什么是參數(shù)化設(shè)計(jì)

大約十年前?Rhino原廠（McNeel 公司）在 Rhino上推出了Grasshopper：一種全新的參數(shù)化輔助設(shè)計(jì)插件。短短幾年間 Grasshopper 以其革新的設(shè)計(jì)理念和立竿見影的設(shè)計(jì)效果，在設(shè)計(jì)業(yè)前沿領(lǐng)域快速傳播和滲透，Grasshopper也幾乎成為了參數(shù)化設(shè)計(jì)的代名詞：最初在建筑設(shè)計(jì)業(yè)的高端領(lǐng)域得到快速運(yùn)用，而后幾年延申到其他設(shè)計(jì)和制造業(yè)的高端領(lǐng)域，諸如產(chǎn)品設(shè)計(jì)、汽車設(shè)計(jì)、鞋業(yè)設(shè)計(jì)、珠寶設(shè)計(jì)、藝術(shù)設(shè)計(jì)及3D打印等行業(yè)。如今談到參數(shù)化設(shè)計(jì)已經(jīng)并非單指一種設(shè)計(jì)工具，而是設(shè)計(jì)業(yè)最前沿的設(shè)計(jì)思想和方法。如果說(shuō)”參數(shù)化設(shè)計(jì)是過(guò)去二十年來(lái)設(shè)計(jì)業(yè)最大的技術(shù)和方法的進(jìn)步”也一點(diǎn)也不為過(guò)。

參數(shù)化設(shè)計(jì)方法特點(diǎn)

相比較而言， 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)軟件會(huì)比較局限于設(shè)計(jì)表達(dá)階段的輔助。就像一只“筆”，幫助設(shè)計(jì)師“畫”出頭腦中想象的設(shè)計(jì)造型和空間關(guān)系。而在設(shè)計(jì)輸入、數(shù)據(jù)分析、邏輯推敲、結(jié)構(gòu)關(guān)系、可行性驗(yàn)證等等涉及到設(shè)計(jì)思考的部分幾乎無(wú)法發(fā)揮作用，幾乎完全由設(shè)計(jì)師獨(dú)自在頭腦中進(jìn)行，因此作為輔助設(shè)計(jì)來(lái)講作用是很有限的。

而參數(shù)化設(shè)計(jì)工具配合參數(shù)化設(shè)計(jì)方法則在很大程度上拓展了輔助設(shè)計(jì)的范圍：首先可以靈活處理和分析大量設(shè)計(jì)前期數(shù)據(jù)并且可視化，讓設(shè)計(jì)師從海量的數(shù)據(jù)中有效的提取關(guān)鍵的設(shè)計(jì)信息，精確的把握分析數(shù)據(jù)和找準(zhǔn)設(shè)計(jì)方向。而后在設(shè)計(jì)推敲過(guò)程中可以深度的輔助，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程更加清晰和直觀，讓設(shè)計(jì)思想貫徹的更加深入和徹底，同時(shí)還可以做到傳統(tǒng)方法難以想象的多樣化設(shè)計(jì)效果。

并且合理的運(yùn)用參數(shù)化設(shè)計(jì)方法能突破設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)思維的局限，提供給設(shè)計(jì)師很多新的想法和靈感，拓展設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)空間：可以依據(jù)設(shè)計(jì)師提出的邏輯自主衍生出各種豐富變化超乎預(yù)期的設(shè)計(jì)方案和可能性。所以在參數(shù)化設(shè)計(jì)工具及設(shè)計(jì)方法出現(xiàn)后催生了一大批新穎和超前的設(shè)計(jì)成果。參數(shù)化設(shè)計(jì)工具和思想極大釋放并拓展了設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)想象力。

總結(jié)：參數(shù)化設(shè)計(jì)方法就像一個(gè)更加聰明能干的設(shè)計(jì)助手。可以在設(shè)計(jì)全程有效的輔助設(shè)計(jì)師做深入的設(shè)計(jì)“思考”和“探索”，從而創(chuàng)造出更高質(zhì)量和的設(shè)計(jì)成果，和讓人想象不到的設(shè)計(jì)創(chuàng)意。

