力與藝
——以高迪設(shè)計(jì)手法為切入點(diǎn)的創(chuàng)新裝置實(shí)踐

文／沈 佳 北方工業(yè)大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院

丁麗嘉 北方工業(yè)大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院

黃驍然 北方工業(yè)大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院 講 師 博 士（通訊作者）

引言

安東尼奧·高迪作為20 世紀(jì)獨(dú)樹一幟的建筑大師，其建筑作品充滿了想象力和沖擊性。如果進(jìn)一步了解會(huì)發(fā)現(xiàn)，在他職業(yè)生涯的很多設(shè)計(jì)作品當(dāng)中都有著系統(tǒng)的邏輯體系，其中的一些設(shè)計(jì)原型在今天甚至能夠用數(shù)學(xué)和物理測(cè)算方式來進(jìn)行推導(dǎo)和復(fù)現(xiàn)。通過對(duì)高迪的設(shè)計(jì)手法進(jìn)行提煉，本研究了解其在建筑設(shè)計(jì)上的邏輯系統(tǒng)，并將其與現(xiàn)代的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行結(jié)合和關(guān)聯(lián)，從而建立進(jìn)一步的創(chuàng)新構(gòu)想。在設(shè)計(jì)上采用懸鏈線作為裝飾的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用參數(shù)調(diào)整的手法作為本裝置的基本操作方法。與此同時(shí)，在設(shè)計(jì)和操作過程中引入隨機(jī)變量，使得設(shè)計(jì)師能夠結(jié)合主觀設(shè)計(jì)，判斷和調(diào)整裝置的形態(tài)以及內(nèi)部空間變化。

高迪在自己的設(shè)計(jì)當(dāng)中注重自然和生態(tài)的基本形態(tài)表達(dá)，并往往在其中運(yùn)用自然構(gòu)成當(dāng)中的幾何原型。他始終保持著對(duì)于世界和自然界的好奇，以最單純的眼光和最復(fù)雜的邏輯去看待自然界中每一個(gè)獨(dú)立的物體，并將自己置身于自然，置身于萬物相互關(guān)聯(lián)的生態(tài)系統(tǒng)中，不斷思考人與人、人與建筑、建筑與自然、人與自然之間的共生關(guān)系，將一切思考幻化為精妙的設(shè)計(jì)，最終回饋給人和自然。參考上述設(shè)計(jì)思路，本項(xiàng)目在基本框架的設(shè)計(jì)當(dāng)中運(yùn)用同種幾何形態(tài)在空間內(nèi)進(jìn)行變化和連接，于線與光影交錯(cuò)之間構(gòu)成獨(dú)屬于進(jìn)入者個(gè)體的“小空間”。通過設(shè)計(jì)，辯證地思考自我、自我與他人、自我與社會(huì)的關(guān)系，以展現(xiàn)那些人們無法用眼睛看到的內(nèi)在聯(lián)系。將柱子作為人與人生活分界的隱喻意象（兼有承重這一需求），形成裝置內(nèi)多樣的空間形式。

1 對(duì)于力與藝的關(guān)系初探

在設(shè)計(jì)的過程中，建筑師往往會(huì)考慮到如何將藝術(shù)設(shè)計(jì)與技術(shù)體系（包括力學(xué)、空間功能、經(jīng)濟(jì)條件等多重因素）相結(jié)合，二者的關(guān)系對(duì)建筑工程有著至關(guān)重要的影響力，其中藝術(shù)設(shè)計(jì)往往是整個(gè)作品創(chuàng)意的前提和基礎(chǔ)。對(duì)于藝術(shù)的探究能夠提高設(shè)計(jì)者的藝術(shù)表現(xiàn)能力以及建筑語言的表達(dá)能力，從而在工作中融會(huì)貫通，使建筑本身成為“雕塑的藝術(shù)”和“凝固的音樂”。同樣的，建筑設(shè)計(jì)的整個(gè)力學(xué)系統(tǒng)也應(yīng)是在每個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)初期就應(yīng)當(dāng)考慮到的，這也說明了一個(gè)作品的藝術(shù)性是與物理合理性結(jié)合在一起進(jìn)行構(gòu)思的。結(jié)合力與藝能夠在為人類社會(huì)生活提供合理且安全的活動(dòng)空間的同時(shí)，給予人一種美的享受，也同時(shí)使建筑成為了不同地域、國家和民族的文化象征。

