參數(shù)化輔助景觀設(shè)計(jì)思路實(shí)踐研究

文/袁倩 湖南省建筑設(shè)計(jì)院有限公司 湖南長沙 410000

古往今來，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展始終能給藝術(shù)注入新鮮的“血液”。上個(gè)世紀(jì)六十年代，幾何學(xué)關(guān)聯(lián)性中的參數(shù)化被運(yùn)用到計(jì)算機(jī)學(xué)科中，計(jì)算機(jī)科學(xué)驅(qū)動(dòng)著參數(shù)化概念的發(fā)展，逐漸被人們認(rèn)識(shí)并得以運(yùn)用。到了九十年代，在一些技術(shù)行業(yè)領(lǐng)域中可發(fā)現(xiàn)參數(shù)化理論的影子，尤其是制造業(yè)、工業(yè)。設(shè)計(jì)領(lǐng)域最先嘗試參數(shù)化設(shè)計(jì)的有機(jī)械設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)，之后逐漸滲透到建筑與景觀、室內(nèi)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。

1、參數(shù)化景觀設(shè)計(jì)

參數(shù)化景觀設(shè)計(jì)是兩種概念的集合，其一，參數(shù)化設(shè)計(jì)是一種思維方式，用邏輯性去解讀和認(rèn)識(shí)事物的一種思維模式。其二，作為一種設(shè)計(jì)技術(shù)方法，通過計(jì)算機(jī)輔助軟件，用直觀、科學(xué)的方式構(gòu)建、衍生、優(yōu)化、分析設(shè)計(jì)。本文著重探討的是第二個(gè)層面的概念。

2、參數(shù)化景觀設(shè)計(jì)方法

20世紀(jì)中后期，互聯(lián)網(wǎng)信息化時(shí)代來臨，計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)的普及和信息爆炸帶來了設(shè)計(jì)的高效和多元。1997年，查爾斯·詹克斯在AD雜志中以“非線性建筑：新科學(xué)=新建筑？”為題的序言中預(yù)言運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成的非線性建筑會(huì)是2000年后的重要建筑運(yùn)動(dòng)[1]。在此之后，最早應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計(jì)的參數(shù)化設(shè)計(jì)受到復(fù)雜科學(xué)和非線性的轉(zhuǎn)化，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)思潮和吉爾·德勒茲等人的思想影響下在建筑領(lǐng)域得以實(shí)踐。以參數(shù)化設(shè)計(jì)拓展延伸的參數(shù)化主義、數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字建造、建筑信息模型等在建筑領(lǐng)域都是重大的成就[2]。

參數(shù)化設(shè)計(jì)在建設(shè)領(lǐng)域的滲透不僅只是建筑與規(guī)劃領(lǐng)域，還包含室內(nèi)裝飾、裝置藝術(shù)等。近年來，景觀設(shè)計(jì)中也逐漸出現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的形態(tài)，可見參數(shù)化設(shè)計(jì)的發(fā)展呈擴(kuò)散趨勢。景觀設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路常從藝術(shù)的角度出發(fā)，弱化科學(xué)性的影響，缺乏邏輯性和較好的協(xié)同數(shù)字化工作平臺(tái)來提高工作效率。參數(shù)化景觀設(shè)計(jì)從數(shù)據(jù)分析層面和設(shè)計(jì)思路層面都能更好的輔助完成景觀設(shè)計(jì)。

參數(shù)化帶來了技術(shù)同時(shí)也拓展了設(shè)計(jì)方法。常見的景觀設(shè)計(jì)與參數(shù)化結(jié)合有對(duì)應(yīng)分形的泰森多邊形和元覆蓋等方法，對(duì)應(yīng)于混沌的吸引子方法等。吸引子中多用點(diǎn)與曲線作為吸引子，常用在grasshopper中。通過與其相關(guān)的參數(shù)，如距離、高度等來影響周邊物體的尺寸、面積、定位、縮放值等。

圖一 飄帶鏤空三角形細(xì)節(jié)一；

圖二 飄帶鏤空三角形細(xì)節(jié)二；

圖三 grasshopper 建模邏輯文件

3、參數(shù)化景觀設(shè)計(jì)案例

3.1 項(xiàng)目概況

案例項(xiàng)目位于湖南省長益高速中段，高速路聯(lián)通長沙西與益陽市新區(qū)——衡龍新區(qū)。益陽市政府決定在此新建一座收費(fèi)站同時(shí)，并在此建設(shè)面積約十萬平米的大地雕塑景觀，以產(chǎn)生顯著的門戶效應(yīng)，從而為招商引資在交通層面提供便利。這一景觀用醒目的顏色和新穎的造型給往來的所有人都形成深刻的印象，從而對(duì)益陽市的經(jīng)濟(jì)及城市發(fā)展形成正面積極的認(rèn)識(shí)。

益陽位于洞庭湖南岸，是環(huán)洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)圈核心城市之一，自古是江南“魚米之鄉(xiāng)”。

3.2 設(shè)計(jì)思路

“魚”、“米”賦予了這片土地生生不息的可能，同時(shí)也賦予了我們設(shè)計(jì)靈感，設(shè)計(jì)取“魚”、“米”為設(shè)計(jì)元素。新建的高速路互通連接的是益陽市的新區(qū)——衡龍新區(qū)，龍?jiān)谥袊鴤鹘y(tǒng)文化中是“祥瑞”的象征，取新區(qū)中的“龍”為概念。用形態(tài)飄揚(yáng)而流動(dòng)的紅色飄帶構(gòu)筑象征“騰龍”和點(diǎn)狀的構(gòu)筑代表“魚”、“米”，點(diǎn)線兩種構(gòu)成形態(tài)相結(jié)合，悠揚(yáng)而又靈動(dòng)地穿插在大地與天空之間。

