計存在的缺點及局限。好的設計不一定是完全通過參數化來實行的，參數化軟件本身不具有思考與邏輯的能力，而是設計師通過建立聯系將整過設計系統串聯在一個系統之中，這自然是參數化技術的另一個缺陷。參數化設計在室內空間環境設計中的應用還有很多問題亟待探討和解決。如果現有的、傳統的軟件可以代替甚至能夠超越參數化設計軟件，那么無疑是對參數化設計軟件帶來的極大挑戰，因此參數化設計軟件必須保證高質量的創建模型，才能提高室內空間環境設計的效率。此外，參數化的數學推理關系同樣帶給藝術設計領域很多的現實性挑戰。

四、結論

參數化對室內空間環境設計的工作方式和設計思維帶來了革命性的變化，參數化逐漸成為室內空間環境設計的主流設計方式，有助于提高設計師嚴謹的思維邏輯能力。參數和算法專業術語逐漸進入設計領域，向后續的設計從業者提出了嚴峻的挑戰和要求設計工作方式的全面革新。

[1] 徐衛國．參數化設計與算法生形[J]．世界建筑，2011（6）：110-111.

[2] 楚琦，楊茂川．淺談參數化設計在室內空間中的運用趨勢[J]．藝術與設計：理論，2013（9）：89-91.

[3] 曾斌．參數化主義在室內設計中的探索[D]．湖北美術學院，2015 ：13-15.

[4] 任向．數字技術對室內設計的運用與研究[D]．湖南師范大學，2014：52-53.

On the Parametric Application of the Interior Space Design

WANG Wei

（Northeastern University , 110819 Shenyang）

This paper studies the def nition, characteristics and development status of parametric design, discusses parametric application and practices of the interior space environment design through examples and expounds the development and limitations of parametric interior space environment design. The research has practical value of promoting design innovation ability, enriching design method and theory, and promoting the smooth development of the design application.

Interior design； parametric design； digital technology

J023

A

10.3963/j.issn.2095-0705.2016.06.005（0029-05）

2016-11-07

王瑋，東北大學藝術學院助教。