在后文對(duì)“圣家堂”的分析當(dāng)中可以得出，建筑師能夠通過對(duì)力的假設(shè)，反過來推導(dǎo)藝術(shù)設(shè)計(jì)，從而得到最符合物理原理的構(gòu)造模型。每種材料的力學(xué)特性不同，其建立的物理和數(shù)學(xué)模型在視覺上也會(huì)具有多樣、且有一定秩序感的形態(tài)。

根據(jù)上述方法能夠進(jìn)一步推出，在裝置的設(shè)計(jì)上選擇受力較為合理的幾何形體進(jìn)行重復(fù)堆疊，會(huì)形成一個(gè)合理且具有藝術(shù)美感的構(gòu)造形態(tài)。同時(shí)，可以通過對(duì)其外形進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)其美感。

2 高迪及其建筑創(chuàng)作背景和設(shè)計(jì)手法

意大利建筑師奈爾維曾說：“建筑必須是一個(gè)技術(shù)與藝術(shù)的集合體，而并非是技術(shù)加藝術(shù)?！比绻軌?qū)⒍呷诤显谝黄?，就意味著能夠?qū)?gòu)思完全付諸實(shí)際建造。

安東尼奧·高迪于1852 年6 月25 日出生在西班牙加泰羅尼亞地區(qū)的雷烏斯鎮(zhèn)，1926 年于巴塞羅那去世，留給后人其未完成的經(jīng)典作品——圣家族大教堂（即“圣家堂”）。高迪受到了“哲學(xué)是完整的知識(shí)”的唯心主義學(xué)說的影響，導(dǎo)致其崇尚“宇宙的生物學(xué)概念”，并成為他使用幾何和自然形態(tài)作為演變單體的靈感來源。高迪研究和學(xué)習(xí)了自然界各種形式的幾何概念，并對(duì)于擁有生命力的結(jié)構(gòu)形態(tài)充滿了熱情。他在力線和索狀多邊形中尋找“美”的存在，致使他相對(duì)于圓形和方形更偏愛螺旋線和拋物線，同時(shí)也將雙曲拋物面、雙曲面、螺曲面和錐體等幾何形態(tài)用到了他的作品當(dāng)中?！笆ゼ姨谩弊鳛楦叩狭艚o人類的“建筑革命紀(jì)念碑”，在這件作品以及他早期的許多建筑中，高迪展現(xiàn)了其令人印象深刻的獨(dú)特風(fēng)格，表明他對(duì)數(shù)學(xué)（以及對(duì)自然生態(tài)）在一般藝術(shù)尤其是建筑中所扮演的角色有著狂熱的追求，比如特蕾莎學(xué)院拋物拱門、圣家堂中殿大窗的柱子、圣家堂中殿大窗的橢圓形門洞等等。今天甚至能夠在包括勒·柯布西耶、扎哈·哈迪德等后世建筑師的作品當(dāng)中依稀看到高迪的建筑手法和感性的設(shè)計(jì)方式。所以我們能夠發(fā)現(xiàn)其依靠“直覺”和數(shù)學(xué)模型相結(jié)合的設(shè)計(jì)方式是科學(xué)且自由的。