3.3 設(shè)計(jì)方法及邏輯建構(gòu)過程

基于參數(shù)化輔助設(shè)計(jì)軟件的出現(xiàn)，使曲面模型建立有實(shí)現(xiàn)的可能。施工方可用三維模型中的數(shù)據(jù)用于加工，施工定位和造價(jià)計(jì)算。因此在構(gòu)思方案時(shí)，我們可以放開思路，設(shè)想傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手段無法完成的曲面構(gòu)筑景觀。

設(shè)計(jì)初始，我們通過草圖構(gòu)思出概念形體，運(yùn)用Rhino手工建模出初始形體，完成初步概念方案。大地雕塑的主形體可以歸納為兩種元素，主體為騰龍，魚米可視為附屬構(gòu)筑 物。主體“騰龍”元素設(shè)計(jì)為抽象飄帶，運(yùn)用“控制點(diǎn)曲線”工具在三維空間中勾勒出草圖構(gòu)思的飄帶其中一條邊作為路徑，在垂直于曲線路徑的面上勾勒飄帶的控制截面，截面位置選擇飄帶形態(tài)變化的節(jié)點(diǎn)。最后用“sweep”工具按提示選擇路徑和截面，形成飄帶造型。在這個(gè)過程中，選擇“記錄建構(gòu)歷史”建成的形體可通過后期編輯路徑和截面自由調(diào)整。“魚米”的造型可通過曲線工具勾勒邊線和內(nèi)部結(jié)構(gòu)線，通過內(nèi)部結(jié)構(gòu)線建模控件完成形體。

在核定了初始方案后，通過Rhino與Grasshopper聯(lián)合的方式完成深化方案。主體橫跨道路的飄帶設(shè)計(jì)加入了表皮變化，在Grasshopper中運(yùn)用Triangular模塊為基礎(chǔ)，通過距離因子控制向心偏移三角形的偏移距離，建立大小漸變的三角形曲線群組。通過“從物件建立曲線”選擇漸變的三角形曲線群組投影到飄帶曲面。帶有漸變?nèi)求w塊的飄帶象征附帶著“鱗片”的“龍”，隨后通過鱗片的鏤空來增加飄帶的靈動(dòng)感和通透性，并增加夜晚照明的美感（如圖一、圖二）。

圖四 景觀鳥瞰圖

由于三角面的數(shù)量很多，運(yùn)用手工鏤空剪切會(huì)導(dǎo)致繁瑣無意義的工作量，因此通過“hoopsnake”、“surface splite”模塊組合，逐一捕捉每一塊投影到曲面上的漸變?nèi)切蔚膬?nèi)邊和外邊，鏤空后組合成連續(xù)的曲面，得到最終設(shè)想鏤空鱗片的龍形飄帶（如圖三）。

大地雕塑選材為鋼材，整體由橫跨高速公路以及高架橋的主拱和相互纏繞、聯(lián)系的飄帶構(gòu)成，主拱最大跨度120m，最大高度29m。作為露天的異形結(jié)構(gòu)，需要抵御各種極端氣候條件，比如高達(dá)80℃的晝夜溫差，極端冰雪天氣帶來的積雪、裹冰荷載，酸雨對(duì)材料的腐蝕，風(fēng)及地震等等。整體造型在設(shè)計(jì)過程中與結(jié)構(gòu)專業(yè)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)聯(lián)動(dòng)，測算在有限的造價(jià)下，所能利用的鋼材拱起的高度和距離是否能應(yīng)對(duì)風(fēng)力使其發(fā)生的形變。結(jié)構(gòu)采用立體管桁架、鋼箱梁相互組合的形式，可以兼具受力和美觀需要。

交付施工單位的設(shè)計(jì)成果由兩部分組成，根據(jù)場地坐標(biāo)和1：1比例建立的精準(zhǔn)定位的虛擬Rhino模型，包含內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部表皮及其構(gòu)建，以及拆分構(gòu)件攤平的設(shè)計(jì)圖紙，為建造施工提供可實(shí)施的條件（如圖四）。

結(jié)語：

參數(shù)化輔助設(shè)計(jì)可以延伸藝術(shù)家的思想和四肢，在參數(shù)化設(shè)計(jì)逐漸影響景觀設(shè)計(jì)領(lǐng)域的背景下，設(shè)計(jì)師可展現(xiàn)出在大地的維度上不曾出現(xiàn)的景象，給景觀藝術(shù)以新的表達(dá)語言和內(nèi)涵。新的設(shè)計(jì)思路、理念逐漸出現(xiàn)。施工建造者可借助參數(shù)化的數(shù)據(jù)成果，用于模型加工、精準(zhǔn)定位、科學(xué)施工，工作模式也得到發(fā)展和更新。但是，參數(shù)化僅僅只是輔助工具，它無法具備人感知藝術(shù)與環(huán)境的敏銳能力，應(yīng)理性看待參數(shù)化輔助設(shè)計(jì)，才能合理科學(xué)地運(yùn)用其技術(shù)完成景觀藝術(shù)創(chuàng)作，探索新的設(shè)計(jì)方法和思路。