参数化辅助景观设计思路实践研究

文/袁倩 湖南省建筑设计院有限公司 湖南长沙 410000

古往今来，科学技术的发展始终能给艺术注入新鲜的“血液”。上个世纪六十年代，几何学关联性中的参数化被运用到计算机学科中，计算机科学驱动着参数化概念的发展，逐渐被人们认识并得以运用。到了九十年代，在一些技术行业领域中可发现参数化理论的影子，尤其是制造业、工业。设计领域最先尝试参数化设计的有机械设计、工业设计、产品设计，之后逐渐渗透到建筑与景观、室内设计等领域。

1、参数化景观设计

参数化景观设计是两种概念的集合，其一，参数化设计是一种思维方式，用逻辑性去解读和认识事物的一种思维模式。其二，作为一种设计技术方法，通过计算机辅助软件，用直观、科学的方式构建、衍生、优化、分析设计。本文着重探讨的是第二个层面的概念。

2、参数化景观设计方法

20世纪中后期，互联网信息化时代来临，计算机、互联网的普及和信息爆炸带来了设计的高效和多元。1997年，查尔斯·詹克斯在AD杂志中以“非线性建筑：新科学=新建筑？”为题的序言中预言运用计算机技术生成的非线性建筑会是2000年后的重要建筑运动[1]。在此之后，最早应用在工业设计的参数化设计受到复杂科学和非线性的转化，在计算机辅助设计思潮和吉尔·德勒兹等人的思想影响下在建筑领域得以实践。以参数化设计拓展延伸的参数化主义、数字化设计、数字建造、建筑信息模型等在建筑领域都是重大的成就[2]。

参数化设计在建设领域的渗透不仅只是建筑与规划领域，还包含室内装饰、装置艺术等。近年来，景观设计中也逐渐出现参数化设计的形态，可见参数化设计的发展呈扩散趋势。景观设计的传统设计思路常从艺术的角度出发，弱化科学性的影响，缺乏逻辑性和较好的协同数字化工作平台来提高工作效率。参数化景观设计从数据分析层面和设计思路层面都能更好的辅助完成景观设计。

参数化带来了技术同时也拓展了设计方法。常见的景观设计与参数化结合有对应分形的泰森多边形和元覆盖等方法，对应于混沌的吸引子方法等。吸引子中多用点与曲线作为吸引子，常用在grasshopper中。通过与其相关的参数，如距离、高度等来影响周边物体的尺寸、面积、定位、缩放值等。

图一 飘带镂空三角形细节一；

图二 飘带镂空三角形细节二；

图三 grasshopper 建模逻辑文件

3、参数化景观设计案例

3.1 项目概况

案例项目位于湖南省长益高速中段，高速路联通长沙西与益阳市新区——衡龙新区。益阳市政府决定在此新建一座收费站同时，并在此建设面积约十万平米的大地雕塑景观，以产生显著的门户效应，从而为招商引资在交通层面提供便利。这一景观用醒目的颜色和新颖的造型给往来的所有人都形成深刻的印象，从而对益阳市的经济及城市发展形成正面积极的认识。

益阳位于洞庭湖南岸，是环洞庭湖生态经济圈核心城市之一，自古是江南“鱼米之乡”。

3.2 设计思路

“鱼”、“米”赋予了这片土地生生不息的可能，同时也赋予了我们设计灵感，设计取“鱼”、“米”为设计元素。新建的高速路互通连接的是益阳市的新区——衡龙新区，龙在中国传统文化中是“祥瑞”的象征，取新区中的“龙”为概念。用形态飘扬而流动的红色飘带构筑象征“腾龙”和点状的构筑代表“鱼”、“米”，点线两种构成形态相结合，悠扬而又灵动地穿插在大地与天空之间。

3.3 设计方法及逻辑建构过程

基于参数化辅助设计软件的出现，使曲面模型建立有实现的可能。施工方可用三维模型中的数据用于加工，施工定位和造价计算。因此在构思方案时，我们可以放开思路，设想传统设计手段无法完成的曲面构筑景观。

设计初始，我们通过草图构思出概念形体，运用Rhino手工建模出初始形体，完成初步概念方案。大地雕塑的主形体可以归纳为两种元素，主体为腾龙，鱼米可视为附属构筑 物。主体“腾龙”元素设计为抽象飘带，运用“控制点曲线”工具在三维空间中勾勒出草图构思的飘带其中一条边作为路径，在垂直于曲线路径的面上勾勒飘带的控制截面，截面位置选择飘带形态变化的节点。最后用“sweep”工具按提示选择路径和截面，形成飘带造型。在这个过程中，选择“记录建构历史”建成的形体可通过后期编辑路径和截面自由调整。“鱼米”的造型可通过曲线工具勾勒边线和内部结构线，通过内部结构线建模控件完成形体。

在核定了初始方案后，通过Rhino与Grasshopper联合的方式完成深化方案。主体横跨道路的飘带设计加入了表皮变化，在Grasshopper中运用Triangular模块为基础，通过距离因子控制向心偏移三角形的偏移距离，建立大小渐变的三角形曲线群组。通过“从物件建立曲线”选择渐变的三角形曲线群组投影到飘带曲面。带有渐变三角体块的飘带象征附带着“鳞片”的“龙”，随后通过鳞片的镂空来增加飘带的灵动感和通透性，并增加夜晚照明的美感（如图一、图二）。

图四 景观鸟瞰图

由于三角面的数量很多，运用手工镂空剪切会导致繁琐无意义的工作量，因此通过“hoopsnake”、“surface splite”模块组合，逐一捕捉每一块投影到曲面上的渐变三角形的内边和外边，镂空后组合成连续的曲面，得到最终设想镂空鳞片的龙形飘带（如图三）。

大地雕塑选材为钢材，整体由横跨高速公路以及高架桥的主拱和相互缠绕、联系的飘带构成，主拱最大跨度120m，最大高度29m。作为露天的异形结构，需要抵御各种极端气候条件，比如高达80℃的昼夜温差，极端冰雪天气带来的积雪、裹冰荷载，酸雨对材料的腐蚀，风及地震等等。整体造型在设计过程中与结构专业数据检验联动，测算在有限的造价下，所能利用的钢材拱起的高度和距离是否能应对风力使其发生的形变。结构采用立体管桁架、钢箱梁相互组合的形式，可以兼具受力和美观需要。

交付施工单位的设计成果由两部分组成，根据场地坐标和1：1比例建立的精准定位的虚拟Rhino模型，包含内部结构和外部表皮及其构建，以及拆分构件摊平的设计图纸，为建造施工提供可实施的条件（如图四）。

结语：

参数化辅助设计可以延伸艺术家的思想和四肢，在参数化设计逐渐影响景观设计领域的背景下，设计师可展现出在大地的维度上不曾出现的景象，给景观艺术以新的表达语言和内涵。新的设计思路、理念逐渐出现。施工建造者可借助参数化的数据成果，用于模型加工、精准定位、科学施工，工作模式也得到发展和更新。但是，参数化仅仅只是辅助工具，它无法具备人感知艺术与环境的敏锐能力，应理性看待参数化辅助设计，才能合理科学地运用其技术完成景观艺术创作，探索新的设计方法和思路。