工業(yè)革命之后，現(xiàn)代主義成為當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)的主流。誠然，現(xiàn)代主義建筑確有其優(yōu)點(diǎn)并提供給人們足夠的便利，但隨著社會(huì)生活節(jié)奏不斷加快，生活內(nèi)容更加多樣化，人們獲取信息的方式得到了飛躍式的進(jìn)步，因此在網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的今天，人們對(duì)于審美的定義不僅僅局限于某一種風(fēng)格當(dāng)中。在當(dāng)今新的技術(shù)以及理念下，高迪的自然主義設(shè)計(jì)觀在當(dāng)代建筑中的隱性表達(dá)對(duì)于現(xiàn)代建筑、現(xiàn)代藝術(shù)裝置等無形中有著深刻的影響。在本研究中，我們以圣家堂為主，以高迪其余著名建筑作品的形態(tài)、算法以及材料運(yùn)用為輔助參考，逐層剖析高迪的自然主義設(shè)計(jì)觀，嘗試探討其在當(dāng)下先進(jìn)的理念與科學(xué)技術(shù)下的重構(gòu)。

參數(shù)化設(shè)計(jì)作為當(dāng)前主流的輔助設(shè)計(jì)手法以及未來的發(fā)展方向，通過對(duì)設(shè)計(jì)中邏輯關(guān)系的剖析設(shè)定參數(shù)，并以此來對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和優(yōu)化，其精髓與高迪設(shè)計(jì)的核心精神具有高度的統(tǒng)一性。因此，參數(shù)化設(shè)計(jì)研究方法所自然生成的形態(tài)反而變得更加迷人。雖然高迪的創(chuàng)作生涯伴隨著帶有一絲魔幻現(xiàn)實(shí)主義的巨星隕落橋段一起戛然而止，但他那種敢為人先、拋棄古典傳統(tǒng)設(shè)計(jì)建造方式而尋求未來的精神卻流傳了下來，并在計(jì)算機(jī)與機(jī)械建造技術(shù)發(fā)展成熟的現(xiàn)代被先鋒建筑師和工業(yè)設(shè)計(jì)師們傳承下去。這也是我們開啟這個(gè)參數(shù)化設(shè)計(jì)和建造研究項(xiàng)目的初衷。

2.1 圣家堂設(shè)計(jì)中突出的代表——“懸鏈線”

在諸多藝術(shù)評(píng)論家眼中①，高迪的作品經(jīng)常會(huì)被描述成為美學(xué)、材料結(jié)構(gòu)以及形式和諧統(tǒng)一的完美呈現(xiàn)，這一切似乎不該被拿來和參數(shù)化或者數(shù)字構(gòu)建一起討論，似乎失去了高迪本身設(shè)計(jì)背后的意義。但是，通過更深層次的了解，不難發(fā)現(xiàn)其中蘊(yùn)含的很多設(shè)計(jì)理念與參數(shù)化主義十分接近：形體單元是可變化的而非僵硬的、體系之間有差別卻相互關(guān)聯(lián)、參數(shù)化單元體并非只是簡單的重復(fù)、材料源于自然結(jié)構(gòu)并于與形態(tài)相互關(guān)聯(lián)找到最自然的平衡點(diǎn)（圖1）。

圖1 圣家堂內(nèi)景（圖片來源：作者自攝）

我們能夠在圣家堂的設(shè)計(jì)過程中窺探其生成原理模型的手段，高迪在概念設(shè)計(jì)初期將多根長短不一的繩子進(jìn)行倒掛懸垂，從而自然而然地形成了其建筑的對(duì)稱形態(tài)。這種倒掛的形態(tài)符合了“懸鏈線”的數(shù)學(xué)模型，因此，當(dāng)它映射到建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中的時(shí)候，它也契合了建筑原型的基本承重形態(tài)（其中也插入了柱網(wǎng)進(jìn)行進(jìn)一步的支撐）。

2.1.1“懸鏈線”的基本數(shù)學(xué)模型分析

連接兩個(gè)給定點(diǎn)A 和B 并且其重心距離兩點(diǎn)之間連接直線（也就是AB）最遠(yuǎn)（即其勢(shì)能最低）且長度為l 的圓弧是長度為l 的懸鏈線，將點(diǎn)A 和點(diǎn)B 連接起來使其相對(duì)于直線AB 的垂直平分線對(duì)稱（如果想要由曲線和AB 之間連線圍合成的面積最大，則是將曲線的形狀變?yōu)榘雸A），它也是唯一的曲率半徑等于法線的曲線，因此也能夠盡量減少工程當(dāng)中能量的損失。