Grasshopper的特點(diǎn)

Grasshopper 是目前參數(shù)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域最主流的軟件工具。為什么是 Grasshopper？每個(gè)用戶都會(huì)有不同的看法：它是最早在設(shè)計(jì)業(yè)出現(xiàn)的參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件、設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)交互性非常好、用戶界面的設(shè)計(jì)美觀和友好、使用的過(guò)程中會(huì)有“高級(jí)”的設(shè)計(jì)感受，還有很多其他的說(shuō)法，但這些都是表面感受，Rhino原廠認(rèn)為核心要素主要有兩個(gè)：

非常自由的功能組合規(guī)則：在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)軟件中，設(shè)計(jì)師往往“受限”于軟件所提供的功能，很多時(shí)候設(shè)計(jì)師會(huì)因?yàn)檐浖鄙倌硞€(gè)具體功能而放棄一個(gè)很好的設(shè)計(jì)思路和想法，某種意義上來(lái)說(shuō)是軟件功能限制了設(shè)計(jì)發(fā)揮。而任何一款軟件實(shí)際上都無(wú)法提供無(wú)窮無(wú)盡的功能給設(shè)計(jì)師。因此在 Grasshopper 中采用了一種全新的設(shè)計(jì)理念：讓設(shè)計(jì)師任意的組織和搭建設(shè)計(jì)所需的功能。具體來(lái)說(shuō)：Grasshopper內(nèi)置了豐富的工具，但這些工具看起來(lái)都很“基礎(chǔ)”。同時(shí)Grasshopper提供了一套特定的規(guī)則和組織方法，這套規(guī)則方法非常的靈活且強(qiáng)大，允許設(shè)計(jì)師幾乎沒(méi)有限制的將這些基本工具深度組織到一起，實(shí)現(xiàn)各種設(shè)計(jì)所需的特制化功能需求。這種方式從根本上解除了傳統(tǒng)軟件”固化”的功能模式，工具使用的靈活度得到大幅度的增強(qiáng)，設(shè)計(jì)過(guò)程受到的限制也更少。

豐富的功能拓展：目前 Grasshopper 中的插件數(shù)量粗略統(tǒng)計(jì)近千種，與設(shè)計(jì)業(yè)相關(guān)的周邊的每個(gè)行業(yè)幾乎都有多種成熟的插件接入到 Grasshopper 中供設(shè)計(jì)師選擇使用。諸如計(jì)算機(jī)圖形學(xué)里各種豐富的圖形生成算法、完整的數(shù)理計(jì)算和分析工具，環(huán)境學(xué)、能量學(xué)、材料學(xué)、光學(xué)、粒子系統(tǒng)，流體力學(xué)、彈性力學(xué)，生物學(xué)以及各種有限元分析工具，且大部分都是免費(fèi)使用的。

在 Grasshopper 中可以方便的使用這些豐富的插件功能配合設(shè)計(jì)。一方面設(shè)計(jì)過(guò)程可以加入插件提供的豐富設(shè)計(jì)元素讓設(shè)計(jì)效果多樣化。另一方面在設(shè)計(jì)過(guò)程中借助這些插件功能可以同步的關(guān)注很多設(shè)計(jì)周邊因素并評(píng)估設(shè)計(jì)性能，在很大程度上消除了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中上下游之間的隔閡，提升設(shè)置質(zhì)量和效率。

提問(wèn):?Grasshopper為什么有那么多插件？

Rhino 與 Grasshopper 是非常開放的軟件架構(gòu)。首先 Rhino原廠提供的全套開發(fā)工具都是免費(fèi)的，所有個(gè)人或公司在 Rhino 和 Grasshopper 中開發(fā)的插件都擁有完全的自主權(quán)可以自由發(fā)布或銷售，并且Rhino原廠不抽取任何銷售的利潤(rùn)，同時(shí)還協(xié)助發(fā)布到?Rhino 全球的插件平臺(tái)上做推廣。

學(xué)習(xí)Grasshopper誤區(qū)

