景觀參數化設計的形成邏輯

李 晶，王 濤，卞綺瑋，于蘇誠，陳樂彥（南京林業大學， 江蘇 南京 210037）

1 參數化設計

1.1 參數化設計及國內外研究概況

設計的參數化和參數化設計是兩個不同的范疇。只有建立在充分利用參數運算，精確約束和改變形式、反映系統特性、驅動系統變化的基礎上，形成運算-生成的集合體，以達到設計目的，才能稱為參數化設計[1]。而如果僅僅是涉及參數化，量化運算程度低的如建筑信息模型（building information modeling,BIM）、數字化、非線性設計等，都同參數化設計有本質的區別。

參數化設計的發展建立在設計思維發展和計算機科學發展的基礎之上，是技術革命帶來的設計方式演進。從早期的草圖思維表達、認識論上的反思實踐到計算機輔助設計再到如今設計工具上算法、人工智能和數據庫的引進。每一次設計方式的發展都建立在對前一階段的批判吸收和最新技術成果的運用之上，參數化設計也是如此。

綜合相關文獻[2]，目前參數化設計的發展有 3 個條件：參數化思維發展成熟、幾何學和其他相關理論引入、計算機科學和算法生成的發展和應用。參數化設計還擁有三個特點，即對設計思維和復雜客體的參數化探索、場地性能導向的參數化設計、將理性思考與科學參數相結合。

1.2 參數化設計的哲學來源

參數化是后現代思潮關于結構主義的生動體現。結構主義的代表人物是法國后現代哲學家吉爾德勒茲，建筑學中，其“褶皺、圖解、生成”等概念對建筑參數化思維的形成發展有著深刻的影響。風景園林學所注重的差異、多元和動態聯系等設計要求，對德勒茲的哲學思想也有著天然的呼喚。

褶皺（Fold）理論以“褶皺”作為德勒茲觀念中的世界構成基礎，以褶皺的概念形式融合了微觀單位和宏觀世界，世界關于多元化的要求來自微觀單位與宏觀世界的“褶皺”式不確定聯系。塊莖理論則強調對原始思維框架的“跳躍”，以新靈感、新思維作為解決“想解決而未解決、想做到卻未做到”的突破口，是在一定條件下，對可忽視領域的入侵和僵化思維的突圍[3]。

目前風景園林學所注重的城市微更新、多元性能要求的共享空間營建，體現了“無根式” “去集中化”的“塊莖”和“圖解生成”思維，旨在營建良性小氣候和綜合體。這實質是在已經碎片化的城市空間范圍內，通過對具體障礙沖突聯系的解構、再建構，達到處理各種“利益”（人與自然、人與社會、場地與外環境、場地與社會）之間關系[4]，并使之臻于和諧的行為。這與德勒茲哲學思想不謀而合，為探索景觀參數化設計提供了思路。

1.3 參數化設計的科學來源

21 世紀將是復雜性科學的世紀，這是霍金對復雜科學的評價。復雜性科學是指以復雜性系統為研究對象，以超越還原論為方法論特征，以揭示和解釋復雜系統運行規律為主要任務，以提高人們認識世界、探究世界和改造世界的能力為主要目的一種“學科互涉”的新興科學研究形態，其代表之一便是參數化設計[5]。新世紀后，復雜科學以跨學科形態方式為設計學提供復雜適應系統已經成為設計學者關注的一大焦點，風景園林學也必不例外。

2 風景園林景觀設計的參數化實現

2.1 園林景觀設計參數化實現的政策支持

2020 年 7 月住建部等九部門發布了《關于加快新型建筑工業化發展的若干意見》[6]，為景觀設計在推進新技術、理念的革新方面提供了政策支撐。

新時代以來，哲學、政治、經濟、文化等多元化發展重塑了人們的價值觀，人們對景觀的需求與對景觀藝術的理解達到了一個新的高度，這就給景觀設計行業帶來了新的問題和新的挑戰，這些新問題和新挑戰以復雜性、交織性為特征，對原有經典的設計工具、方法和理念產生了巨大的挑戰。而參數化設計以其非線性、過程化、自下而上的思維為特征，對于把握復雜性需求具有突出優勢。

2.2 景觀參數化設計的邏輯建構：生成邏輯

與理性的人作為設計主體的傳統景觀設計方式不同，參數化景觀設計將相當一部分的場地形成的邏輯任務交給了計算機，這就要求將以功能、形式為特征的景觀價值進行邏輯分類，以期待計算機使用數字手段對設計影響因素進行綜合考量[7]。

在辯證法中，內容是事物內部聯系的集合，形式是外部聯系的集合。內容決定形式、形式促進內容。在景觀設計中，基于其價值分類，也可將價值生成過程看為形式生成和內容生成的統一體。而問題的焦點就在于如何“統一”和統一后的新事物是否能、為什么能滿足生態、城市、人的需求。

景觀參數化設計以場地性能要求為導向，通過對人設計思維和復雜客體的標準和要求的量化，生成計算機邏輯，以“自下而上”的運營思路，精確地回應場地和人的需求。在策略方面，基于功能和美學形式建構出符合辯證思維的“內容生成邏輯”和“形式生成邏輯”，二者相互區別又相互統一，區別在于二者分別回應不同范疇的場地需求，統一在于二者結合能夠共同構建出功能完備、價值突出、風景優美的設計作品。