懸鏈線的基本曲線和我們所熟知的拋物線非常相似，但是其原理和數(shù)學(xué)意義卻完全不同。懸鏈線可以實(shí)際地看作是兩端各有一個(gè)固定點(diǎn)，且質(zhì)量分布均勻、質(zhì)地柔軟且不具有彈性的曲線在重力的作用下自然下垂形成的基本形態(tài)。而拋物線則可以看作是半個(gè)橢圓形，為到焦點(diǎn)和準(zhǔn)線同一長度的點(diǎn)的集合。相同高差的結(jié)構(gòu)用拋物線比懸鏈線模型需要更大的弧垂（及曲線承受了更大的力），所以在工程上使用懸鏈線作為基本數(shù)學(xué)模型的情況較多。因其形態(tài)較為規(guī)則、優(yōu)美且受力較為穩(wěn)定，所以當(dāng)我們對(duì)其施加一個(gè)額外的力的時(shí)候會(huì)打破它較為穩(wěn)定的形態(tài)，致使其形成隨機(jī)性的形態(tài)變化，非常適合作為建筑和裝置設(shè)計(jì)中的演變單元進(jìn)行推導(dǎo)設(shè)計(jì)。在施以不同力時(shí)懸鏈線所呈現(xiàn)的不同形態(tài)具有一定程度上的隱喻性，似乎讓重力獲得可觸可摸的現(xiàn)實(shí)性。早在新錯(cuò)覺主義畫派中懸鏈線就已出現(xiàn)，英國畫家瓊斯在其作品“懸鏈線”系列中給人呈現(xiàn)了完整的圓轉(zhuǎn)輪回，讓人能敏銳地感覺到重力的吸引，或是隱晦地感到了墓穴的呼喚，德國畫家格呂內(nèi)瓦爾德的《基督復(fù)活》中也有異曲同工之妙。于繪畫之中表現(xiàn)出懸鏈線的美及背后的隱喻性，這也是啟發(fā)我們?cè)谧髌分羞\(yùn)用此數(shù)學(xué)模型的重要原因之一。

2.1.2 高迪的三維懸鏈線實(shí)體模型尋形方法

在圣家族大教堂的設(shè)計(jì)當(dāng)中，高迪希望能夠生成“新哥特”風(fēng)格的教堂形式，呈現(xiàn)出“大教堂”的感覺。為了減弱呈收束形態(tài)的建筑內(nèi)部不可避免的側(cè)推力（以此來盡量擺脫哥特式教堂的飛扶壁和其他外部支撐），從而達(dá)到一種外形上“根根獨(dú)立”的感覺，體現(xiàn)在其設(shè)計(jì)的樹形柱式（也就是后文中進(jìn)一步設(shè)計(jì)和發(fā)展的仿生形態(tài)柱式）和超高的拱頂。

在初步找形的過程中，高迪將平面圖倒掛在空中，將線進(jìn)行懸垂處理并在重心束上沙袋，在懸鏈線模型既定形狀的基礎(chǔ)上，從主廳和側(cè)廊三個(gè)主要部分開始，用圖形靜力學(xué)的方法進(jìn)一步深化了最初的形狀模型。我們看到的圣家堂并不是一體的設(shè)計(jì)，而是進(jìn)行分塊的設(shè)計(jì)后拼湊在一起進(jìn)行靜力分析而形成的相互支撐的整體形態(tài)，也因此大大降低了其中間側(cè)推力的作用。從而能夠看出，高迪在進(jìn)行分塊設(shè)計(jì)的時(shí)候并不能夠完全地預(yù)見到組裝起來的完整形態(tài)是否受力平衡，同樣需要在一步一步的摸索當(dāng)中推出最后完整的形態(tài)，這其中有很大一部分是偶然的成分。這種設(shè)計(jì)手法使建筑成為流動(dòng)自由卻又充滿秩序的系統(tǒng)，于后文裝置設(shè)計(jì)的雙層表皮的構(gòu)思中得以充分體現(xiàn)②。