要發(fā)揮參數(shù)化設(shè)計(jì)工具強(qiáng)大的作用，使用者必須運(yùn)用正確的參數(shù)化思維和理念，同時(shí)對(duì)參數(shù)化工具的運(yùn)作規(guī)則及分析方法有清楚的了解和掌握。對(duì)大多數(shù)用戶來(lái)說(shuō)這需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)和練習(xí)才能達(dá)到。而目前在國(guó)內(nèi)很多學(xué)習(xí)者由于對(duì)參數(shù)化認(rèn)識(shí)上的錯(cuò)誤或一些錯(cuò)誤的引導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)過(guò)程一波三折，同時(shí)給自己帶來(lái)很大的壓力甚至對(duì)自己產(chǎn)生懷疑，很多用戶最后并沒(méi)有很好的掌握參數(shù)化設(shè)計(jì)。我們特別提出來(lái)希望剛開始學(xué)習(xí)參數(shù)化的用戶注意。主要有兩點(diǎn)：

急于求成：很大一部分用戶在剛開始學(xué)習(xí)參數(shù)化設(shè)計(jì)的初始階段就去找與自己專業(yè)相關(guān)的案例或效果酷炫的綜合案例學(xué)習(xí)，希望快速的在實(shí)際設(shè)計(jì)項(xiàng)目中運(yùn)用，并節(jié)省學(xué)習(xí)的時(shí)間。但往往事與愿違：由于實(shí)際案例或綜合案例中同時(shí)包含多個(gè)層面的知識(shí)理解和運(yùn)用。其中包括與參數(shù)化相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)、以及過(guò)程中用到的其他專業(yè)知識(shí)，以及設(shè)計(jì)層面的思路分析等等。要把這么多的知識(shí)點(diǎn)在一個(gè)案例中全部講清楚首先就很難，從教學(xué)設(shè)置來(lái)講就不合理。只有用戶提前對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都清楚了之后再來(lái)看這種綜合案例才是可行的。而實(shí)際情況通常是由于用戶對(duì)其中一兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)的理解不夠，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)案例完全無(wú)法理解。所以大部分學(xué)員往往是學(xué)到后面百思不得其解，顧此失彼，反反復(fù)復(fù)的思考還是無(wú)法掌握。最后學(xué)員必須回過(guò)頭重新把沒(méi)有理解或忽略的參數(shù)化知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)回來(lái)，耗費(fèi)了更多的時(shí)間和精力，甚至于一部分學(xué)員最終認(rèn)為參數(shù)化設(shè)計(jì)不適合自己，因此放棄。

片面追求對(duì)工具的學(xué)習(xí)，而忽略參數(shù)化核心思維方法的理解：在學(xué)習(xí) Grasshopper 時(shí)很多用戶的關(guān)注點(diǎn)僅放在學(xué)習(xí)工具如何使用的層面。也有一部分學(xué)習(xí)者剛開始就把大量精力用于學(xué)習(xí)Grasshopper中插件工具的用法。這也是典型的學(xué)習(xí)誤區(qū)。實(shí)際上工具使用只是參數(shù)化學(xué)習(xí)過(guò)程中最淺顯和表面的部分。而必須具有參數(shù)化思維和分析能力才能駕馭和掌控這些工具建立設(shè)計(jì)功能，這才是學(xué)習(xí)參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程中的核心部分，卻很容易被學(xué)習(xí)者忽略。所以遇到很多用戶對(duì)Grasshopper的工具用法都反復(fù)學(xué)了好幾遍，但是在實(shí)際運(yùn)用中卻不知道如何組織搭配這些工具實(shí)現(xiàn)想要的效果和功能。是典型的缺少參數(shù)化思維分析能力的情況。

學(xué)習(xí)Grasshopper的要點(diǎn)

?Rhino 原廠總結(jié)了學(xué)習(xí) Grasshopper 過(guò)程中應(yīng)該特別關(guān)注的幾個(gè)側(cè)重點(diǎn)，用戶在學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)該重視以下幾個(gè)方面：