2.3 景觀參數化設計的形式生成過程

在參數化設計中，所謂“生成”的范疇，就是對某一元素進行認識基礎上的抽象化過程或者邏輯基礎上的描述過程。在景觀價值的計算機參數化表達上，基于對象元素的不同，劃分為形式和內容生成過程。其中，當元素是對景觀本身概念的直接表達時，這些表達就是形式生成過程。

與建筑學的幾何形式邏輯不同，景觀的形式邏輯表達注重對空間布置的安排，這種安排可以在大自然中找到其外在的形式表達。南京林業大學校園綠化在“普遍綠化”的影響下，加之農林院校的學科特征，南林老校區的綠化模式早期以群植、片植為主，形成“林”的格局。1956 年于整個校園內栽植了喬、灌木共 91 科、315 屬、1 000 種，成為標本林教學實習場所。1979 年在原有環境基礎上進行重要節點的美化整修。1985 年鋪設草坪 1.8 萬 m2，栽植各種花灌木和綠籬 680 m 以及杜鵑園、珍貴樹木園等，初步形成“校中有園、園中有校、公園外貌、科學內容”的美麗校園。1995 年以來草坪面積增至 5.4 萬 m2。20 世紀 90 年代后期，連續幾年對校園進行綠化和整修。為降低軸線中部四塊綠地過高的郁閉度，移去其中部分喬木，修建石子路，設置座椅，栽植花卉，以營造優美、安全的晨讀環境。4 片綠地邊緣行列式的圓柏被保留了下來，蘇聯模式的特征因此得以延續。21 世紀，對教學區、學生生活區、教職員住宅區、紫湖溪沿岸、新運動場周邊等進行綠化工程與景觀建設，總面積達 8.9 萬 m2，形成了以“林”為面、以“園”為點的森林公園式校園[8]。在本案例中，背后隱含的生成邏輯是在人腦中完成的。其堅持“普遍綠化”“森林公園式校園”中穩定內涵的總需求，通過空間布置和植物生長預測、回應不同時間的小需求變化，最終完成長時間線的景觀營建，這一點在景觀形式的設計過程中具有普遍性。在參數化設計中，基于這一普遍的景觀設計生成邏輯換算計算機語言，以空間布置及空間布置算法、植被生長一般規律構建系統，通過對這一系統的參數化預測就能夠生成最終的景觀形式。

不僅如此，在算法表達的過程中，生成本身也具有過程性，這種過程性同樣能對景觀形式產生影響。在校園綠化整體生成過程中，具體經歷了從無到有、由少到多、由整變亂的過程（局部可能是逆向的）。但是我們的認識對它的反映還只是靜態的消極反映，很多情況下不夠具體。園林種植的自然生成是永續運動的變化過程。因此在景觀形式生成過程中，我們還必須引入虛擬時間。時間演變和空間布置是形式生成過程的兩大基本要素。在算法構建中，形式生成的空間布局在時間軸上的具象變化有助于深入理解形式生成過程，并能夠通過科學的參數標準進行合理修正。由此，我們可以得到建立在三維空間中，不斷利用空間布置算法和一般性植被生長規律算法生成景觀，利用時間演進算法合理修正景觀形式的生成系統。

2.4 景觀參數化設計的內容生成過程

內容生成過程是形式生成過程的基礎，作為因素之一影響形式生成過程。一般情況下，對內容生成過程的邏輯建構應先于形式生成過程，也比形式生成過程更加重要。內容生成過程是指設計要素在蘊含意義、影響因素、功能表達等抽象層面進行的間接構成過程[9]。

內容生成過程反映的是設計的人文要素，要求以人為本，力求達到人與自然和諧共生。內容生成區別于形式生成，雖然二者者密不可分。在對內容生成過程的參數化過程中，要注意區分主觀和客觀的內容要素。主觀內容要素包括文化、精神、歷史等。客觀內容要素包括自然條件、功能、人、政策等。相比較形式生成過程，內容生成過程具有要素多元化、參數復雜化、系統開放化的特征。我們期望構建的參數化內容生成系統在哲學層面涉及價值及價值評價的問題，并以價值評價為基準，對設計要求進行反饋。

相比較于形式生成過程，內容生成過程的要素更多、要素間的聯系也更復雜，要素更新和發展也更頻繁。對內容生成系統價值評價的算法生成應該擺脫認識框架，而從設計過程和體驗過程進行描述，從而進一步量化。在對所有要素的描述中，場地與人是基礎，植被的生長規律等是客觀條件。參數化可以基于人的感官對場地的環境、氛圍、序列間交流的反應來表達。還可以通過對人行為的判斷來區別空間的開放或是私密、靜或者是動。內容生成的參數標準以主客觀來區分，一般情況下，自然條件的參數以點參數為基準，主觀條件的參數以范圍為度量。

3 結 語

設計生成系統的平衡是景觀參數化設計的最終要求，具體表現為設計結果對設計期望的正反饋和設計結果的自洽。在景觀參數化設計過程中，錯綜復雜的場地要素和景觀序列被統一和量化為參數邏輯。建立在計算機系統內在的自洽即“糾錯”和“感性”人機交互的參數化反饋基礎上，符合場地實際、符合以人為本的動態平衡系統被建立起來。該系統有三個特征：參數化內容生成和形式生成相互促進，動態平衡系統發展自洽達到預期要求，獲得的一般特征參數化數據被保留并能參與下次設計。