2.1.3 材料分析

在高迪的建筑當(dāng)中所看到的主要是符合那個(gè)時(shí)代和建筑形式的石材以及裝飾所用的玻璃、陶瓷和馬賽克，這些材料運(yùn)用在本項(xiàng)目的小尺度裝置上明顯過于“建筑化”和厚重。由于裝置的外形為隨機(jī)變化生成的形體，因此，應(yīng)當(dāng)在表面材質(zhì)的選擇上以柔性材料為主進(jìn)行整體的設(shè)計(jì)。內(nèi)部空間可以運(yùn)用可伸縮的支架進(jìn)行較為感性的布置，為人們不同的活動(dòng)形式提供尺寸各異的孔洞，并在內(nèi)部形成較為隨機(jī)的空間，帶給步入者不一樣的情感體驗(yàn)。同時(shí)對(duì)外表皮進(jìn)行孔洞的穿插，加強(qiáng)內(nèi)外空間的溝通，形成多樣的光影效果。

高迪設(shè)計(jì)的建筑作品中體現(xiàn)出其對(duì)于幾何尤其是有機(jī)幾何形體的深入探究，并且能夠通過對(duì)物體受力的物理模型的精準(zhǔn)推斷和把控來進(jìn)行后續(xù)的建筑設(shè)計(jì)。在后文中我們運(yùn)用單個(gè)幾何體進(jìn)行空間上的疊加和漸變來進(jìn)行新的形態(tài)的討論，并運(yùn)用了對(duì)重力、引力和斥力的假設(shè)來進(jìn)行表皮受力的探討，對(duì)高迪的設(shè)計(jì)手法和設(shè)計(jì)理念都進(jìn)行了進(jìn)一步的創(chuàng)新和應(yīng)用。

3 運(yùn)用參數(shù)化的手法對(duì)高迪的建筑手法進(jìn)行提煉和再利用生成創(chuàng)新裝置

高迪通過對(duì)于自然形態(tài)的追求形成了“仿生”形態(tài)的承重結(jié)構(gòu)和建筑外形，并試圖掙脫古典走向現(xiàn)代。在他的時(shí)代不能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行變量的假設(shè)和延伸研究，但是通過對(duì)他的設(shè)計(jì)的剖析能夠發(fā)現(xiàn)，其擁有一整套完整的參數(shù)化邏輯體系。現(xiàn)在我們擁有較為完善的數(shù)字建模體系，在對(duì)其思維體系進(jìn)行總結(jié)的同時(shí)，應(yīng)將其建筑手法運(yùn)用并再組合到新的設(shè)計(jì)當(dāng)中。

3.1 將高迪建筑手法數(shù)字化的原因

高迪曾用手工方式推敲出了圣家族大教堂的柱子形式，現(xiàn)在使用3d 建模軟件（主要為Rhino、MAYA 等）和Grasshopper 軟件可以高效地產(chǎn)生不同的結(jié)果，并且在保證既定參數(shù)不變的情況下能夠保持其有效的承重能力。圣家族大教堂的建筑幾何形式生成方法遵循三個(gè)層級(jí)的遞進(jìn)：線-面-體。對(duì)線進(jìn)行變化的方法包括等距移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)：等距移動(dòng)是最常見的一種面的生成方式，是指一條直線（母線）沿著軌跡線等距移動(dòng)；旋轉(zhuǎn)是指將一條直線或者平面曲線沿著中軸旋轉(zhuǎn)，如果旋轉(zhuǎn)的是直線，得到的一定是面。如果旋轉(zhuǎn)的是平面曲線，若曲線有閉合趨勢(shì)的那一方背著中軸線，最后得到的就一定是面。但若曲線有閉合趨勢(shì)的一方朝向中軸線，得到的可能就是實(shí)體。