一. 對(duì) Grasshopper 數(shù)據(jù)規(guī)則的深入理解

Grasshopper提供了一套特有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和用法規(guī)則，所有 Grasshopper 自帶的工具和插件都遵循這套數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及用法規(guī)則。利用這套規(guī)則可以幾乎不受約束的把Grasshopper以及插件中的各種基本工具搭建成更加高級(jí)和特定的功能以滿足不同的設(shè)計(jì)需求。這正是參數(shù)化設(shè)計(jì)區(qū)別于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的主要優(yōu)勢(shì)。但由于數(shù)據(jù)規(guī)則本身并不是 Grasshopper 中的某個(gè)的工具，因此普遍被學(xué)習(xí)者忽略，這必定會(huì)引起理解層面的困難。在實(shí)際使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)一系列典型現(xiàn)象：例如使用者只能搭建簡(jiǎn)單的參數(shù)化功能，如果數(shù)據(jù)量變多結(jié)果就會(huì)出錯(cuò)，并且用戶無(wú)法分析和理解出錯(cuò)的原因。這都是因?yàn)橛脩羧匀恢豢吹奖砻娼Y(jié)果但無(wú)法從參數(shù)化的數(shù)據(jù)層面去理解分析導(dǎo)致的問(wèn)題。因此深刻的理解進(jìn)而能夠靈活變通運(yùn)用這套規(guī)則是學(xué)習(xí)參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程中重要的教學(xué)和訓(xùn)練環(huán)節(jié)，也是每個(gè)學(xué)員都必須跨過(guò)的一道門檻。

換個(gè)形象點(diǎn)的說(shuō)法來(lái)解釋：工具是“有形”的而規(guī)則是“無(wú)形”的，初學(xué)者容易關(guān)注到有形的工具而忽略背后的無(wú)形的規(guī)則。好比是玩游戲：首先應(yīng)該仔細(xì)了解游戲規(guī)則之后再開始玩游戲，玩的過(guò)程就會(huì)很順利。如果還不清楚玩法就開始，一定會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題。這時(shí)候再去解釋規(guī)則反而難以解釋清楚了，學(xué)習(xí)難度也加大了而且反而浪費(fèi)了很多時(shí)間。

二. 重視對(duì)參數(shù)化設(shè)計(jì)思維和分析能力的提高

參數(shù)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先需要運(yùn)用參數(shù)化邏輯思維及分析方法規(guī)劃整體“框架”，而后才涉及到具體制作的細(xì)節(jié)部分，當(dāng)學(xué)員還沒(méi)有建立起正確的參數(shù)化思維方法的時(shí)候，就會(huì)在面對(duì)具體設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)感覺(jué)沒(méi)有思路，或經(jīng)常做到一半很難繼續(xù)下去。建立和提高參數(shù)化設(shè)計(jì)思維和分析能力是學(xué)習(xí)參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程中最核心的部分。

然而對(duì)于多數(shù)建筑設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)背景的學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō)，由于這些行業(yè)的從業(yè)人士通常并非理工科背景，因此知識(shí)結(jié)構(gòu)中邏輯思維和分析能力通常也比較薄弱。因此在學(xué)習(xí)參數(shù)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中更需要特別重視并針對(duì)性的加強(qiáng)邏輯思維和分析能力的鍛煉。

如何學(xué)習(xí)和提高參數(shù)化思維和分析能力？這更加取決于教學(xué)本身。有很多學(xué)員跟我們反應(yīng)過(guò)：在學(xué)習(xí)一些教學(xué)過(guò)程中常常感覺(jué)“難理解”或者“聽不懂”。實(shí)際上很多時(shí)候并不是學(xué)員的問(wèn)題，而是一些教學(xué)課程根本就不關(guān)心如何確保學(xué)員充分理解和掌握。有一些課程為了吸引學(xué)員參加，會(huì)不加考慮的找一些效果酷炫的案例作為教學(xué)，并沒(méi)有充分考量教學(xué)的合理性和學(xué)員的接受度。

