科技館展示設計中的非線性參數化應用

侯召洋 （北京城市學院 101300）

科技館展示設計中的非線性參數化應用

侯召洋 （北京城市學院 101300）

科技館展示設計中包含諸多設計類目及內容，設計過程復雜，專業性強，展示內容要科學性與藝術性兼備，并實現造價控制。當前，非線性參數化設計備受青睞。其對計算機和信息技術提出了很高的應用要求。非線性參數化在科技館展示設計中極具適用性。本文對非線性參數化設計技術進行全面剖析，并提出具體應用方法，以達到良好的設計效果，提升科技館整體設計品格。

科技館；展示設計；非線性參數化

[課題項目]本文系2015年高職學生培養-中央財政現代職業教育質量提升計劃中高職銜接會展策劃與管理專業建設項目成果。

科技館展示設計中包含諸多相關內容及類目，其將科學技術作為主要展示內容，兼顧區域性人文內容，內涵極為豐富。當前，大型科技館設計中，除卻藝術性之外，也要講求人文性，為受眾帶來獨特的觀館體驗。但是，仍然存在設計過程繁雜，與環境契合度不高等問題。傳統展示設計方法依從于設計師主觀經驗，很容易因變更增加額外工程量。而非線性參數化設計極具優勢。設計初期，就要對設計過程中的影響因素進行考量，并進行參數化轉譯，實現算法模型構建。

一、非線性參數化設計技術剖析

參數化設計以非線性為基礎，將設計中的復雜影響因素量化作為參數，進行參數模型構建，并輔助以計算機技術。其強調設計過程。具體設計實踐中，將設計影響因素作為參數X，在關系式Y=F（X）中進行帶入，數值和曲線變化不同，與之相對應的生成形態也千差萬別。該計算過程主要依托于計算機。

參數化設計軟件類目比較多，各專業背景下的軟件應用存在差異。大部分參數化設計主要借助Phino平臺中的Grasshopper插件，實現與之相對應的參數化模型構建。其資源占用比較少，具備開源性，能夠實現命令符自主編寫。該特性使設計過程更加多元、隨機、開放，且具備可調控性。設計流程是自下而上，而且極為靈活。

泰森多邊形在非線性參數化設計中極為常用。因各泰森多邊形內僅存在單一離散點數據，內部點與對應離散點之間的距離很短。而泰森多邊形邊上的點至兩邊離散點的距離一樣。故而，在建筑和產品設計中極為適用。以水立方為例，選用參數化設計方法，使設計師對復雜設計樣式及風格的駕馭更加自如，而且不再局限于單一的設計方案，實現了多種備選方案的生成，使科技館展示設計中，無論是表層，還是結構，都極具可控性1。

二、非線性參數化展示設計中的應用

采用CAD軟件，繪制標準幾何圖形，極為便利。該種操作方法，使設計師更傾向于選用CAD設計模式，從而使設計過程更加簡單，引導他們形成良好的設計思維及習慣。

1.應用流程

在科技館展示設計中，應用非線性參數化，首先要明確設計訴求，繼而以數值的形式，將設計的影響因素呈現出來，實現設計主體基本樣式和形態基礎的確定。算法模型確定之初，要實現基礎邏輯模型調試反饋構建，在各參數調節基礎上，生成多種設計方案。經篩選之后，確定最終方案，將數據和圖紙導出，繼而用以具體施工中。

2.應用案例

以某地區科技館展示設計中的某一展示項目為例，該展項的名稱是生命的傳遞。具體實施過程中，展項需采用場景展示的方法，實現展品布置及容納。該展區的設計脈絡及構思是以人的身體特性為基礎，使整體設計氛圍體現出一種強烈的生命特征及意識。展示過程中，借助視頻和圖片等方式，向參觀者介紹生命傳遞的過程。內容等，使整個展示過程更具綜合性和立體特征。

將非線性參數化用以科技館展示設計中，需以具體的任務書為參考，依據設計需求，明確設計思路及脈絡，依照正確的流程，執行具體設計內容。該過程中，設計人員要依據科技館主題，了解具體設計特性，并對關鍵性設計元素加以確定，從而明確設計方向。以此為背景和依據，執行各項細部化設計及工作內容。

依據設計流程，對設計過程中的影響因素，進行歸納和總結，既要明確大體設計形態，又要實現最初的參數化邏輯模型構建。采用正確的方法，對基礎形態特征進行界定和分析。在設計之初，采用泰森多變形，依據具體設計脈絡及思路，實現初步參數化邏輯模型構建。為了確保參觀者的參展體驗，應用異形的空間結構，對展示項目進行科學布局，使參觀者和展項具備較好的融合性2。

科技館展示設計過程復雜，涉及到的相關內容及實施要點比較多。具體實踐中，經常因資金不足或技術不達標等，被迫對原有邏輯結構進行修整，改變三維空間結構構思，最終以二維形態呈現，降低加工難度，且易于成本控制。

因該展示項目的靈感源于人體構造，非線性參數化應用過程中，需要通過數據分析，對相關身高數據和人流量相關數值具備清晰的認識。在該過程中，此類數值可作為科技展示館設計過程中的影響因素，繼而實現展項空間尺寸控制。展項的空間結構特征是通道式，參觀者的個體行為往往會受到人流量、空氣流通性等影響。與此同時，也會對展項的外觀設計產生干擾。設計人員可依據科技館具體設計要求，選用通透的設計方法，實現通風，使參觀者處于最佳視野狀態。并且實現了人體內部血管形態的形象化模擬，詮釋生命傳遞這一主題。將隨機點生成應用到科技館展示設計中，借助數值，對隨機點的形狀和分布等，進行確定和控制，而各個面的形態結構并不具備單一性，使展項的結構形式更加多樣化，實現最終展項設計方案的生成。采用正確的方法，導出圖紙，并將其應用到該科技館的展示設計中，確保各要素都處于最佳應用、組合狀態3。

綜上所述，采用非線性參數化方法，對科技館進行展示設計，具備其自身獨特的個性特征。有助于提升設計人員的思維活躍度，從而優選出最佳設計方案。該種設計方法，也能夠使展品和展館更具契合度。但是，設計過程極為復雜，需要考量的相關要素及內容也比較多。設計人員要依據科技館背景及設計要求，實現最佳設計狀態，提升科技館的整體設計品格。

注釋：

1.周鈴，鄒欣.非線性參數化設計在科技館展示設計中的應用研究[J].藝術科技，2016（04）：81+55.

2.黃蔚欣，徐衛國.參數化非線性建筑設計中的多代理系統生成途徑[J].建筑技藝，2011（Z1）：42-45.

3.鮑成麗.科技館展示設計的思路與創新[J].科技創新導報，2016（20）：127.

侯召洋，助教，碩士；研究方向：展示設計。