Grasshopper 中的布爾運(yùn)算也是重要的變化方法。由曲面組合而成的體量，或是由幾個(gè)簡單體量組合生成復(fù)雜體量的基本方法就是布爾運(yùn)算，包括了三種變化方式：相交，相加和相減。首先是把幾個(gè)直紋面相交，以交線為界去掉多余的部分，再將剩下的面相加組合起來得到體量。在生成更復(fù)雜的體量時(shí)，也會(huì)用由直紋曲面組成的體量與球、長方體、正方體等相交、相減或者相加來形成新的復(fù)雜形體。

我們能夠通過上述不同的數(shù)字化手法對(duì)高迪的設(shè)計(jì)手法進(jìn)行提煉和模擬，并且能夠手動(dòng)設(shè)計(jì)其基本幾何單位，從而既能夠進(jìn)行自由形態(tài)的推敲，又能夠保證其基本生成邏輯的有跡可循。

3.2 裝置的設(shè)計(jì)構(gòu)思

在內(nèi)外空間的布置邏輯上，我們有兩種想法：第一種是將內(nèi)部的空間進(jìn)行較為規(guī)整的布置，外部進(jìn)行一些表皮的創(chuàng)新，以滿足裝置中尺度感和體驗(yàn)感的變化，整體的造型更傾向于內(nèi)向型。

第二種則將內(nèi)外邏輯進(jìn)行統(tǒng)一，形成一個(gè)自由的形體。這種想法同時(shí)也伴隨著內(nèi)表皮的進(jìn)一步設(shè)計(jì)和內(nèi)部材料的進(jìn)一步選擇給人們?cè)谝曈X上產(chǎn)生沖擊力并在體驗(yàn)感上隨著空間的變換產(chǎn)生情感的變化。

人們總是相互聯(lián)系的，通過提取懸鏈線作為內(nèi)部空間主要的組成部分，用其本身就帶有著的隱喻性來預(yù)示著這些關(guān)系，就像人與人之間的關(guān)系一樣。繩子可以纏繞、打結(jié)、系住、拉伸或切斷，最終以不同的曲度呈現(xiàn)。所有人與人之間的關(guān)系是一個(gè)整體，不斷地編織交錯(cuò)，然后形成一個(gè)看似不規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)，也就是在內(nèi)部空間中期望達(dá)到的效果。同時(shí)，柱子作為承重結(jié)構(gòu)存在之外，提取高迪在其建筑中的柱式形態(tài)分隔空間又聯(lián)系內(nèi)部懸鏈線，也有其喻意即顯露自己，與他人融合，形成不同形態(tài)的路徑和空間形態(tài)，最終產(chǎn)生現(xiàn)在的形體（圖2）。

圖2 作品最初抽象構(gòu)思圖（圖片來源：作者自繪）

3.3 裝置的表皮和結(jié)構(gòu)生成邏輯

如圖3 所示，整體的生成邏輯主要分內(nèi)外兩部分，這也同樣遵從了高迪在進(jìn)行教堂設(shè)計(jì)的時(shí)候的方法。運(yùn)用參數(shù)化的方式設(shè)置兩種力相互作用并共同作用在表皮上，從而根據(jù)不同的力和結(jié)構(gòu)點(diǎn)的位置能夠隨機(jī)生成外表皮，并保持受力的平衡。在此之外進(jìn)行內(nèi)部的伸縮金屬結(jié)構(gòu)和支撐柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對(duì)外表皮繼續(xù)支撐。由于擁有雙層表皮，所以我們將分別進(jìn)行柱徑的選擇。

圖3 整體生成邏輯（圖片來源：作者自繪）

3.3.1 內(nèi)部框架生成邏輯

首先考慮到內(nèi)部框架能夠營造不同的孔洞空間，本項(xiàng)目采用泰森多邊形作為內(nèi)部框架的核心單體結(jié)構(gòu)，使其在一個(gè)較為規(guī)則的立方體之中進(jìn)行復(fù)制和穿插，將整體的框架搭建出來，并且在地面上生成與表面相同形態(tài)的鋪地，給予人一種立體投影的視覺感受，吸引附近的人們步入內(nèi)部。