一個(gè)好的教學(xué)課程不應(yīng)該首先考慮如何“博眼球”，而更應(yīng)該關(guān)注學(xué)員應(yīng)該從課程中掌握什么、學(xué)會(huì)什么，如何做好充分的教學(xué)安排和范例準(zhǔn)備以確保學(xué)員可以最高質(zhì)量的達(dá)到教學(xué)預(yù)期？如何讓學(xué)員可以更加輕松和容易的理解教學(xué)范例中用到的思維邏輯？如何讓學(xué)員通過(guò)簡(jiǎn)單易懂的范例引發(fā)學(xué)員正確的思考？如何把基本的思路和規(guī)則結(jié)合到一起靈活解決實(shí)際中遇到的設(shè)計(jì)問(wèn)題？如果教學(xué)課程能夠從這些角度去思考并認(rèn)真規(guī)劃課程，同時(shí)在授課過(guò)程給與耐心指導(dǎo)，絕大多數(shù)的學(xué)員都可以達(dá)到足夠的參數(shù)化邏輯思維和分析能力的。

另外在這部分的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)員也應(yīng)該給自己多一點(diǎn)時(shí)間去接受，舊的思維方式的轉(zhuǎn)變和新的思維觀念的建立都是需要一段時(shí)間的練習(xí)去適應(yīng)的，欲速則不達(dá)。

三. 重視相關(guān)行業(yè)知識(shí)的同步學(xué)習(xí)

用戶在學(xué)習(xí) Grasshopper 過(guò)程中有一些時(shí)候遇到思路無(wú)法理解，而且常常重復(fù)聽了好幾次還是沒(méi)理解。這種情況通常是由于：對(duì)工具和思路所涉及到的相關(guān)專業(yè)知識(shí)缺乏了解導(dǎo)致的。

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)軟件由于使用方法和流程都比較“固定”，在使用時(shí)候按部就班的做或者稍加摸索即可學(xué)會(huì)。因此用戶通常并不需要特別的了解工具背后的相關(guān)知識(shí)和原理特性。而如果用戶把這種方式照搬到grasshopper 的學(xué)習(xí)過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)很大的問(wèn)題，因?yàn)镚rasshopper的用法非常靈活，也沒(méi)有固定的流程，很多思路和方法稍加變通就會(huì)完全變成另一種效果或功能，用戶只有對(duì)工具背后涉及到的相關(guān)知識(shí)和概念特性清楚了，才能配合建立靈活多變的思路解決問(wèn)題，也才能發(fā)揮出參數(shù)化不同于別的設(shè)計(jì)軟件的強(qiáng)大之處。

Grasshopper 自帶的工具根據(jù)相關(guān)背景知識(shí)可以分為幾類：與編程邏輯相關(guān)的部分、數(shù)學(xué)計(jì)算相關(guān)的部分，空間和幾何定位部分，NURBS曲面建模部分，網(wǎng)格幾何建模部分，邏輯分析和數(shù)據(jù)處理部分，以及一些例如材料力學(xué)和力場(chǎng)模擬等相對(duì)獨(dú)立的部分等。學(xué)員在學(xué)習(xí)參數(shù)化設(shè)計(jì)的過(guò)程需要同步的加強(qiáng)對(duì)這些相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)概念的了解。

關(guān)于Rhino原廠

??"Rhino is not a fancy tool!" -?Bob McNeel?[ McNeel公司創(chuàng)始人&CEO]

「Rhino不走花俏路線！」Bob說(shuō)：「Rhino不以華麗不實(shí)的界面以及工具吸引使用者，我們也不花錢打廣告、不直接參與任何展覽，我們所賺的每分錢只花在Rhino的研發(fā)與支持，目的是讓每個(gè)人都買得起Rhino，并且持續(xù)用于實(shí)際工作?！?br>

Rhino原廠一直以來(lái)非常重視服務(wù)客戶，我們與客戶形成伙伴關(guān)系，持續(xù)的改善產(chǎn)品、工作流程與支持服務(wù)，使用最新的技術(shù)提供已知問(wèn)題的可行性解決方案。滿足用戶的需求，為用戶創(chuàng)造價(jià)值。

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