隨后再將框架進(jìn)行漸變的形態(tài)變化，在出入口的位置加大孔洞的尺寸，給人一種明顯的可識(shí)別性。與此同時(shí)，出入口還可以通過表皮紋理和孔洞的生成配合其營造一種錯(cuò)落的感覺，如圖4所示。

圖4 框架生成整體邏輯（圖片來源：作者自繪）

3.3.2 表皮生成邏輯

為了能隨機(jī)生成裝置表皮控制點(diǎn)，首先對(duì)起點(diǎn)進(jìn)行隨機(jī)布置，并設(shè)置在一個(gè)活動(dòng)范圍內(nèi)隨機(jī)生成終點(diǎn)，因此能夠通過算法運(yùn)行的時(shí)間來生成不同位置的點(diǎn)。如同所有運(yùn)用到實(shí)踐工程中的數(shù)學(xué)模型一樣，對(duì)其進(jìn)行幾個(gè)力的設(shè)置，一個(gè)是主導(dǎo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的力（模擬重力），另一個(gè)是干擾其運(yùn)動(dòng)的力（模擬側(cè)推力）。通過引力與斥力的相互作用生成合力，相鄰兩個(gè)起點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)的過程中相互排斥，起點(diǎn)和終點(diǎn)之間通過引力進(jìn)行控制，同時(shí)也可以通過控制力的大小來調(diào)整運(yùn)動(dòng)速度。

此步驟為后面表皮的生成進(jìn)行鋪墊的同時(shí)，在每一個(gè)環(huán)節(jié)都可以通過參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。最終，表皮生成過程中進(jìn)行了浮力和部分拉力的嘗試，將上一步計(jì)算得出的點(diǎn)和邊線進(jìn)行結(jié)合，能夠形成表皮形態(tài)的邊緣限定。

將每個(gè)面進(jìn)行垂直于其表面方向的表皮生成，能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)部分整個(gè)包裹進(jìn)去，同時(shí)，在內(nèi)層表皮上生成疏密不同的網(wǎng)（同樣模擬高迪建筑中的窗扇的形成），能夠向內(nèi)部提供光影變幻，如圖5 所示。

圖5 外表皮的生成及兩個(gè)角度的立面圖（圖片來源：作者自繪）

3.3.3 內(nèi)部柱式生成邏輯

過程如圖6 至圖8 所示。

圖6 柱子雛形（圖片來源：作者自繪）

圖7 柱子形態(tài)演變（圖片來源：作者自繪）

圖8 最終柱子形態(tài)（圖片來源：作者自繪）

4 成果

本設(shè)計(jì)呈現(xiàn)方式是通過層層疊疊的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成內(nèi)部空間形態(tài)，根據(jù)高迪“懸鏈線”理論提取生成的不規(guī)則柱網(wǎng)劃分空間，再運(yùn)用彩色垂掛線條進(jìn)一步加強(qiáng)空間的豐富感，形成最終效果（圖9、圖10）。

圖9 最終爆炸圖（圖片來源：作者自繪）

圖10 內(nèi)部效果圖（圖片來源：作者自繪）

我們?cè)谠O(shè)計(jì)初期考慮通過感性審美認(rèn)知與理性力學(xué)原理進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)而達(dá)到力與藝的結(jié)合。通過主觀審美上的空間劃分，結(jié)合誘導(dǎo)設(shè)計(jì)最初形成的古代神話中“線”這一元素，通過“編織”的組織形式創(chuàng)造無限延伸的空間視覺感受，讓人們像繪畫中的線條一樣進(jìn)一步探索時(shí)間和空間，創(chuàng)造出無限的空間變化并逐漸延伸。時(shí)間如織網(wǎng)，密密麻麻，周而復(fù)始，傳遞著人們的情感，回憶、祈禱、遺憾編織成一張網(wǎng)，找不到起點(diǎn)和終點(diǎn)。這張網(wǎng)看似一動(dòng)不動(dòng)，凝固在生活的角落，實(shí)則是悄然產(chǎn)生，暗中生長，默默地與他人的網(wǎng)相連。

正如我們?cè)谠O(shè)計(jì)中所設(shè)想，試圖通過光影變化和線條的相互依存，讓觀者體驗(yàn)和思考。無形中促成空間之間的相互聯(lián)系，形成了柔軟而郁悶、寂靜且落寞、混沌又清晰的多重視覺上與心理上的感受，以促成我們?cè)O(shè)計(jì)中想要引發(fā)的思考——自我與他人、自我與社會(huì)之間的關(guān)系。

5 裝置的適應(yīng)性和應(yīng)用

裝置的運(yùn)用可以是多種的，作為運(yùn)用參數(shù)化手法進(jìn)行設(shè)計(jì)的裝置，其形態(tài)的生成是通過一定規(guī)則的邏輯進(jìn)行設(shè)計(jì)的，但是從參數(shù)的調(diào)控上來說又有著感性和偶然的成分在里面，所以其既可以通過理性思維根據(jù)空間的大小以及位置來進(jìn)行調(diào)控，也可以隨機(jī)運(yùn)用它的偶然性來生成感性的形態(tài)，同樣可以達(dá)到現(xiàn)代數(shù)字化建構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)不同的尺寸進(jìn)行裝配。

它的運(yùn)用不僅僅是在一種形態(tài)當(dāng)中，我們可以變換它的外表皮結(jié)構(gòu)和內(nèi)部框架單體的形態(tài)進(jìn)行自由調(diào)整。運(yùn)用高迪建筑手法中理性的數(shù)理規(guī)則的同時(shí)，給予人們足夠的想象和創(chuàng)新空間，本項(xiàng)目的目的即在于此。它可以被看成是初始的社會(huì)大“空”間，人介入后產(chǎn)生交集并伴隨著新的關(guān)系的產(chǎn)生。在方丈空間中，存在多層次的場(chǎng)景。當(dāng)人在大小空間流轉(zhuǎn)穿行而過時(shí)，相應(yīng)的線性裝置從背景中跳脫出來，與不同空間構(gòu)成了對(duì)照的關(guān)系，在或逼仄或開敞的不同空間中感受到時(shí)空的轉(zhuǎn)換。

結(jié)語

在力與藝的探討中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣的問題：擁有美感的形態(tài)不符合力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)該怎么辦？在本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程中能夠發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行第一步藝術(shù)創(chuàng)作的同時(shí)，可以預(yù)先對(duì)其受力情況進(jìn)行假設(shè)和模擬，并以此作為參數(shù)擬定的基礎(chǔ)，進(jìn)行形態(tài)上的進(jìn)一步探討。藝術(shù)創(chuàng)作很大程度上是主觀的，而我們?cè)谄渲屑尤牖镜膸缀螁卧土W(xué)參數(shù)的變化恰恰確保了其理性基礎(chǔ)架構(gòu)的搭建。從安東尼奧·高迪的時(shí)代開始，建筑師一直都在藝術(shù)與技術(shù)之間尋求平衡，而今天通過參數(shù)化的手段可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)“可控的”的感性設(shè)計(jì)和“直觀的”理性數(shù)據(jù)分析反饋。運(yùn)用這種設(shè)計(jì)理念進(jìn)行裝置和建筑設(shè)計(jì)，可以照顧到結(jié)構(gòu)和外觀的和諧，同時(shí)也能夠保證其能夠根據(jù)場(chǎng)地進(jìn)行普適性的調(diào)整，并可以為相似類型的設(shè)計(jì)提供較大的幫助和參考。

注釋：

①Thiebaut P、朱迪思·卡梅爾等。

②Robert Hooke"As hangs the flexible line,so but inverted will stand the rigid arch".